mybatis缓存深入解析

mybatis缓存深入解析

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前言

关于mybatis的一二级缓存，一级缓存，默认开启的，二级缓存需要配置，使用比较简单，不清楚的可以看我之前的博文mybatis一级二级缓存

前面我们就提到了mybatis的一级缓存是相对于SqlSession定义，二级缓存相对于mapper来定义的。
这里我们一步一步的来剖析

一、mybatis一级缓存深入分析

一般mybatis调用数据库代码，大致如下，但是现在很多框架已经做好了封装，比如mybatis-plus直接封装好了，不需要我们操作SqlSession。

这里我只依赖了mybatis和mybatis-spring，不使用其他框架。

mSession = SqlSessionUtils.getSqlSession(sqlSessionFactory);
ImsUserMapper mapper = mSession.getMapper(ImsUserMapper.class);
imsUser = mapper.findById("1");
imsUser2 = mapper.findById("1");
mSession.commit();

1.1、获取SqlSession

我们先从SqlSessionUtils的getSqlSession看起，它需要传递sqlSessionFactory，这个sqlSessionFactory是通过spring注解

    @Autowired
    SqlSessionFactory sqlSessionFactory;

获取的。
getSqlSession代码如下：

  public static SqlSession getSqlSession(SqlSessionFactory sessionFactory) {
    ExecutorType executorType = sessionFactory.getConfiguration().getDefaultExecutorType();
    return getSqlSession(sessionFactory, executorType, null);
  }

这里调用了DefaultSqlSessionFactory的getConfiguration先获取了Configuration对象，DefaultSqlSessionFactory为SqlSessionFactory 的实现类；然后获取了ExecutorType，这里Configuration其实保存了很多数据，调试一下即可看到。
我们继续跟进getSqlSession方法，看看怎么获取的SqlSession

  public static SqlSession getSqlSession(SqlSessionFactory sessionFactory, ExecutorType executorType, PersistenceExceptionTranslator exceptionTranslator) {

    notNull(sessionFactory, NO_SQL_SESSION_FACTORY_SPECIFIED);
    notNull(executorType, NO_EXECUTOR_TYPE_SPECIFIED);

    SqlSessionHolder holder = (SqlSessionHolder) TransactionSynchronizationManager.getResource(sessionFactory);

    SqlSession session = sessionHolder(executorType, holder);
    if (session != null) {
      return session;
    }

    if (LOGGER.isDebugEnabled()) {
      LOGGER.debug("Creating a new SqlSession");
    }
//在这里通过sessionFactory工厂得到了session 
    session = sessionFactory.openSession(executorType);

    registerSessionHolder(sessionFactory, executorType, exceptionTranslator, session);

    return session;
  }

openSession里面又干了什么？我们继续跟

  @Override
  public SqlSession openSession(ExecutorType execType) {
    return openSessionFromDataSource(execType, null, false);
  }

再跟进

  private SqlSession openSessionFromDataSource(ExecutorType execType, TransactionIsolationLevel level, boolean autoCommit) {
    Transaction tx = null;
    try {
      final Environment environment = configuration.getEnvironment();
      final TransactionFactory transactionFactory = getTransactionFactoryFromEnvironment(environment);
      tx = transactionFactory.newTransaction(environment.getDataSource(), level, autoCommit);
      final Executor executor = configuration.newExecutor(tx, execType);
      
      //原来是在这里new的一个DefaultSqlSession
      return new DefaultSqlSession(configuration, executor, autoCommit);
    } catch (Exception e) {
      closeTransaction(tx); // may have fetched a connection so lets call close()
      throw ExceptionFactory.wrapException("Error opening session.  Cause: " + e, e);
    } finally {
      ErrorContext.instance().reset();
    }
  }

我们可以看到new DefaultSqlSession时传递了configuration，这里就得到了SqlSession

1.2、获取mapper代理对象

获取mapper利于的是SqlSession的getMapper方法看起，从上面可以看到是DefaultSqlSession实现了SqlSession接口，我们打开DefaultSqlSession的getMapper方法

  @Override
  public  T getMapper(Class type) {
    return configuration.getMapper(type, this);
  }

这里可以看到从configuration的getMapper获取的，继续跟进

  public  T getMapper(Class type, SqlSession sqlSession) {
    return mapperRegistry.getMapper(type, sqlSession);
  }

调用了mapperRegistry.getMapper，mapperRegistry是configuration的一个对象。继续跟进

  public  T getMapper(Class type, SqlSession sqlSession) {
    final MapperProxyFactory mapperProxyFactory = (MapperProxyFactory) knownMappers.get(type);
    if (mapperProxyFactory == null) {
      throw new BindingException("Type " + type + " is not known to the MapperRegistry.");
    }
    try {
      return mapperProxyFactory.newInstance(sqlSession);
    } catch (Exception e) {
      throw new BindingException("Error getting mapper instance. Cause: " + e, e);
    }
  }

从这里可以看到：
（1）先从knownMappers的map集合中获取MapperProxyFactory对象，knownMappers怎么有MapperProxyFactory对象呢？这个是从启动时，扫描出来的，有兴趣的可以看看启动时，扫描mapper。
（2）通过mapperProxyFactory.newInstance(sqlSession)；利用了jdk动态代理生成了mapper的代理类MapperProxy

  public T newInstance(SqlSession sqlSession) {
    final MapperProxy mapperProxy = new MapperProxy(sqlSession, mapperInterface, methodCache);
    return newInstance(mapperProxy);
  }

至此我们获得了mapper的代理类MapperProxy，如果有对jdk动态代理不熟悉的，建议先看一下我之前的博客浅谈java动态代理

1.3、通过动态代理调用方法

我这里是一个findById的方法，我们知道jdk动态代理，执行方法时会调用它的invoke方法来调用，这里我们打开MapperProxy的invoke方法

  @Override
  public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    try {
      if (Object.class.equals(method.getDeclaringClass())) {
        return method.invoke(this, args);
      } else if (isDefaultMethod(method)) {
        return invokeDefaultMethod(proxy, method, args);
      }
    } catch (Throwable t) {
      throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(t);
    }
    final MapperMethod mapperMethod = cachedMapperMethod(method);
    return mapperMethod.execute(sqlSession, args);
  }

从这里我们可以看到执行了cachedMapperMethod方法

  private MapperMethod cachedMapperMethod(Method method) {
    MapperMethod mapperMethod = methodCache.get(method);
    if (mapperMethod == null) {
      mapperMethod = new MapperMethod(mapperInterface, method, sqlSession.getConfiguration());
      methodCache.put(method, mapperMethod);
    }
    return mapperMethod;
  }

（1）从这里我们会看到，先从methodCache中获取mapperMethod ，如果缓存为null，则new一个MapperMethod，然后放入methodCache缓存。
（2）存储时的MapperMethod的持有sqlSession.getConfiguration()的Configuration对象，只要sqlSession不被close，或者销毁，获取时，就可以得到缓存的mapperMethod，具体细节如果想深究的，可继续跟进查看。
（3）当我们第二次调用这个方法，就获取了缓存里面的数据

好了，到这里我们就大概知道缓存是怎么放进去的，然后怎么获取的。

二、mybatis二级缓存深入分析

想要了解二级缓存，我们得先了解mybatis怎么解析mapper的xml文件，从源码可以看到，mybatis使用了XMLMapperBuilder来解析mapper.xml。

2.1搞清楚cache的生成

我们知道要想使用二级缓存，
（1）setting文件里要设置全局的cacheEnabled为true，新版本默认是true
（2）在mapper.xml里添加标签。

这个cache节点的生成就在XMLMapperBuilder里面，我们看一下源码

  private void configurationElement(XNode context) {
    try {
      String namespace = context.getStringAttribute("namespace");
      if (namespace == null || namespace.equals("")) {
        throw new BuilderException("Mapper's namespace cannot be empty");
      }
      builderAssistant.setCurrentNamespace(namespace);
      cacheRefElement(context.evalNode("cache-ref"));
      //这里解析cache节点
      cacheElement(context.evalNode("cache"));
      parameterMapElement(context.evalNodes("/mapper/parameterMap"));
      resultMapElements(context.evalNodes("/mapper/resultMap"));
      sqlElement(context.evalNodes("/mapper/sql"));
      buildStatementFromContext(context.evalNodes("select|insert|update|delete"));
    } catch (Exception e) {
      throw new BuilderException("Error parsing Mapper XML. The XML location is '" + resource + "'. Cause: " + e, e);
    }
  }

cacheElement方法源码如下：

  private void cacheElement(XNode context) throws Exception {
    if (context != null) {
      String type = context.getStringAttribute("type", "PERPETUAL");
      Class typeClass = typeAliasRegistry.resolveAlias(type);
      String eviction = context.getStringAttribute("eviction", "LRU");
      Class evictionClass = typeAliasRegistry.resolveAlias(eviction);
      Long flushInterval = context.getLongAttribute("flushInterval");
      Integer size = context.getIntAttribute("size");
      boolean readWrite = !context.getBooleanAttribute("readOnly", false);
      boolean blocking = context.getBooleanAttribute("blocking", false);
      Properties props = context.getChildrenAsProperties();
      builderAssistant.useNewCache(typeClass, evictionClass, flushInterval, size, readWrite, blocking, props);
    }
  }

我们看到最后调用了一个useNewCache的方法，我们继续跟进这个useNewCache方法。

  public Cache useNewCache(Class typeClass,
      Class evictionClass,
      Long flushInterval,
      Integer size,
      boolean readWrite,
      boolean blocking,
      Properties props) {
      //这里使用了构造者模式生成的
    Cache cache = new CacheBuilder(currentNamespace)
        .implementation(valueOrDefault(typeClass, PerpetualCache.class))
        .addDecorator(valueOrDefault(evictionClass, LruCache.class))
        .clearInterval(flushInterval)
        .size(size)
        .readWrite(readWrite)
        .blocking(blocking)
        .properties(props)
        .build();
       //生成的cache添加到了configuration
    configuration.addCache(cache);
    currentCache = cache;
    return cache;
  }

从这里我们可以看到使用了构造者模式生成了cache,并将cache放到了configuration里了。
看一下addCache方法

  public void addCache(Cache cache) {
    caches.put(cache.getId(), cache);
  }

cache保存在caches的map集合里，这个后面会使用。

2.2搞清楚方法执行时的细节

这里我们以举例的方法findById开始说起，我们知道方法执行时，使用了jdk动态代理调用了invoke方法。从上文中1.3可以看到invoke方法最后执行了下面这一句

return mapperMethod.execute(sqlSession, args);

我们继续跟进execute方法：

  public Object execute(SqlSession sqlSession, Object[] args) {
    Object result;
    switch (command.getType()) {
      case INSERT: {
      Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
        result = rowCountResult(sqlSession.insert(command.getName(), param));
        break;
      }
      case UPDATE: {
        Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
        result = rowCountResult(sqlSession.update(command.getName(), param));
        break;
      }
      case DELETE: {
        Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
        result = rowCountResult(sqlSession.delete(command.getName(), param));
        break;
      }
      case SELECT://我们调用的是select方法
        if (method.returnsVoid() && method.hasResultHandler()) {
          executeWithResultHandler(sqlSession, args);
          result = null;
        } else if (method.returnsMany()) {
          result = executeForMany(sqlSession, args);
        } else if (method.returnsMap()) {
          result = executeForMap(sqlSession, args);
        } else if (method.returnsCursor()) {
          result = executeForCursor(sqlSession, args);
        } else {
          Object param = method.convertArgsToSqlCommandParam(args);
          result = sqlSession.selectOne(command.getName(), param);
        }
        break;
      case FLUSH:
        result = sqlSession.flushStatements();
        break;
      default:
        throw new BindingException("Unknown execution method for: " + command.getName());
    }
    if (result == null && method.getReturnType().isPrimitive() && !method.returnsVoid()) {
      throw new BindingException("Mapper method '" + command.getName() 
          + " attempted to return null from a method with a primitive return type (" + method.getReturnType() + ").");
    }
    return result;
  }

我们调用的是select方法，找到case下的select，我们实际执行的调用方法的sqlSession的selectOne方法。
小插曲：

这里就是我们经常所说的sqlSession发送sql有两种方式，
（1）通过通过getMapper先获取mapper，通过mapper发送；
（2）通过sqlSession的selectOne发送；
它两一种使用了动态代理，一种未使用，最终都是执行了selectOne

好了，我们返回主题，继续跟进selectOne方法

  @Override
  public  T selectOne(String statement, Object parameter) {
    // Popular vote was to return null on 0 results and throw exception on too many.
    List list = this.selectList(statement, parameter);
    if (list.size() == 1) {
      return list.get(0);
    } else if (list.size() > 1) {
      throw new TooManyResultsException("Expected one result (or null) to be returned by selectOne(), but found: " + list.size());
    } else {
      return null;
    }
  }

selectOne中执行了selectList获取结果，继续跟进

  @Override
  public  List selectList(String statement, Object parameter) {
    return this.selectList(statement, parameter, RowBounds.DEFAULT);
  }
  
    @Override
  public  List selectList(String statement, Object parameter, RowBounds rowBounds) {
    try {
    //1、先从configuration获取了MappedStatement对象
      MappedStatement ms = configuration.getMappedStatement(statement);
      //2、调用了executor的query方法
      return executor.query(ms, wrapCollection(parameter), rowBounds, Executor.NO_RESULT_HANDLER);
    } catch (Exception e) {
      throw ExceptionFactory.wrapException("Error querying database.  Cause: " + e, e);
    } finally {
      ErrorContext.instance().reset();
    }
  }

selectList又调用了executor的query方法获取结果，继续跟进

  @Override
  public  List query(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler) throws SQLException {
    BoundSql boundSql = ms.getBoundSql(parameterObject);
    CacheKey key = createCacheKey(ms, parameterObject, rowBounds, boundSql);
    return query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
  }

  @Override
  public  List query(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql)
      throws SQLException {
    Cache cache = ms.getCache();
    //这里进行了cache 是否为null的判断
    if (cache != null) {
      flushCacheIfRequired(ms);
      if (ms.isUseCache() && resultHandler == null) {
        ensureNoOutParams(ms, boundSql);
        @SuppressWarnings("unchecked")
        List list = (List) tcm.getObject(cache, key);//这里获取缓存的结果对象
        if (list == null) {//如果缓存为null，就执行delegate的query方法，去数据库取
          list = delegate. query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
          tcm.putObject(cache, key, list); // issue #578 and #116
        }
        return list;
      }
    }
    return delegate. query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
  }

追踪到这里可以看到query方法，其实是进行了cache 判断，如果cache 存在就进行二级缓存相关的操作。
（1）tcm.getObjec先获取缓存结果
（2）如果缓存不存在，就去数据库执行sql获取结果，然后放入cache中。
（3）如果存在，直接返回缓存结果list

这里有人就要问了你怎么知道这个cache就是二级缓存的要使用的cache？
这个我们就要往前回一点。
（1）Cache cache = ms.getCache();这个cache 从参数ms获取的
（2）回到selectList方法中，可知道ms是从configuration获取的。

MappedStatement ms = configuration.getMappedStatement(statement);

（3）打开这个MappedStatement的getCache方法

  public Cache getCache(String id) {
    return caches.get(id);
  }

从caches里面通过id的key获取。

这个caches从哪里来的呢？
这个caches就是从2.1中put进去的。假如我们没有在mapper.xml里面没有开启 标签,这个mapper的cache就不会生成，也不会放在这个集合等待我们调取。

好了就到这里结束了。我个人理解有限，如果发现有误或者有不明白的，可以评论留言我。谢谢。