MyBatis一级缓存原理解析

MyBatis是一个简单，小巧但功能非常强大的ORM开源框架，它的功能强大也体现在它的缓存机制上。MyBatis提供了一级缓存、二级缓存 这两个缓存机制，能够很好地处理和维护缓存，以提高系统的性能。本文将介绍MyBatis的一级缓存，并深入源码解析MyBatis一级缓存的实现原理。

什么是一级缓存？

每当我们使用MyBatis开启一次和数据库的会话，MyBatis会创建出一个SqlSession对象表示一次数据库会话。

在对数据库的一次会话中，我们有可能会反复地执行完全相同的查询语句，如果不采取一些措施的话，每一次查询都会查询一次数据库,而我们在极短的时间内做了完全相同的查询，那么它们的结果极有可能完全相同，由于查询一次数据库的代价很大，这有可能造成很大的资源浪费。

为了解决这一问题，减少资源的浪费，MyBatis会在表示会话的SqlSession对象中建立一个简单的缓存，将每次查询到的结果结果缓存起来，当下次查询的时候，如果判断先前有个完全一样的查询，会直接从缓存中直接将结果取出，返回给用户，不需要再进行一次数据库查询了。

如下图所示，MyBatis会在一次会话的表示(一个SqlSession对象)中创建一个本地缓存(local cache)，对于每一次查询，都会尝试根据查询的条件去本地缓存中查找是否在缓存中，如果在缓存中，就直接从缓存中取出，然后返回给用户；否则，从数据库读取数据，将查询结果存入缓存并返回给用户。

对于会话(Session)级别的数据缓存，我们称之为一级数据缓存，简称一级缓存。

一级缓存的实现原理

由于MyBatis使用SqlSession对象表示一次数据库的会话，那么，对于会话级别的一级缓存也应该是在SqlSession中控制的。

实际上, MyBatis只是一个MyBatis对外的接口，SqlSession将它的工作交给了Executor执行器这个角色来完成，负责完成对数据库的各种操作。当创建了一个SqlSession对象时，MyBatis会为这个SqlSession对象创建一个新的Executor执行器，而缓存信息就被维护在这个Executor执行器中，MyBatis将缓存和对缓存相关的操作封装成了Cache接口中。SqlSession、Executor、Cache之间的关系如下列类图所示：

如上述的类图所示，Executor接口的实现类BaseExecutor中拥有一个Cache接口的实现类PerpetualCache，则对于BaseExecutor对象而言，它将使用PerpetualCache对象维护缓存。

由于Session级别的一级缓存实际上就是使用PerpetualCache维护的，那么PerpetualCache是怎样实现的呢？

PerpetualCache实现原理其实很简单，其内部就是通过一个简单的HashMap 来实现的，没有其他的任何限制。如下是PerpetualCache的实现代码：

public class PerpetualCache implements Cache {
 
  private String id;
 
  private Map cache = new HashMap();
 
  public PerpetualCache(String id) {
    this.id = id;
  }
 
  public String getId() {
    return id;
  }
 
  public int getSize() {
    return cache.size();
  }
 
  public void putObject(Object key, Object value) {
    cache.put(key, value);
  }
 
  public Object getObject(Object key) {
    return cache.get(key);
  }
 
  public Object removeObject(Object key) {
    return cache.remove(key);
  }
 
  public void clear() {
    cache.clear();
  }
 
  public ReadWriteLock getReadWriteLock() {
    return null;
  }
 
  public boolean equals(Object o) {
    if (getId() == null) throw new CacheException("Cache instances require an ID.");
    if (this == o) return true;
    if (!(o instanceof Cache)) return false;
 
    Cache otherCache = (Cache) o;
    return getId().equals(otherCache.getId());
  }
 
  public int hashCode() {
    if (getId() == null) throw new CacheException("Cache instances require an ID.");
    return getId().hashCode();
  }
 
}

一级缓存的生命周期有多长？

a. MyBatis在开启一个数据库会话时，会 创建一个新的SqlSession对象，SqlSession对象中会有一个新的Executor对象，Executor对象中持有一个新的PerpetualCache对象；当会话结束时，SqlSession对象及其内部的Executor对象还有PerpetualCache对象也一并释放掉。

b. 如果SqlSession调用了close()方法，会释放掉一级缓存PerpetualCache对象，一级缓存将不可用；

c. 如果SqlSession调用了clearCache()，会清空PerpetualCache对象中的数据，但是该对象仍可使用；

d.SqlSession中执行了任何一个update操作(update()、delete()、insert()) ，都会清空PerpetualCache对象的数据，但是该对象可以继续使用；

CacheKey的定义

我们知道，Cache最核心的实现其实就是一个Map，将本次查询使用的特征值作为key，将查询结果作为value存储到Map中。

现在最核心的问题出现了：怎样来确定一次查询的特征值？

换句话说就是：怎样判断某两次查询是完全相同的查询？

也可以这样说：如何确定Cache中的key值？

MyBatis认为，对于两次查询，如果以下条件都完全一样，那么就认为它们是完全相同的两次查询：

1. 传入的 statementId

2. 查询时要求的结果集中的结果范围 (结果的范围通过rowBounds.offset和rowBounds.limit表示)；

3. 这次查询所产生的最终要传递给JDBC java.sql.Preparedstatement的Sql语句字符串(boundSql.getSql() )

4. 传递给java.sql.Statement要设置的参数值

综上所述,CacheKey由以下条件决定：statementId + rowBounds + 传递给JDBC的SQL + 传递给JDBC的参数值