MyBatis缓存详解

缓存是一般ORM框架都会提供的功能, 目的就是提升查询的效率和减少数据库的压力。和Hibernate一样,MyBatis也提供一级缓存和二级缓存的功能,并预留了集成第三方缓存的接口。

MyBatis跟缓存相关的类都在cache包里面,其中有一个Cache接口,且只有一个实现类PerpetualCache,它是用HashMap实现缓存功能的。

除此之外,还有很多的装饰器,通过这些装饰器可以实现很多额外的功能:回收策略、日志记录、定时刷新等等。


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但是无论怎么装饰,经过多少层装饰,最终使用的还是基本的实现类PerpetualCache。
所有的缓存实现类总体上可分为三类:基本缓存、淘汰算法缓存、装饰器缓存。

缓存实现类 描述 作用 装饰条件
基本缓存 缓存基本实现类 默认是PerpetualCache,也可以自定义比如RedisCache等,具备基本功能的缓存类
LruCache LRU策略的缓存 当缓存达到上限时,删除最近最少使用的缓存 eviction="LRU" (默认)
FifoCache FIFO策略的缓存 当缓存达到上限时,删除最先入队的缓存 eviction="FIFO"
SoftCache/WeakCache 带清理策略的缓存 通过JVM的软引用和弱引用来实现缓存,当JVM内存不足时,会自动清理掉这些缓存 eviction="SOFT"/eviction="WEAK"
LoggingCache 带日志功能的缓存 比如输出缓存命中率 基本
SynchronizedCache 同步缓存 基于Synchronized关键字实现,解决并发问题 基本
BlockingCache 阻塞缓存 通过在get/put方式中加锁,保证只有一个线程操作缓存,基于Java重入锁实现 blocking=true
SerializedCache 支持序列化的缓存 将对象序列化以后存到缓存中,取出是反序列化 readOnly=false(默认)
ScheduledCache 定时调度的缓存 在进行 get/put/remove/getSize 等操作前,判断 缓存时间是否超过了设置的最长缓存时间(默认是 一小时),如果是则清空缓存--即每隔一段时间清 空一次缓存 flushInterval不为空
TransactionalCache 事务缓存 在二级缓存中使用,可以一次存入多个缓存,删除多个缓存 在TransactionalCacheManager中用Map维护对应关系

了解了上面这些缓存对象,我们要思考一个问题,缓存对象什么时候被创建?什么时候被装饰?
我们要弄清楚这个问题,就必须要知道MyBatis一级缓存和二级缓存的工作位置和工作方式的区别。

一级缓存

一级缓存也叫本地缓存,MyBatis一级缓存是在会话(SqlSession)层面进行缓存的。MyBatis的一级缓存是默认开启的,不需要任何配置。

首先我们必须弄清楚一个问题,在MyBatis执行流程里面,涉及到这么多的对象,那么缓存PerpetualCache应该放到哪里去维护?如果要在同一个会话里面共享一级缓存,那这个对象肯定是在SqlSession中创建的,作为SqlSession的一个属性。

DefaultSqlSession这个类里面只有两个属性,Configuration是全局的配置,cache不可能放在这里维护,所以缓存只可能在Executor里面维护。SimpleExecutor/ReuseExecutor/BatchExecutor的父类BaseExecutor的构造函数中持有了PerpetualCache。


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在同一个会话中,多次执行相同的SQL语句,会直接从内存中取缓存的结果,不会再发送SQL到数据库。但是不同的会话中,即使执行的SQL一模一样,也不能使用到一级缓存。


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接下来我们来验证一下,MyBatis的一级缓存到底是不是只能在一个会话里面共享,以及跨会话(不同session)操作相同的数据会产生什么问题。
判断是否命中缓存:如果再次发送SQL到数据库执行, 说明没有命中缓存;如果直接打印对象,说明从内存缓存中取到结果
  1. 在同一个Session中共享
BlogMapper mapper = session.getMapper(BlogMapper.class); 
System.out.println(mapper.selectBlog(1)); 
System.out.println(mapper.selectBlog(1)); 
  1. 不同Session不能共享
BlogMapper mapper = session.getMapper(BlogMapper.class); 
System.out.println(mapper.selectBlog(1)); 

SqlSession session1 = sqlSessionFactory.openSession(); 
BlogMapper mapper1 = session1.getMapper(BlogMapper.class);
System.out.println(mapper1.selectBlog(1)); 

PS: 一级缓存在BaseExecutor的query()——queryFromDatabase()中存入。在queryFromDatabase()之前会get()。


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  1. 同一个会话中,update(包括delete)会导致一级缓存被清空
public void testCacheInvalid() throws IOException {
        String resource = "mybatis-config.xml";
        InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
        SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);

        SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession();
        try {
            BlogMapper mapper = session.getMapper(BlogMapper.class);
            System.out.println(mapper.selectBlogById(1));

            Blog blog = new Blog();
            blog.setBid(1);
            blog.setName("2019年1月6日14:39:58");
            mapper.updateByPrimaryKey(blog);
            session.commit();

            // 相同会话执行了更新操作,缓存是否被清空?
            System.out.println("在执行更新操作之后,是否命中缓存?");
            System.out.println(mapper.selectBlogById(1));

        } finally {
            session.close();
        }
    }

一级缓存是在 BaseExecutor 中的 update()方法中调用 clearLocalCache()清空的(无条件),query中会判断。


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  1. 其他会话更新了数据,会导致读取到脏数据(一级缓存不能跨会话共享)
public void testDirtyRead() throws IOException {
        String resource = "mybatis-config.xml";
        InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
        SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);

        SqlSession session1 = sqlSessionFactory.openSession();
        SqlSession session2 = sqlSessionFactory.openSession();
        try {
            BlogMapper mapper1 = session1.getMapper(BlogMapper.class);
            System.out.println(mapper1.selectBlogById(1));

            // 会话2更新了数据,会话2的一级缓存更新
            Blog blog = new Blog();
            blog.setBid(1);
            blog.setName("after modified 112233445566");
            BlogMapper mapper2 = session2.getMapper(BlogMapper.class);
            mapper2.updateByPrimaryKey(blog);
            session2.commit();

            // 其他会话更新了数据,本会话的一级缓存还在么?
            System.out.println("会话1查到最新的数据了吗?");
            System.out.println(mapper1.selectBlogById(1));
        } finally {
            session1.close();
            session2.close();
        }
    }

一级缓存的不足:
使用一级缓存的时候,因为缓存不能跨会话共享,不同的会话之间对于相同的数据可能有不一样的缓存。在有多个会话或者分布式环境下,会存在脏数据的问题。如果要解决这个问题,就要用到二级缓存。

二级缓存

二级缓存是用来解决一级缓存不能跨会话共享的问题的,范围是namespace级别的,可以被多个SqlSession共享(只要同一个接口里面的相同方法,都可以共享),生命周期和应用同步。

思考一个问题,如果开启了二级缓存,二级缓存是应该工作在一级缓存之前还是在一级缓存之后呢?二级缓存是在哪里维护的呢?

作为一个作用范围更广的缓存,它肯定是在SqlSession的外层,否则不可能被多个SqlSession共享。而一级缓存是在SqlSession内部的,所以第一个问题,肯定是工作在一级缓存之前,也就是只有取不到二级缓存的情况下,才会到一个会话中取一级缓存。

第二个问题,二级缓存存放在哪个对象中维护呢?要跨会话共享的话,SqlSession本身和它里面的BaseExecutor已经满足不了需求了,那我们应该在BaseExecutor之外创建一个对象。
实际上MyBatis用了一个装饰器的类来维护,就是CachingExecutor。如果启用了二级缓存,MyBatis在创建Executor的时候会对Executor进行装饰。

CachingExecutor对于查询请求,会判断二级缓存是否有缓存结果,如果有就直接返回;如果没有,就委派交给真正的Executor实现类,比如SimpleExecutor来执行查询,再走到一级缓存的流程,最后把结果缓存起来,并且返回给用户。

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一级缓存是默认开启的,那怎么开启二级缓存呢?
第一步,再mybatis-config.xml中添加配置(可以不添加,默认是开启的)



只要没有显式地设置cacheEnabled=false,都会用 CachingExecutor 装饰基本的执行器。
第二步,在Mapper.xml中配置标签:





cache标签属性详解:

属性 含义 取值
type 缓存实现类 需要实现Cache接口,默认是PerpetualCache
size 最多缓存对象个数 默认是1024
eviction 回收策略 LRU - 最近最少使用的:移除最长时间不被使用的对象(默认)
FIFO - 先进先出:按对象进入缓存的顺序移除他们
SOFT - 软引用:移除基于垃圾回收器状态和软引用规则的对象
WEAK - 弱引用:更积极地移除基于垃圾回收器状态和弱引用规则的对象
flushInterval 定时自动清空缓存间隔 自动刷新时间,单位ms,未配置时只有调用时刷新
readOnly 是否只读 true: 只读缓存;会给所有对象的调用者返回对象的相同实例,因此这些对象不能被修改。这提供了很中要的性能优势
false: 读写缓存,会返回缓存对象的copy(通过序列化),不会共享,性能会慢一些,但是安全,因此默认为false,此时缓存的对象必须实现序列化接口。
blocking 是否使用可重入锁实现缓存的并发控制 true: 会使用BlockingCache对Cache进行装饰。默认为false

Mapper.xml配置了之后,select()会被缓存,update()、insert()、delete()会刷新缓存。
思考:如果只配置了cacheEnabled=true,mapper.xml中没有配置,还有二级缓存吗?还会出现CachingExecutor包装对象吗?
只要配置了cacheEnabled=true,基本执行器就会被装饰,mapper中有没有配置,决定了在启动的时候会不会创建这个mapper的cache对象,最终会影响到CachingExecutor中query方法中的判断:


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如果某些查询方法对数据的实时性要求很高,不需要二级缓存怎么办?
我们可以在单个statement上显示的关闭二级缓存(默认是true)