Mybatis源码研究7：缓存的设计和实现

一、包概述(org.apache.ibatis.cache)

 本包包含了Mybatis框架的缓存接口的定义和实现。
 
 本包只引用了Mybatis的io包的Resources，不依赖于任何第三方库。
 
 Mybatis的其它包大量引用了本包中的类和接口，即严重依赖于本包。
 
 
 二、类和接口概述
 
 缓存框架按照 Key-Value方式存储，Key的生成采取规则为：[hashcode:checksum:mappedStementId:offset:limit:executeSql:queryParams]。
 
 
 Cache接口定义了缓存接口。

 CacheKey定义了缓存的Key。
 PerpetualCache直接实现了Cache接口。
 
 FifoCache,LoggingCache,LruCache,ScheduledCache,SerializedCache,SoftCache,SynchronizedCache,
 TransactionalCache,WeakCache 采用装饰模式实现Cache接口。
 
 采用装饰模式，一个个包装起来，形成一个链，典型的就是SynchronizedCache->LoggingCache->SerializedCache->LruCache->PerpetualCache，通过链起来达到功能增加。
 
 CacheException定义了缓存异常。
 
 三、缓存接口的定义
 

public interface Cache {
 // 缓存实现类的id
 String getId();

 // 缓存的对象的个数
 int getSize();

 // 放入一个缓存对象
 void putObject(Object key, Object value);

 // 获得一个缓存对象
 Object getObject(Object key);

 // 删除一个缓存对象
 Object removeObject(Object key);

 // 清空缓存对象
 void clear();

 // 获取读写锁
 ReadWriteLock getReadWriteLock();

}

 

 四、缓存Key的设计
 
   一般缓存框架的数据结构基本上都是 Key-Value方式存储。 MyBatis对于其Key的生成采取规则为：

[hashcode:checksum:mappedStementId :offset:limit:executeSql:queryParams]。

 

（待深入研究和完善）

  
 五、缓存实现类和包装类
 

实现类：PerpetualCache， 永久缓存，一旦存入就一直保持，内部就是一个HashMap,所有方法基本就是直接调用HashMap的方法。

内部维护一个Map数据结构，private Map<Object, Object> cache = new HashMap<Object, Object>();
 

包装类：

 

FifoCache：先进先出缓存，内部就是一个链表，将链表开头元素（最老）移除。

LoggingCache：日志缓存，添加功能：取缓存时打印命中率。

LruCache：最近最少使用缓存，核心就是覆盖 LinkedHashMap.removeEldestEntry方法,返回true或false告诉 LinkedHashMap要不要删除此最老键值。
LinkedHashMap内部其实就是每次访问或者插入一个元素都会把元素放到链表末尾，这样不经常访问的键值肯定就在链表开头啦。

ScheduledCache：定时调度缓存， 目的是每一小时清空一下缓存。

SerializedCache：序列化缓存，用途是先将对象序列化成2进制，再缓存向缓存中 put或get数据时的序列化及反序列化处理。、

SoftCache：软引用缓存，核心是SoftReference。

SynchronizedCache：同步缓存，防止多线程问题。
核心: 加读写锁，     ReadWriteLock.readLock().lock()/unlock() ，ReadWriteLock.writeLock().lock()/unlock()

对于 Lock机制来说，其分为 Read 和 Write 锁，其 Read 锁允许多个线程同时持有，而 Write 锁，一次能被一个线程持有，如果当 Write 锁没有释放，其它需要 Write的线程只能等待其释放才能去持有。

TransactionalCache：

事务缓存，一次性存入多个缓存，移除多个缓存 。
 
  我们可以看到在TransactionalCache类里也维护着两个HashMap：
  entriesToAddOnCommit和entriesToRemoveOnCommit。
  
  当在TransactionalCacheManager中调用putObject和removeObject方法的时候并不是马上就把对象存放到缓存或者从缓存中删除  ，而是先把这个对象放到这两个HashMap之中的一个里，然后当执行commit方法时再真正地把对象存放到缓存或者从缓存中删除。
  
  现在我们应该可以明白为TransactionalCacheManager和TransactionalCache这两个类要加上事务的前缀了，因为commit方法是一个原子操作，一次会操作多个对象，要么一起成功，要么就一起失败。

 

 WeakCache：弱引用缓存，核心是WeakReference。
 
 六、缓存实现的问题和解决方案（待深入研究和完善）
 

问题：

1.作为缓存中对象的key是它的CacheKey对象。

不得不说这是一个失败的设计，key值的类型是String类型就已经足够了，完全没有必要用对象类型来做key值的类型。

因为内存空间是有限的，要在有限的空间中尽可能地存放更多的内容，就需要key值在保证唯一性的情况下空间占的越小越好。

 

2.myBatis的读写锁有写饥渴问题等，这些问题都会给性能造成影响。
   
    所以还是不建议在生产环境中使用iBatis或者myBatis自带的二级缓存，只使用他们的ORM功能，而二级缓存还是交给Memcached等其它缓存框架来实现吧。

 memcache：http://baike.baidu.com/view/1193094.htm
 
 oscache：http://baike.baidu.com/view/1835163.htm
 
 ehcache：http://baike.baidu.com/view/1866754.htm