缓存就是内存中的数据,常常来自对数据库查询结果的保存。使用缓存,我们可以避免频繁与数据库进行交互,从而提高响应速度。
MyBatis 也提供了对缓存的支持,分为一级缓存和二级缓存,来看下下面这张图:
一级缓存是 SqlSession 级别的缓存。在操作数据库时需要构造 SqlSession 对象,在对象中有一个数据结构(HashMap)用于存储缓存数据。不同的是 SqlSession 之间的缓存数据区(HashMap)是互相不影响。
二级缓存是 Mapper 级别的缓存,多个 SqlSession 去操作同一个 Mapper 的 sql 语句,多个 SqlSession 可以共用二级缓存,二级缓存是跨 SqlSession 的。
相信大家看完这张图和解释心里应该有个底了吧,这对后面分析 MyBatis 的一级、二级缓存机制很有帮助,那话不多说,我们直接进入主题了。
个人认为mybatis一级缓存和二级缓存并不是一个很好的设计,工作中我基本上也不会使用一级缓存和二级缓存,因为一旦使用不当会造成很多问题,所以我们今天就来看看到底会有什么问题?
Executor的设计是一个典型的装饰者模式,SimpleExecutor,ReuseExecutor是具体实现类,而CachingExecutor是装饰器类。
可以看到具体组件实现类有一个父类BaseExecutor,而这个父类是一个模板模式的典型应用,操作一级缓存的操作都在这个类中,而具体的操作数据库的功能则让子类去实现。
「二级缓存则是一个装饰器类,当开启二级缓存的时候,会使用CachingExecutor对具体实现类进行装饰,所以查询的时候一定是先查询二级缓存再查询一级缓存」
「那么一级缓存和二级缓存有什么区别呢?」
// BaseExecutor
protected PerpetualCache localCache;
一级缓存是BaseExecutor中的一个成员变量localCache(对HashMap的一个简单封装),因此一级缓存的生命周期与SqlSession相同,如果你对SqlSession不熟悉,你可以把它类比为JDBC编程中的Connection,即数据库的一次会话。
「一级缓存和二级缓存key的构建规则是一致的,都是一个CacheKey对象,因为Mybatis中涉及动态SQL等多方面的因素,缓存的key不能仅仅通过String来表示」
当执行sql的如下4个条件都相等时,CacheKey才会相等
mappedStatment的id
指定查询结构集的范围
查询所使用SQL语句
用户传递给SQL语句的实际参数值
「当查询的时候先从缓存中查询,如果查询不到的话再从数据库中查询」
当使用同一个SqlSession执行更新操作时,会先清空一级缓存。因此一级缓存中内容被使用的概率也很低
首先是创建示例表student,创建对应的POJO类和增改的方法,具体可以在entity包和mapper包中查看。
CREATE TABLE `student` (`id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,`name` varchar(200) COLLATE utf8_bin DEFAULT NULL,`age` tinyint(3) unsigned DEFAULT NULL,PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin;
在以下实验中,id为1的学生名称是凯伦
「实验1」
我们可以看到,只有第一次真正查询了数据库,后续的查询使用了一级缓存。
「实验2」
我们可以看到,在修改操作后执行的相同查询,查询了数据库,一级缓存失效。
「实验3」
「MyBatis的一级缓存最大范围是SqlSession内部,有多个SqlSession或者分布式的环境下,数据库写操作会引起脏数据,建议设定缓存级别为Statement,即进行如下配置」
当mybatis和spring整合后
在未开启事务的情况之下,每次查询,spring都会关闭旧的sqlSession而创建新的sqlSession,因此此时的一级缓存是没有起作用的
在开启事务的情况之下,spring使用threadLocal获取当前线程绑定的同一个sqlSession,因此此时一级缓存是有效的,当事务执行完毕,会关闭sqlSession
「当mybatis和spring整合后,未开启事务的情况下,不会有任何问题,因为一级缓存没有生效。当开启事务的情况下,可能会有问题,由于一级缓存的存在,在事务内的查询隔离级别是可重复读,即使你数据库的隔离级别设置的是提交读」
// Configuration
protected final Map caches = new StrictMap<>("Caches collection");
「而二级缓存是Configuration对象的成员变量,因此二级缓存的生命周期是整个应用级别的。并且是基于namespace构建的,一个namesapce构建一个缓存」
「二级缓存不像一级缓存那样查询完直接放入一级缓存,而是要等事务提交时才会将查询出来的数据放到二级缓存中。」
因为如果事务1查出来直接放到二级缓存,此时事务2从二级缓存中拿到了事务1缓存的数据,但是事务1回滚了,此时事务2不就发生了脏读了吗?
「二级缓存的相关配置有如下3个」
「1.mybatis-config.xml」
这个是二级缓存的总开关,只有当该配置项设置为true时,后面两项的配置才会有效果
从Configuration类的newExecutor方法可以看到,当cacheEnabled为true,就用缓存装饰器装饰一下具体组件实现类,从而让二级缓存生效
「2.mapper映射文件中」mapper映射文件中如果配置了
二级缓存的部分配置如上,type就是填写一个全类名,用来指定二级缓存的实现类,这个实现类需要实现Cache接口,默认是PerpetualCache(你可以利用这个属性将mybatis二级缓存和Redis,Memcached等缓存组件整合在一起) org.apache.ibatis.builder.MapperBuilderAssistant#useNewCache
这个eviction表示缓存清空策略,可填选项如下
典型的装饰者模式的实现,换缓存清空策略就是换装饰器。
「3.
该属性表示查询产生的结果是否要保存的二级缓存中,useCache属性的默认值为true,这个配置可以将二级缓存细分到语句级别
测试二级缓存
二级缓存是基于namespace实现的,即一个mapper映射文件用一个缓存
在本实验中,id为1的学生名称初始化为点点。
「实验1」
测试二级缓存效果,不提交事务,sqlSession1查询完数据后,sqlSession2相同的查询是否会从缓存中获取数据。
执行结果:
我们可以看到,当sqlsession没有调用commit()方法时,二级缓存并没有起到作用。
「实验2」
测试二级缓存效果,当提交事务时,sqlSession1查询完数据后,sqlSession2相同的查询是否会从缓存中获取数据。
从图上可知,sqlsession2的查询,使用了缓存,缓存的命中率是0.5。
「实验3」
测试update操作是否会刷新该namespace下的二级缓存。
我们可以看到,在sqlSession3更新数据库,并提交事务后,sqlsession2的StudentMapper namespace下的查询走了数据库,没有走Cache。
「实验4」
验证MyBatis的二级缓存不适应用于映射文件中存在多表查询的情况。
getStudentByIdWithClassInfo的定义如下
通常我们会为每个单表创建单独的映射文件,由于MyBatis的二级缓存是基于namespace的,多表查询语句所在的namspace无法感应到其他namespace中的语句对多表查询中涉及的表进行的修改,引发脏数据问题。
执行结果:
在这个实验中,我们引入了两张新的表,一张class,一张classroom。class中保存了班级的id和班级名,classroom中保存了班级id和学生id。我们在StudentMapper中增加了一个查询方法getStudentByIdWithClassInfo,用于查询学生所在的班级,涉及到多表查询。在ClassMapper中添加了updateClassName,根据班级id更新班级名的操作。
当sqlsession1的studentmapper查询数据后,二级缓存生效。保存在StudentMapper的namespace下的cache中。当sqlSession3的classMapper的updateClassName方法对class表进行更新时,updateClassName不属于StudentMapper的namespace,所以StudentMapper下的cache没有感应到变化,没有刷新缓存。当StudentMapper中同样的查询再次发起时,从缓存中读取了脏数据。
「实验5」
为了解决实验4的问题呢,可以使用Cache ref,让ClassMapper引用StudenMapper命名空间,这样两个映射文件对应的SQL操作都使用的是同一块缓存了。
mapper文件中的配置如下
执行结果:
不过这样做的后果是,缓存的粒度变粗了,多个Mapper namespace下的所有操作都会对缓存使用造成影响。
mybatis的一级缓存和二级缓存都是基于本地的,分布式环境下必然会出现脏读。
二级缓存可以通过实现Cache接口,来集中管理缓存,避免脏读,但是有一定的开发成本,并且在多表查询时,使用不当极有可能会出现脏数据
「除非对性能要求特别高,否则一级缓存和二级缓存都不建议使用」