[Java知识库] mybatis ------ 一级缓存、二级缓存

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[Java知识库]mybatis ------ 一级缓存、二级缓存

简介

1、什么是缓存 [ Cache ]？

存在内存中的临时数据。
将用户经常查询的数据放在缓存（内存）中，用户去查询数据就不用从磁盘上(关系型数据库数据文件)查询，从缓存中查询，从而提高查询效率，解决了高并发系统的性能问题。

2、为什么使用缓存？

减少和数据库的交互次数，减少系统开销，提高系统效率。

3、什么样的数据能使用缓存？

经常查询并且不经常改变的数据。

Mybatis缓存

MyBatis包含一个非常强大的查询缓存特性，它可以非常方便地定制和配置缓存。缓存可以极大的提升查询效率。
MyBatis系统中默认定义了两级缓存：一级缓存和二级缓存
- 默认情况下，只有一级缓存开启。（SqlSession级别的缓存，也称为本地缓存）
- 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

一级缓存

一级缓存: 基于PerpetualCache 的 HashMap本地缓存，其存储作用域为 Session，当 Session flush 或 close 之后，该Session中的所有 Cache 就将清空。

一级缓存也叫本地缓存：

与数据库同一次会话期间查询到的数据会放在本地缓存中。
以后如果需要获取相同的数据，直接从缓存中拿，没必须再去查询数据库；

Mybatis一级缓存测试

①、我们在一个 sqlSession 中，对 User 表根据id进行两次查询，查看他们发出sql语句的情况。

@Test
public void testSelectOrderAndUserByOrderId(){
    //根据 sqlSessionFactory 产生 session
    SqlSession sqlSession = sessionFactory.openSession();
    String statement ="one.to.one.mapper.OrdersMapper.selectOrderAndUserByOrderID";
    UserMapper userMapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);
    //第一次查询，发出sql语句，并将查询的结果放入缓存中
    User u1 = userMapper.selectUserByUserId(1);
    System.out.println(u1);
     
    //第二次查询，由于是同一个sqlSession,会在缓存中查找查询结果
    //如果有，则直接从缓存中取出来，不和数据库进行交互
    User u2 = userMapper.selectUserByUserId(1);
    System.out.println(u2);
     
    sqlSession.close();
}

查看控制台打印情况：
在这里插入图片描述
　②、同样是对user表进行两次查询，只不过两次查询之间进行了一次update操作。

@Test
public void testSelectOrderAndUserByOrderId(){
    //根据 sqlSessionFactory 产生 session
    SqlSession sqlSession = sessionFactory.openSession();
    String statement ="one.to.one.mapper.OrdersMapper.selectOrderAndUserByOrderID";
    UserMapper userMapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);
    //第一次查询，发出sql语句，并将查询的结果放入缓存中
    User u1 = userMapper.selectUserByUserId(1);
    System.out.println(u1);
     
    //第二步进行了一次更新操作，sqlSession.commit()
    u1.setSex("女");
    userMapper.updateUserByUserId(u1);
    sqlSession.commit();
     
    //第二次查询，由于是同一个sqlSession.commit(),会清空缓存信息
    //则此次查询也会发出 sql 语句
    User u2 = userMapper.selectUserByUserId(1);
    System.out.println(u2);
     
    sqlSession.close();
}

控制台打印情况：
在这里插入图片描述
③、总结

1、第一次发起查询用户id为1的用户信息，先去找缓存中是否有id为1的用户信息，如果没有，从数据库查询用户信息。得到用户信息，将用户信息存储到一级缓存中。

2、如果中间sqlSession去执行commit操作（执行插入、更新、删除），则会清空SqlSession中的一级缓存，这样做的目的为了让缓存中存储的是最新的信息，避免脏读。

3、第二次发起查询用户id为1的用户信息，先去找缓存中是否有id为1的用户信息，缓存中有，直接从缓存中获取用户信息。
　　在这里插入图片描述

一级缓存失效的四种情况

一级缓存是SqlSession级别的缓存，是一直开启的，我们关闭不了它；

一级缓存失效情况：没有使用到当前的一级缓存，效果就是，还需要再向数据库中发起一次查询请求！

sqlSession不同
结论：每个sqlSession中的缓存相互独立
sqlSession相同，查询条件不同
结论：当前缓存中，不存在这个数据
sqlSession相同，两次查询之间执行了增删改操作！
结论：因为增删改操作可能会对当前数据产生影响
sqlSession相同，手动清除一级缓存

一级缓存就是一个map

二级缓存

二级缓存的原理和一级缓存原理一样，第一次查询，会将数据放入缓存中，然后第二次查询则会直接去缓存中取。但是一级缓存是基于 sqlSession 的，而二级缓存是基于 mapper文件的namespace的，也就是说多个sqlSession可以共享一个mapper中的二级缓存区域，并且如果两个mapper的namespace相同，即使是两个mapper，那么这两个mapper中执行sql查询到的数据也将存在相同的二级缓存区域中。

在这里插入图片描述

使用步骤

1、开启全局缓存【mybatis-config.xml】

<setting name="cacheEnabled" value="true"/>

2、去每个mapper.xml中配置使用二级缓存，这个配置非常简单；【xxxMapper.xml】

<cache/>

官方示例=====>查看官方文档
<cache
 eviction="FIFO"
 flushInterval="60000"
 size="512"
 readOnly="true"/>
这个更高级的配置创建了一个 FIFO 缓存，每隔 60 秒刷新，最多可以存储结果对象或列表的 512 个引用，而且返回的对象被认为是只读的，因此对它们进行修改可能会在不同线程中的调用者产生冲突。

3、所有的实体类先实现序列化接口
在这里插入图片描述
开启了二级缓存后，还需要将要缓存的pojo实现Serializable接口，为了将缓存数据取出执行反序列化操作，因为二级缓存数据存储介质多种多样，不一定只存在内存中，有可能存在硬盘中，如果我们要再取这个缓存的话，就需要反序列化了。所以mybatis中的pojo都去实现Serializable接口。

4、测试
一、测试二级缓存和sqlSession 无关

@Test
public void testTwoCache(){
    //根据 sqlSessionFactory 产生 session
    SqlSession sqlSession1 = sessionFactory.openSession();
    SqlSession sqlSession2 = sessionFactory.openSession();
     
    String statement ="com.ys.twocache.UserMapper.selectUserByUserId";
    UserMapper userMapper1 = sqlSession1.getMapper(UserMapper.class);
    UserMapper userMapper2 = sqlSession2.getMapper(UserMapper.class);
    //第一次查询，发出sql语句，并将查询的结果放入缓存中
    User u1 = userMapper1.selectUserByUserId(1);
    System.out.println(u1);
    sqlSession1.close();//第一次查询完后关闭sqlSession
     
    //第二次查询，即使sqlSession1已经关闭了，这次查询依然不发出sql语句
    User u2 = userMapper2.selectUserByUserId(1);
    System.out.println(u2);
    sqlSession2.close();
}

可以看出上面两个不同的sqlSession,第一个关闭了，第二次查询依然不发出sql查询语句。

二、测试执行 commit() 操作，二级缓存数据清空

@Test
public void testTwoCache(){
    //根据 sqlSessionFactory 产生 session
    SqlSession sqlSession1 = sessionFactory.openSession();
    SqlSession sqlSession2 = sessionFactory.openSession();
    SqlSession sqlSession3 = sessionFactory.openSession();
     
    String statement ="com.ys.twocache.UserMapper.selectUserByUserId";
    UserMapper userMapper1 = sqlSession1.getMapper(UserMapper.class);
    UserMapper userMapper2 = sqlSession2.getMapper(UserMapper.class);
    UserMapper userMapper3 = sqlSession2.getMapper(UserMapper.class);
    //第一次查询，发出sql语句，并将查询的结果放入缓存中
    User u1 = userMapper1.selectUserByUserId(1);
    System.out.println(u1);
    sqlSession1.close();//第一次查询完后关闭sqlSession
     
    //执行更新操作，commit()
    u1.setUsername("aaa");
    userMapper3.updateUserByUserId(u1);
    sqlSession3.commit();
     
    //第二次查询，由于上次更新操作，缓存数据已经清空（防止数据脏读），这里必须再次发出sql语句
    User u2 = userMapper2.selectUserByUserId(1);
    System.out.println(u2);
    sqlSession2.close();
}

查看控制台情况：
　在这里插入图片描述
5、useCache和flushCache
　mybatis中还可以配置userCache和flushCache等配置项，userCache是用来设置是否禁用二级缓存的，在statement中设置useCache=false可以禁用当前select语句的二级缓存，即每次查询都会发出sql去查询，默认情况是true，即该sql使用二级缓存。

<select id="selectUserByUserId" useCache="false" resultType="com.ys.twocache.User" parameterType="int">
    select * from user where id=#{id}
</select>

这种情况是针对每次查询都需要最新的数据sql，要设置成useCache=false，禁用二级缓存，直接从数据库中获取。

在mapper的同一个namespace中，如果有其它insert、update、delete操作数据后需要刷新缓存，如果不执行刷新缓存会出现脏读。

设置statement配置中的flushCache=”true” 属性，默认情况下为true，即刷新缓存，如果改成false则不会刷新。使用缓存时如果手动修改数据库表中的查询数据会出现脏读。

<select id="selectUserByUserId" flushCache="true" useCache="false" resultType="com.ys.twocache.User" parameterType="int">
    select * from user where id=#{id}
</select>

一般下执行完commit操作都需要刷新缓存，flushCache=true表示刷新缓存，这样可以避免数据库脏读。所以我们不用设置，默认即可。

结论

只要开启了二级缓存，我们在同一个Mapper中的查询，可以在二级缓存中拿到数据
查出的数据都会被默认先放在一级缓存中
只有会话提交或者关闭以后，一级缓存中的数据才会转到二级缓存中

EhCache

Ehcache是一种广泛使用的java分布式缓存，用于通用缓存；

要在应用程序中使用Ehcache，需要引入依赖的jar包

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.mybatis.caches/mybatis-ehcache -->
<dependency>
   <groupId>org.mybatis.caches</groupId>
   <artifactId>mybatis-ehcache</artifactId>
   <version>1.1.0</version>
</dependency>

在mapper.xml中使用对应的缓存即可

<mapper namespace = “org.acme.FooMapper” >
   <cache type = “org.mybatis.caches.ehcache.EhcacheCache” />
</mapper>

编写ehcache.xml文件，如果在加载时未找到/ehcache.xml资源或出现问题，则将使用默认配置。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ehcache xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
        xsi:noNamespaceSchemaLocation="http://ehcache.org/ehcache.xsd"
        updateCheck="false">
   <!--
      diskStore：为缓存路径，ehcache分为内存和磁盘两级，此属性定义磁盘的缓存位置。参数解释如下：
      user.home – 用户主目录
      user.dir – 用户当前工作目录
      java.io.tmpdir – 默认临时文件路径
    -->
   <diskStore path="./tmpdir/Tmp_EhCache"/>
   
   <defaultCache
           eternal="false"
           maxElementsInMemory="10000"
           overflowToDisk="false"
           diskPersistent="false"
           timeToIdleSeconds="1800"
           timeToLiveSeconds="259200"
           memoryStoreEvictionPolicy="LRU"/>

   <cache
           name="cloud_user"
           eternal="false"
           maxElementsInMemory="5000"
           overflowToDisk="false"
           diskPersistent="false"
           timeToIdleSeconds="1800"
           timeToLiveSeconds="1800"
           memoryStoreEvictionPolicy="LRU"/>
   <!--
      defaultCache：默认缓存策略，当ehcache找不到定义的缓存时，则使用这个缓存策略。只能定义一个。
    -->
   <!--
     name:缓存名称。
     maxElementsInMemory:缓存最大数目
     maxElementsOnDisk：硬盘最大缓存个数。
     eternal:对象是否永久有效，一但设置了，timeout将不起作用。
     overflowToDisk:是否保存到磁盘，当系统当机时
     timeToIdleSeconds:设置对象在失效前的允许闲置时间（单位：秒）。仅当eternal=false对象不是永久有效时使用，可选属性，默认值是0，也就是可闲置时间无穷大。
     timeToLiveSeconds:设置对象在失效前允许存活时间（单位：秒）。最大时间介于创建时间和失效时间之间。仅当eternal=false对象不是永久有效时使用，默认是0.，也就是对象存活时间无穷大。
     diskPersistent：是否缓存虚拟机重启期数据 Whether the disk store persists between restarts of the Virtual Machine. The default value is false.
     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。
     diskExpiryThreadIntervalSeconds：磁盘失效线程运行时间间隔，默认是120秒。
     memoryStoreEvictionPolicy：当达到maxElementsInMemory限制时，Ehcache将会根据指定的策略去清理内存。默认策略是LRU（最近最少使用）。你可以设置为FIFO（先进先出）或是LFU（较少使用）。
     clearOnFlush：内存数量最大时是否清除。
     memoryStoreEvictionPolicy:可选策略有：LRU（最近最少使用，默认策略）、FIFO（先进先出）、LFU（最少访问次数）。
     FIFO，first in first out，这个是大家最熟的，先进先出。
     LFU， Less Frequently Used，就是上面例子中使用的策略，直白一点就是讲一直以来最少被使用的。如上面所讲，缓存的元素有一个hit属性，hit值最小的将会被清出缓存。
     LRU，Least Recently Used，最近最少使用的，缓存的元素有一个时间戳，当缓存容量满了，而又需要腾出地方来缓存新的元素的时候，那么现有缓存元素中时间戳离当前时间最远的元素将被清出缓存。
  -->

</ehcache>