Hibernate缓存原理与策略
Hibernate缓存原理
对于Hibernate这类ORM而言,缓存显的尤为重要,它是持久层性能提升的关键.简单来讲Hibernate就是对JDBC进行封装,以实现内部状态的管理,OR关系的映射等,但随之带来的就是数据访问效率的降低,和性能的下降,而缓存就是弥补这一缺点的重要方法.
缓存就是数据库数据在内存中的临时容器,包括数据库数据在内存中的临时拷贝,它位于数据库与数据库访问层中间.ORM在查询数据时首先会根据自身的缓存管理策略,在缓存中查找相关数据,如发现所需的数据,则直接将此数据作为结果加以利用,从而避免了数据库调用性能的开销.而相对内存操作而言,数据库调用是一个代价高昂的过程.
一般来讲ORM中的缓存分为以下几类:
1:事务级缓存:即在当前事务范围内的数据缓存.就Hibernate来讲,事务级缓存是基于Session的生命周期实现的,每个Session内部会存在一个数据缓存,它随着 Session的创建而存在,随着Session的销毁而灭亡,因此也称为Session Level Cache.
2:应用级缓存:即在某个应用中或应用中某个独立数据库访问子集中的共享缓存,此缓存可由多个事务共享(数据库事务或应用事务),事务之间的缓存共享策略与应用的事务隔离机制密切相关.在Hibernate中,应用级缓存由SessionFactory实现,所有由一个SessionFactory创建的 Session实例共享此缓存,因此也称为SessionFactory Level Cache.
3:分布式缓存:即在多个应用实例,多个JVM间共享的缓存策略.分布式缓存由多个应用级缓存实例组成,通过某种远程机制(RMI,JMS)实现各个缓存实例间的数据同步,任何一个实例的数据修改,将导致整个集群间的数据状态同步.
Hibernate的一，二级缓存策略
Hibernate中提供了两级Cache，第一级别的缓存是Session级别的缓存，它是属于事务范围的缓存。这一级别的缓存由hibernate管理的，一般情况下无需进行干预；第二级别的缓存是SessionFactory级别的缓存，它是属于进程范围或群集范围的缓存。这一级别的缓存可以进行配置和更改，并且可以动态加载和卸载，属于多事务级别，要防止事务并发性。
缓存是以map的形式进行存储的(key-id,value-object)
Hibernate查找对象如何应用缓存
当Hibernate根据ID访问数据对象的时候，首先从Session一级缓存中查；
查不到，如果配置了二级缓存，那么从二级缓存中查；
如果都查不到，再查询数据库，把结果按照ID放入到缓存删除、更新、增加数据的时候，同时更新缓存。
一级缓存(Session)
事务范围，每个事务(Session)都有单独的第一级缓存.
一级缓存的管理：当应用程序调用Session的save()、update()、saveOrUpdate()、get()或load()，以及调用查询接口的 list()、iterate()--(用的是n+1次查询，先查id)或filter()方法时，如果在Session缓存中还不存在相应的对象，Hibernate就会把该对象加入到第一级缓存中。当清理缓存时，Hibernate会根据缓存中对象的状态变化来同步更新数据库。 Session为应用程序提供了管理缓存的方法：
evict(Object obj)：从缓存中清除参数指定的持久化对象。
clear()：清空缓存中所有持久化对象,flush():使缓存与数据库同步。
contains(Object obj) : 判断指定的对象是否存在于一级缓存中。
flush() :刷新一级缓存区的内容,使之与数据库数据保持同步。
当查询相应的字段如(name)，而不是对象时，不支持缓存。
一级缓存应用： save()；当session对象调用save()方法保存一个对象后，该对象会被放入到session的缓存中。 get()和load()。当session对象调用get()或load()方法从数据库取出一个对象后，该对象也会被放入到session的缓存中。 使用HQL和QBC等从数据库中查询数据。
public class Client
{
public static void main(String[] args)
{
Session session = HibernateUtil.getSessionFactory().openSession();
Transaction tx = null;
try
{
/*开启一个事务*/
tx = session.beginTransaction();
/*从数据库中获取id="402881e534fa5a440134fa5a45340002"的Customer对象*/
Customer customer1 = (Customer)session.get(Customer.class, "402881e534fa5a440134fa5a45340002");
System.out.println("customer.getUsername is"+customer1.getUsername());
/*事务提交*/
tx.commit();
System.out.println("-------------------------------------");
/*开启一个新事务*/
tx = session.beginTransaction();
/*从数据库中获取id="402881e534fa5a440134fa5a45340002"的Customer对象*/
Customer customer2 = (Customer)session.get(Customer.class, "402881e534fa5a440134fa5a45340002");
System.out.println("customer2.getUsername is"+customer2.getUsername());
/*事务提交*/
tx.commit();
System.out.println("-------------------------------------");
/*比较两个get()方法获取的对象是否是同一个对象*/
System.out.println("customer1 == customer2 result is "+(customer1==customer2));
}
catch (Exception e)
{
if(tx!=null)
{
tx.rollback();
}
}
finally
{
session.close();
}
}
}结果
Hibernate:
select
customer0_.id as id0_0_,
customer0_.username as username0_0_,
customer0_.balance as balance0_0_
from
customer customer0_
where
customer0_.id=?
customer.getUsername islisi
-------------------------------------
customer2.getUsername islisi
-------------------------------------
customer1 == customer2 result is true输出结果中只包含了一条SELECT SQL语句，而且customer1 == customer2 result is true说明两个取出来的对象是同一个对象。其原理是：第一次调用get()方法， Hibernate先检索缓存中是否有该查找对象，发现没有，Hibernate发送SELECT语句到数据库中取出相应的对象，然后将该对象放入缓存中，以便下次使用，第二次调用get()方法，Hibernate先检索缓存中是否有该查找对象，发现正好有该查找对象，就从缓存中取出来，不再去数据库中检索。
二级缓存(SessionFactory)
Hibernate的二级缓存策略的一般过程如下：
1:条件查询的时候，总是发出一条select * from table_name where …. （选择所有字段）这样的SQL句查询数据库，一次获得所有的数据对象(这个问题要考虑，如果你查询十万条数据时，内存不是被占用)。
2:把获得的所有数据对象根据ID放入到第二级缓存中。
3: 当Hibernate根据ID访问数据对象的时候，首先从Session一级缓存中查；查不到，如果配置了二级缓存，那么从二级缓存中查；查不到，再查询数据库，把结果按照ID放入到缓存。
4:删除、更新、增加数据的时候，同时更新缓存。
Hibernate的二级缓存策略，是针对于ID查询的缓存策略，对于条件查询则毫无作用。为此，Hibernate提供了针对条件查询的Query Cache。
二级缓存的配置
常用的二级缓存插件
EHCache org.hibernate.cache.EhCacheProvider
OSCache org.hibernate.cache.OSCacheProvider
SwarmCahe org.hibernate.cache.SwarmCacheProvider
JBossCache org.hibernate.cache.TreeCacheProvider
org.hibernate.cache.EhCacheProvider
true
若存在一对多的关系，想要在在获取一方的时候将关联的多方缓存起来，需要在集合属性下添加
二级缓存的管理
evict(Class arg0, Serializable arg1)将某个类的指定ID的持久化对象从二级缓存中清除,释放对象所占用的资源。
sessionFactory.evict(Customer.class, new Integer(1)); evict(Class arg0) 将指定类的所有持久化对象从二级缓存中清除,释放其占用的内存资源。
sessionFactory.evict(Customer.class); evictCollection(String arg0) 将指定类的所有持久化对象的指定集合从二级缓存中清除,释放其占用的内存资源。
sessionFactory.evictCollection("Customer.orders"); Q:什么样的数据适合存放到第二级缓存中？
1.很少被修改的数据1.很少被修改的数据
2.不是很重要的数据，允许出现偶尔并发的数据
3.不会被并发访问的数据
4.参考数据,指的是供应用参考的常量数据，它的实例数目有限，它的实例会被许多其他类的实例引用，实例极少或者从来不会被修改。
Q:不适合存放到第二级缓存的数据?
1 经常被修改的数据
2 财务数据，绝对不允许出现并发
3 与其他应用共享的数据。
Q:常用的缓存插件?
常用的缓存插件 Hibernater 的二级缓存是一个插件，下面是几种常用的缓存插件：
EhCache：可作为进程范围的缓存，存放数据的物理介质可以是内存或硬盘，对Hibernate的查询缓存提供了支持。
OSCache：可作为进程范围的缓存，存放数据的物理介质可以是内存或硬盘，提供了丰富的缓存数据过期策略，对Hibernate的查询缓存提供了支持。
SwarmCache：可作为群集范围内的缓存，但不支持Hibernate的查询缓存。
JBossCache：可作为群集范围内的缓存，支持事务型并发访问策略，对Hibernate的查询缓存提供了支持。
配置二级缓存的主要步骤：
1 选择需要使用二级缓存的持久化类，设置它的命名缓存的并发访问策略。这是最值得认真考虑的步骤。
2 选择合适的缓存插件，然后编辑该插件的配置文件。
一级缓存与二级缓存的对比图
| 一级缓存 |
二级缓存 |
|
| 存放数据的形式 |
相互关联的持久化对象 |
对象的散装数据 |
| 缓存的范围 |
事务范围，每个事务都拥有单独的一级缓存 |
进程范围或集群范围，缓存被同一个进程或集群范围内所有事务共享 |
| 并发访问策略 |
由于每个事务都拥有单独的一级缓存不会出现并发问题，因此无须提供并发访问策略 |
由于多个事务会同时访问二级缓存中的相同数据，因此必须提供适当的并发访问策略，来保证特定的事务隔离级别 |
| 数据过期策略 |
处于一级缓存中的对象永远不会过期，除非应用程序显示清空或者清空特定对象 |
必须提供数据过期策略，如基于内存的缓存中对象的最大数目，允许对象处于缓存中的最长时间，以及允许对象处于缓存中的最长空闲时间 |
| 物理介质 |
内存 |
内存和硬盘，对象的散装数据首先存放到基于内存的缓存中，当内存中对象的数目达到数据过期策略的maxElementsInMemory值，就会把其余的对象写入基于硬盘的缓存中 |
| 缓存软件实现 |
在Hibernate的Session的实现中包含 |
由第三方提供，Hibernate仅提供了缓存适配器，用于把特定的缓存插件集成到Hibernate中 |
| 启用缓存的方式 |
只要通过Session接口来执行保存，更新，删除，加载，查询，Hibernate就会启用一级缓存，对于批量操作，如不希望启用一级缓存，直接通过JDBCAPI来执行 |
用户可以再单个类或类的单个集合的粒度上配置第二级缓存，如果类的实例被经常读，但很少被修改，就可以考虑使用二级缓存，只有为某个类或集合配置了二级缓存，Hibernate在运行时才会把它的实例加入到二级缓存中 |
| 用户管理缓存的方式 |
一级缓存的物理介质为内存，由于内存的容量有限，必须通过恰当的检索策略和检索方式来限制加载对象的数目，Session的evit（）方法可以显示的清空缓存中特定对象，但不推荐 |
二级缓存的物理介质可以使内存和硬盘，因此第二级缓存可以存放大容量的数据，数据过期策略的maxElementsInMemory属性可以控制内存中的对象数目，管理二级缓存主要包括两个方面：选择需要使用第二级缓存的持久化类，设置合适的并发访问策略；选择缓存适配器，设置合适的数据过期策略。SessionFactory的evit（）方法也可以显示的清空缓存中特定对象，但不推荐 |
参考链接：http://www.cnblogs.com/wean/archive/2012/05/16/2502724.html
http://www.cnblogs.com/shanmu/p/3598509.html