Java八股文：Mybatis緩存你了解多少？

Mybatis是一款優秀的持久層架構，具有較高的SQL靈活性，支援進階映射（一對一，一對多），動态SQL，延遲加載和緩存等特性。他避免了幾乎所有的JDBC代碼和手動設定參數以及擷取結果集，可以使用簡單的XML或注解來配置和映射原生類型。為了減少和資料庫的互動次數，減少系統開銷，以及提高系統效率，Mybatis提供了緩存機制，接下來我們聊一聊Mybatis的緩存機制。

一、緩存

首先我們先說一下緩存，緩存是将一些臨時資料存儲到我們的記憶體中。由于我們伺服器的記憶體是有限的，是以說可以存儲一些資料量小的資料，不可能将所有的資料都放到伺服器的記憶體中。緩存的速率較快，使用友善。

那為什麼會使用緩存呢？我們開發的系統，大部分的功能需求都是對資料庫的增删改查，其中查詢的功能占據多數。當我們使用者想要進行查詢資料時，需要每次都要通路資料庫，他會加大對資料庫的壓力，使其速率降低。是以，我們的緩存就孕育而生了，這樣我們隻查詢資料庫一次，就會将資料加載到伺服器的記憶體中，以後再次查詢時，直接通路伺服器的記憶體，不需要每次都通路資料庫，不僅僅減少了資料庫的壓力，還提高了查詢速率。

二、Mybatis一級緩存

首先介紹一些Mybatis的緩存機制，Mybatis 包含一個非常強大的查詢緩存特性,它可以非常友善地配置和定制。Mybatis系統中預設定義了兩級緩存：一級緩存、二級緩存。預設情況下，隻有一級緩存（SqlSession級别的緩存，也稱為本地緩存）開啟。二級緩存需要手動開啟和配置，他是基于namespace級别的緩存。

概念

Mybatis一級緩存，首先他是預設開啟的，他是一個SqlSession裡面的所有查詢操作都會儲存到緩存中，但是要注意一點，如果在同一個SqlSession會話中，兩個的查詢中間有了 insert 、update或delete的操作，那麼之前的查詢緩存就會被清空。

圖檔來源于網路，侵删

緩存原理

第一次擷取資料時，先從資料庫中查詢指定資料。将資料緩存到一級緩存中【Map結構，key:hashCode+查詢的SqlId+編寫的sql查詢語句+參數】。以後在同一個SqlSession中，擷取相同資料時，會先從一級緩存中擷取資料，如一級緩存中沒有指定資料，再從資料庫中擷取。

不同條件下測試情況

首先我們要準備一下相關的環境：

定義EmployeeMapper接口：

public interface EmployeeMapper {

/**

* 按照動态條件擷取員工資訊【if&where】

public List<Employee> selectEmpByEmp(Employee employee);

}

定義EmployeeMapper.xml的映射檔案：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>

<!DOCTYPE mapper

PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN"

"http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">

SELECT

id,

last_name,

email,

salary,

dept_id

FROM

tbl_employee

</sql>

<where>

id = #{id}

</if>

AND last_name = #{lastName}

</if>

AND email = #{email}

</if>

AND salary = #{salary}

</if>

</where>

</select>

</mapper>

編寫mybatis-config.xml的配置檔案：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>

<!DOCTYPE configuration

PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Config 3.0//EN"

"http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-config.dtd">

</settings>

</typeAliases>

</dataSource>

</environment>

</environments>

</mappers>

</configuration>

在測試類中提供擷取我們的sqlSessionFactory的方法：

public SqlSessionFactory getSqlSessionFactory(){

SqlSessionFactory sqlSessionFactory = null;

try {

String resource = "mybatis-config.xml";

InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);

sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

return sqlSessionFactory;

}

接下來我們測試一下不同條件下的Mybatis的一級緩存：

1、在相同的SqlSession會話中重複兩次相同的條件查詢操作：

public void testCache1(){

SqlSessionFactory sqlSessionFactory = getSqlSessionFactory();

SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();

EmployeeMapper mapper = sqlSession.getMapper(EmployeeMapper.class);

Employee empParam = new Employee();

empParam.setId(2);

empParam.setLastName("chengcheng2");

List<Employee> empList = mapper.selectEmpByEmp(empParam);

for (Employee employee1 : empList) {

System.out.println("employee1 = " + employee1);

}

// sqlSession.close();

System.out.println("======================================");

List<Employee> empList2 = mapper.selectEmpByEmp(empParam);

for (Employee employee1 : empList2) {

System.out.println("employee1 = " + employee1);

}

結果顯示：

DEBUG 11-21 15:48:28,077 ==> Preparing: SELECT id, last_name, email, salary, dept_id FROM tbl_employee -- SFDSF WHERE id = ? AND last_name = ? (BaseJdbcLogger.java:137)

DEBUG 11-21 15:48:28,100 ==> Parameters: 2(Integer), chengcheng2(String) (BaseJdbcLogger.java:137)

DEBUG 11-21 15:48:28,121 <== Total: 1 (BaseJdbcLogger.java:137)

employee1 = Employee{id=2, lastName='chengcheng2', email='[email protected]', salary=100000.0, dept=null}

======================================

employee1 = Employee{id=2, lastName='chengcheng2', email='[email protected]', salary=100000.0, dept=null}

結果顯而易見，當在同一個SqlSession中重複兩次相同的查詢操作，隻有第一次進行通路資料庫，第二次通路直接調用緩存資料。

2、當相同的SqlSession中兩次查詢操作間執行了任意一次增删改操作：

public void testCache2(){

SqlSessionFactory sqlSessionFactory = getSqlSessionFactory();

SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();

EmployeeMapper mapper = sqlSession.getMapper(EmployeeMapper.class);

Employee empParam = new Employee();

empParam.setId(2);

empParam.setLastName("chengcheng2");

List<Employee> empList = mapper.selectEmpByEmp(empParam);

for (Employee employee1 : empList) {

System.out.println("employee1 = " + employee1);

}

System.out.println("======================================");

//同一個SqlSession兩次查詢期間執行了任何一次增删改操作

mapper.updateEmpByEmp(empParam);

System.out.println("======================================");

List<Employee> empList2 = mapper.selectEmpByEmp(empParam);

for (Employee employee1 : empList2) {

System.out.println("employee1 = " + employee1);

}

輸出結果顯示：

DEBUG 11-21 16:14:50,658 ==> Preparing: SELECT id, last_name, email, salary, dept_id FROM tbl_employee -- SFDSF WHERE id = ? AND last_name = ? (BaseJdbcLogger.java:137)

DEBUG 11-21 16:14:50,681 ==> Parameters: 2(Integer), chengcheng2(String) (BaseJdbcLogger.java:137)

DEBUG 11-21 16:14:50,703 <== Total: 1 (BaseJdbcLogger.java:137)

employee1 = Employee{id=2, lastName='chengcheng2', email='[email protected]', salary=100000.0, dept=null}

======================================

DEBUG 11-21 16:14:50,705 ==> Preparing: update tbl_employee SET last_name = ? where id = ? (BaseJdbcLogger.java:137)

DEBUG 11-21 16:14:50,705 ==> Parameters: chengcheng2(String), 2(Integer) (BaseJdbcLogger.java:137)

DEBUG 11-21 16:14:50,707 <== Updates: 1 (BaseJdbcLogger.java:137)

======================================

DEBUG 11-21 16:14:50,707 ==> Preparing: SELECT id, last_name, email, salary, dept_id FROM tbl_employee -- SFDSF WHERE id = ? AND last_name = ? (BaseJdbcLogger.java:137)

DEBUG 11-21 16:14:50,708 ==> Parameters: 2(Integer), chengcheng2(String) (BaseJdbcLogger.java:137)

DEBUG 11-21 16:14:50,709 <== Total: 1 (BaseJdbcLogger.java:137)

employee1 = Employee{id=2, lastName='chengcheng2', email='[email protected]', salary=100000.0, dept=null}

結論：當在相同的SqlSession中進行查詢操作後執行了任意一次增删改操作，再次查詢還需要重新通路資料庫。

3、當相同的SqlSession中兩次查詢操作間進行了事務的送出操作：

public void testCache3(){

SqlSessionFactory sqlSessionFactory = getSqlSessionFactory();

SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();

EmployeeMapper mapper = sqlSession.getMapper(EmployeeMapper.class);

Employee empParam = new Employee();

empParam.setId(2);

empParam.setLastName("chengcheng2");

List<Employee> empList = mapper.selectEmpByEmp(empParam);

for (Employee employee1 : empList) {

System.out.println("employee1 = " + employee1);

}

// 同一個SqlSession兩次查詢期間送出了事務

sqlSession.commit();

System.out.println("======================================");

List<Employee> empList2 = mapper.selectEmpByEmp(empParam);

for (Employee employee1 : empList2) {

System.out.println("employee1 = " + employee1);

}

輸出結果顯示：

DEBUG 11-21 16:23:09,349 ==> Preparing: SELECT id, last_name, email, salary, dept_id FROM tbl_employee -- SFDSF WHERE id = ? AND last_name = ? (BaseJdbcLogger.java:137)

DEBUG 11-21 16:23:09,378 ==> Parameters: 2(Integer), chengcheng2(String) (BaseJdbcLogger.java:137)

DEBUG 11-21 16:23:09,405 <== Total: 1 (BaseJdbcLogger.java:137)

employee1 = Employee{id=2, lastName='chengcheng2', email='[email protected]', salary=100000.0, dept=null}

======================================

DEBUG 11-21 16:23:09,407 ==> Preparing: SELECT id, last_name, email, salary, dept_id FROM tbl_employee -- SFDSF WHERE id = ? AND last_name = ? (BaseJdbcLogger.java:137)

DEBUG 11-21 16:23:09,408 ==> Parameters: 2(Integer), chengcheng2(String) (BaseJdbcLogger.java:137)

DEBUG 11-21 16:23:09,409 <== Total: 1 (BaseJdbcLogger.java:137)

employee1 = Employee{id=2, lastName='chengcheng2', email='[email protected]', salary=100000.0, dept=null}

結論：當在相同的SqlSession中進行查詢操作後執行了事務的送出，再次查詢還需要重新通路資料庫。

4、當在不同的SqlSession中進行兩次相同的條件查詢操作：

public void testCache4(){

SqlSessionFactory sqlSessionFactory = getSqlSessionFactory();

SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();

EmployeeMapper mapper = sqlSession.getMapper(EmployeeMapper.class);

Employee empParam = new Employee();

empParam.setId(2);

empParam.setLastName("chengcheng2");

List<Employee> empList = mapper.selectEmpByEmp(empParam);

for (Employee employee1 : empList) {

System.out.println("employee1 = " + employee1);

}

System.out.println("======================================");

//不同的SqlSession對應不同的一級緩存

SqlSession sqlSession2 = sqlSessionFactory.openSession();

EmployeeMapper mapper2 = sqlSession2.getMapper(EmployeeMapper.class);

List<Employee> empList2 = mapper2.selectEmpByEmp(empParam);

for (Employee employee1 : empList2) {

System.out.println("employee1 = " + employee1);

}

輸出結果顯示：

DEBUG 11-21 16:07:31,964 ==> Preparing: SELECT id, last_name, email, salary, dept_id FROM tbl_employee -- SFDSF WHERE id = ? AND last_name = ? (BaseJdbcLogger.java:137)

DEBUG 11-21 16:07:31,987 ==> Parameters: 2(Integer), chengcheng2(String) (BaseJdbcLogger.java:137)

DEBUG 11-21 16:07:32,007 <== Total: 1 (BaseJdbcLogger.java:137)

employee1 = Employee{id=2, lastName='chengcheng2', email='[email protected]', salary=100000.0, dept=null}

======================================

DEBUG 11-21 16:07:32,020 ==> Preparing: SELECT id, last_name, email, salary, dept_id FROM tbl_employee -- SFDSF WHERE id = ? AND last_name = ? (BaseJdbcLogger.java:137)

DEBUG 11-21 16:07:32,020 ==> Parameters: 2(Integer), chengcheng2(String) (BaseJdbcLogger.java:137)

DEBUG 11-21 16:07:32,022 <== Total: 1 (BaseJdbcLogger.java:137)

employee1 = Employee{id=2, lastName='chengcheng2', email='[email protected]', salary=100000.0, dept=null}

結論：當在不同SqlSession中進行兩次相同條件的查詢操作，兩次查詢操作都通路資料庫。

失效條件

最後我們做一下小總結，Mybatis一級緩存失效的條件：

1)不同的SqlSession對應不同的一級緩存

2)同一個SqlSession但是查詢條件不同

3)同一個SqlSession兩次查詢期間執行了任何一次增删改操作

4)同一個SqlSession兩次查詢期間手動清空了緩存

5)同一個SqlSession兩次查詢期間送出了事務

三、Mybatis二級緩存

概念

二級緩存(second level cache），全局作用域緩存。二級緩存是預設不開啟的，需要手動配置。

開啟步驟

使用Mybatis二級緩存的步驟：

1、全局配置檔案中開啟二級緩存<setting name="cacheEnabled" value="true"/>

在mybatis-config.xml配置檔案中進行配置，具體如下代碼14行所示：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>

<!DOCTYPE configuration

PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Config 3.0//EN"

"http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-config.dtd">

</settings>

</typeAliases>

</dataSource>

</environment>

</environments>

</mappers>

</configuration>

2、需要使用二級緩存的映射檔案處使用cache配置緩存<cache />，我們以EmployeeMapper.xml為例進行配置，見代碼的第6行：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>

<!DOCTYPE mapper

PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN"

"http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">

SELECT

id,

last_name,

email,

salary,

dept_id

FROM

tbl_employee

</sql>

<where>

id = #{id}

</if>

AND last_name = #{lastName}

</if>

AND email = #{email}

</if>

AND salary = #{salary}

</if>

</where>

</select>

</mapper>

3、注意：POJO需要實作Serializable接口，以Employee實體類為例，如下代碼所示：

public class Employee implements Serializable {

private static final long serialVersionUID = 1917969510394772466L;

private Integer id;

private String lastName;

private String email;

private Double salary;

//員工所屬部門資訊

private Dept dept;

@Override

public String toString() {

return "Employee{" +

"id=" + id +

", lastName='" + lastName + '\'' +

", email='" + email + '\'' +

", salary=" + salary +

", dept=" + dept +

'}';

}

public Integer getId() {

return id;

}

public void setId(Integer id) {

this.id = id;

}

public String getLastName() {

return lastName;

}

public void setLastName(String lastName) {

this.lastName = lastName;

}

public String getEmail() {

return email;

}

public void setEmail(String email) {

this.email = email;

}

public Double getSalary() {

return salary;

}

public void setSalary(Double salary) {

this.salary = salary;

}

public Dept getDept() {

return dept;

}

public void setDept(Dept dept) {

this.dept = dept;

}

public Employee() {

}

public Employee(Integer id, String lastName, String email, Double salary, Dept dept) {

this.id = id;

this.lastName = lastName;

this.email = email;

this.salary = salary;

this.dept = dept;

}

4、關閉sqlSession或送出sqlSession時，将資料緩存到二級緩存，具體詳見測試代碼。

緩存原理

第一次擷取資料時，從資料庫中查詢指定資料。并先将資料緩存至一級緩存，再關閉或送出SqlSession時，将資料緩存至二級緩存。以後在擷取資料時，先從一級緩存中擷取資料，如擷取不到資料；再從二級緩存中擷取資料【如未擷取到資料】，則從資料庫中擷取資料【并重複上述操作】。

代碼測驗

我們來進行驗證，根據上述步驟開啟二級緩存，使用相同的SqlSessionFactory建立出兩個不同的SqlSession對象，然後中間進行第一個SqlSession的送出。再進行第二個SqlSession對象的查詢操作，代碼如下：

public void testCache2(){

SqlSessionFactory sqlSessionFactory = getSqlSessionFactory();

SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();

EmployeeMapper mapper = sqlSession.getMapper(EmployeeMapper.class);

Employee empParam = new Employee();

empParam.setId(2);

empParam.setLastName("chengcheng2");

List<Employee> empList = mapper.selectEmpByEmp(empParam);

for (Employee employee1 : empList) {

System.out.println("employee1 = " + employee1);

}

// SqlSession送出了事務

sqlSession.commit();

System.out.println("======================================");

SqlSession sqlSession2 = sqlSessionFactory.openSession();

EmployeeMapper mapper2 = sqlSession2.getMapper(EmployeeMapper.class);

List<Employee> empList2 = mapper2.selectEmpByEmp(empParam);

for (Employee employee1 : empList2) {

System.out.println("employee1 = " + employee1);

}

輸出結果顯示：

DEBUG 11-22 14:29:33,339 Cache Hit Ratio [ssm.mapper.EmployeeMapper]: 0.0 (LoggingCache.java:60)

DEBUG 11-22 14:29:34,138 ==> Preparing: SELECT id, last_name, email, salary, dept_id FROM tbl_employee -- SFDSF WHERE id = ? AND last_name = ? (BaseJdbcLogger.java:137)

DEBUG 11-22 14:29:34,161 ==> Parameters: 2(Integer), chengcheng2(String) (BaseJdbcLogger.java:137)

DEBUG 11-22 14:29:34,180 <== Total: 1 (BaseJdbcLogger.java:137)

employee1 = Employee{id=2, lastName='chengcheng2', email='[email protected]', salary=100000.0, dept=null}

======================================

WARN 11-22 14:29:34,186 As you are using functionality that deserializes object streams, it is recommended to define the JEP-290 serial filter. Please refer to https://docs.oracle.com/pls/topic/lookup?ctx=javase15&id=GUID-8296D8E8-2B93-4B9A-856E-0A65AF9B8C66 (SerialFilterChecker.java:46)

DEBUG 11-22 14:29:34,188 Cache Hit Ratio [ssm.mapper.EmployeeMapper]: 0.5 (LoggingCache.java:60)

employee1 = Employee{id=2, lastName='chengcheng2', email='[email protected]', salary=100000.0, dept=null}

結論：二級緩存生效，當不同的SqlSession進行查詢操作，中間進行送出操作後，第二次查詢走緩存。

相關屬性

我們的相關屬性的配置在二級緩存的映射檔案處使用的cache處進行配置，以第一個緩存清除政策為例，其他的在其基礎上隻修改<cache>的屬性，具體如下：

eviction：緩存清除【回收】政策

LRU – 最近最少使用的：移除最長時間不被使用的對象。

FIFO – 先進先出：按對象進入緩存的順序來移除它們。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>

<!DOCTYPE mapper

PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN"

"http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">

SELECT

id,

last_name,

email,

salary,

dept_id

FROM

tbl_employee

</sql>

<where>

id = #{id}

</if>

AND last_name = #{lastName}

</if>

AND email = #{email}

</if>

AND salary = #{salary}

</if>

</where>

</select>

</mapper>

flushInterval：重新整理間隔，機關毫秒

預設情況是不設定，也就是沒有重新整理間隔，緩存僅僅調用語句時重新整理。<cache flushInterval="60"></cache>

size：引用數目，正整數

代表緩存最多可以存儲多少個對象，太大容易導緻記憶體溢出。<cache size="512"></cache>

readOnly：隻讀，true/false

總結

由于在更新時會重新整理緩存，是以需要注意使用場合：查詢頻率很高，更新頻率很低時使用，即經常使用 select, 相對較少使用delete, insert, update。緩存會被視為讀/寫緩存，這意味着擷取到的對象并不是共享的，可以安全地被調用者修改，而不幹擾其他調用者或線程所做的潛在修改。進行緩存可以很大程度上減少資料庫的壓力，并且可以提高查詢速率。

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