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（六）MyBatis学习笔记-缓存

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1. 概述

在MyBatis中允许使用缓存，缓存一般都放置在可高速读/写的存储器上，比如服务器的内存，它能够有效提高系统的性能。因为数据库大部分场景下是把存储在磁盘上的数据索引出来。从硬件的角度分析，索引磁盘是一个较为缓慢的过程，读取内存或者高速缓存在处理器上得速度要比读取磁盘快得多。缓存就是将那些常用的数据放在内存中，以便将来使用，以此提高系统性能。

MyBatis系统中默认定义了一级缓存和二级缓存两级缓存。

  • 默认情况下，只有一级缓存（SqlSession级别的缓存，也称为本地缓存）开启。
  • 二级缓存需要手动开启和配置，他是基于namespace级别的缓存。
  • 为了提高扩展性。 MyBatis定义了缓存接口Cache。我们可以通过实现Cache接口来自定义二级缓存

2. 一级缓存

一级缓存(local cache), 即本地缓存, 本地缓存不能被关闭，作用域默认为sqlSession。

2.1 验证一级缓存的存在

测试代码：

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SqlSessionFactory sessionFactory = getSqlSessionFactory();
SqlSession session = sessionFactory.openSession();
try {
    EmployeeMapper mapper = session.getMapper(EmployeeMapper.class);
    //通过id为1去查询获取员工对象
    Employee emp01 = mapper.getEmpById(1);
    System.out.println(emp01);
    
    //再次通过id为1去查询获取员工对象
    Employee emp02 = mapper.getEmpById(1);
    System.out.println(emp02);
    
    System.out.println(emp01 == emp02);
    
} finally {
    session.close();
}

运行结果：
在这里插入图片描述
从运行结果可以知道，虽然调用了两次查询，但是只发送了一条SQL语句，且两次获取的员工对象是同一个。显示，MyBatis没有再次查询数据库，而是从一级缓存中获取已有的员工对象。

2.2 失效情况

所谓失效情况就是没有使用到当前一级缓存的情况，效果就是还需要再向数据库发出SQL。

2.2.1 sqlSession不同

假设我分别用两个不同的sqlSession进行员工的查询，这时会发送两条相同的查询SQL，也就是没有使用到一级缓存的情形。

测试代码：

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SqlSessionFactory sessionFactory = getSqlSessionFactory();
//创建两个不同的session
SqlSession session1 = sessionFactory.openSession();
SqlSession session2 = sessionFactory.openSession();
try {
    //使用session1去查询id为1的员工对象
    EmployeeMapper mapper1 = session1.getMapper(EmployeeMapper.class);
    Employee emp01 = mapper1.getEmpById(1);
    System.out.println(emp01);
    
    //使用session2去查询id为1的员工对象
    EmployeeMapper mapper2 = session2.getMapper(EmployeeMapper.class);
    Employee emp02 = mapper2.getEmpById(1);
    System.out.println(emp02);
    
    System.out.println(emp01 == emp02);
    
} finally {
    session1.close();
    session2.close();
}

运行结果：
在这里插入图片描述
这是很好理解的，因为一级缓存的默认作用域是sqlSession，所以不同的sqlSession有不同的一级缓存。

2.2.2 sqlSession相同，查询条件不同

这个也很好理解，既然两次数据库操作是不一样的，显然当前一级缓存是没有保存相同的数据，还是会访问数据库。

2.2.3 sqlSession相同，两次查询之间存在增删改操作

在进行了增删改操作之后，数据库中的数据可能会发生改变。为了保持数据的一致性，在第二次查询的时候，必须在此访问数据库获取最新的数据。

测试代码：

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SqlSessionFactory sessionFactory = getSqlSessionFactory();
SqlSession session = sessionFactory.openSession();
try {
    //去查询id为1的员工对象
    EmployeeMapper mapper = session.getMapper(EmployeeMapper.class);
    Employee emp01 = mapper.getEmpById(1);
    System.out.println(emp01);
    
    //两次查询之间存在增删改操作
    Employee emp = new Employee(1,"郑楚","1","zhengchu@gmail.com");
    mapper.addEmp(emp);
    //查询id为1的员工对象
    Employee emp02 = mapper.getEmpById(1);
    System.out.println(emp02);
    
    System.out.println(emp01 == emp02);
    
} finally {
    session.close();
}

运行结果：
在这里插入图片描述

2.2.4 sqlSession相同，手动清空一级缓存

测试代码：
在这里插入图片描述
运行结果：
在这里插入图片描述

3. 二级缓存

二级缓存需要手动开启和配置，它是基于namespace级别的缓存，在 SqlSession 关闭或提交之后才会生效

我们知道一级缓存的作用为sqlSession，但是当这个会话关闭的时候，我们又不得不重新访问数据库进行一些查询等操作。但是使用二级缓存，如果当前namespace下的会话关闭，一级缓存中的数据就会被保存到二级缓存中，因此新的会话查询信息，就可以参照二级缓存中的内容。不同的namesapce查出的数据会放在自己对应的缓存中。另外，底层中缓存数据是用Map集合封装的。

3.1 二级缓存的使用

  1. 开启全局二级缓存配置。
    在这里插入图片描述
  2. 在映射器文件EmployeeMapper.xml中配置使用二级缓存。提醒一下：不同的映射器有着不一样的namespace。
    在这里插入图片描述
    cache标签里的属性不进行配置，也就是采用默认也是可以的。

cache标签有许多属性，下面讲一下这些属性的作用：

属性说明取值备注
eviction缓存回收策略
1. LRU – 最近最少使用的：移除最长时间不被使用的对象。
2. FIFO – 先进先出：按对象进入缓存的顺序来移除它们
3. SOFT – 软引用：移除基于垃圾回收器状态和软引用规则的对象。
4. WEAK – 弱引用：更积极地移除基于垃圾收集器状态和弱引用规则的对象。		默认的是 LRU。-
flushInterval刷新间隔，单位毫秒，默认情况是不设置，也就是没有刷新间隔，缓存仅仅调用语句时刷新正整数超过中整数后缓存失效，不再读取缓存，而是执行SQL取回数据
size引用数目，代表缓存最多可以存储多少个对象，太大容易导致内存溢出正整数，默认取值1024-
readOnly缓存内容是否只读
true：只读缓存；会给所有调用者返回缓存对不能被修改。这提供了很重要的性能优势
false：读写缓存；会返回缓存对象的拷贝（通过序列化）。这会慢一些，但是安全，因此默认是 false。		true/false，默认为false-
type自定义缓存类，要求实现接口org.apache.ibatis.cache.Cache用于自定义的缓存类-
blocking是否使用阻塞性缓存，在读/写时它会加入JNI的锁进行操作true/false，默认为false可保证读/写安全性，但加锁后性能不佳。

  1. readOnly默认是false的，因此需要给涉及到的POJO类实现序列化接口。
    在这里插入图片描述

  2. 测试代码

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    SqlSessionFactory sessionFactory = getSqlSessionFactory();
    //创建两个不同的session
    SqlSession session1 = sessionFactory.openSession();
    SqlSession session2 = sessionFactory.openSession();
    try {
        //使用session1去查询id为1的员工对象
        EmployeeMapper mapper1 = session1.getMapper(EmployeeMapper.class);
        Employee emp01 = mapper1.getEmpById(1);
        System.out.println(emp01);
        //关闭session1
        session1.close();
        
        //使用session2去查询id为1的员工对象
        //第二次查询是从二级缓存中查询的数据，并没有发送SQL
        EmployeeMapper mapper2 = session2.getMapper(EmployeeMapper.class);
        Employee emp02 = mapper2.getEmpById(1);
        System.out.println(emp02);
        
        System.out.println(emp01 == emp02);
        
    } finally {
        //关闭session2
        session2.close();
    }

    运行结果：
    在这里插入图片描述
    从运行结果可以知道，第一次查询时会先查询二级缓存，查询不到数据所以发送SQL语句进行数据库访问。第二次查询还是先查询二级缓存，这次查询到了数据便直接返回输出数据。因为二级缓存会进行对象的克隆（序列化与反序列化），所以两次查询的员工对象是不相等的。

注意：我们上面在进行代码测试测试时，在进行第二次查询之前是先关闭session1会话的，因为二级缓存是在SqlSession 关闭或提交之后才会生效。

3.2 缓存有关设置和属性

  • 全局二级缓存开启和关闭。true为开启，false则为关闭。
    在这里插入图片描述
  • select标签中的useCache属性，默认为true。true则使用二级缓存（全局二级缓存得开），false则不使用二级缓存。
    在这里插入图片描述
  • 增删改标签中的flushCache属性，默认为true。true则每次增删改会清空一级缓存和二级缓存，false则不会清空二级缓存，但是会清空一级缓存。
    在这里插入图片描述
  • select标签中的flushCache标签，默认值为false。true则每次查询都清空一级缓存和二级缓存，false则不会清空一级缓存和二级缓存。
    在这里插入图片描述

    4. EhCache整合

    EhCache 第三方缓存框架是一个纯Java的进程内缓存框架，具有快速、精干等特点，是Hibernate中默认的CacheProvider。我们可以使用MyBatis定义得Cache接口来进行自定义扩展。

    4.1 整合步骤

  1. 导入ehcache包，以及整合包，日志包
    在这里插入图片描述
    官方文档即相关包下载

  2. 编写ehcache.xml配置文件，一般情况下直接拿来用即可。

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    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <ehcache xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
     xsi:noNamespaceSchemaLocation="../config/ehcache.xsd">
     <!-- 磁盘保存路径 -->
     <diskStore path="D:\44\ehcache" />
     
     <defaultCache 
       maxElementsInMemory="1" 
       maxElementsOnDisk="10000000"
       eternal="false" 
       overflowToDisk="true" 
       timeToIdleSeconds="120"
       timeToLiveSeconds="120" 
       diskExpiryThreadIntervalSeconds="120"
       memoryStoreEvictionPolicy="LRU">
     </defaultCache>
    </ehcache>
     
    <!-- 
    属性说明：
    l diskStore：指定数据在磁盘中的存储位置。
    l defaultCache：当借助CacheManager.add("demoCache")创建Cache时，EhCache便会采用<defalutCache/>指定的的管理策略
     
    以下属性是必须的：
    l maxElementsInMemory - 在内存中缓存的element的最大数目 
    l maxElementsOnDisk - 在磁盘上缓存的element的最大数目，若是0表示无穷大
    l eternal - 设定缓存的elements是否永远不过期。如果为true，则缓存的数据始终有效，如果为false那么还要根据timeToIdleSeconds，timeToLiveSeconds判断
    l overflowToDisk - 设定当内存缓存溢出的时候是否将过期的element缓存到磁盘上
     
    以下属性是可选的：
    l timeToIdleSeconds - 当缓存在EhCache中的数据前后两次访问的时间超过timeToIdleSeconds的属性取值时，这些数据便会删除，默认值是0,也就是可闲置时间无穷大
    l timeToLiveSeconds - 缓存element的有效生命期，默认是0.,也就是element存活时间无穷大
     diskSpoolBufferSizeMB 这个参数设置DiskStore(磁盘缓存)的缓存区大小.默认是30MB.每个Cache都应该有自己的一个缓冲区.
    l diskPersistent - 在VM重启的时候是否启用磁盘保存EhCache中的数据，默认是false。
    l diskExpiryThreadIntervalSeconds - 磁盘缓存的清理线程运行间隔，默认是120秒。每个120s，相应的线程会进行一次EhCache中数据的清理工作
    l memoryStoreEvictionPolicy - 当内存缓存达到最大，有新的element加入的时候， 移除缓存中element的策略。默认是LRU（最近最少使用），可选的有LFU（最不常使用）和FIFO（先进先出）
     -->

  3. 配置cache标签，type中的值为类路径。
    在这里插入图片描述

若想在命名空间中共享相同的缓存配置和实例。可以使用 cache-ref 元素来引用另外一个缓存。

比如我在DepartmentMapper.xml中引用EmployeeMapper.xml相同的第三方缓存，可以进行如下配置。
在这里插入图片描述

5. 缓存原理

在这里插入图片描述

  1. 在二级缓存关闭的状态下，第一次查询id为1的员工数据时，会先访问数据库，然后将查询到的数据放在一级缓存中。当该会话关闭，那么下次查询又会重新访问数据库。
  2. 若二级缓存处于开启状态，新会话会先查询对应表空间的二级缓存是否有要查询的数据，否则访问数据库并将查询到的数据放在一级缓存中，当该会话关闭时则再将该数据拷贝到二级缓存中。该表空间的新会话要查询同样的数据时，将会查询二级缓存并获取数据。
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