011-MyBatis缓存机制

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一级缓存

Mybatis对缓存提供支持，但是在没有配置的默认情况下，它只开启一级缓存，一级缓存只在同SqlSession内有效。在参数和SQL完全一样的情况下，我们使用同一个SqlSession对象调用同一个Mapper方法，往往只执行一次SQL，因为第一次查询后，MyBatis会将结果放入缓存中，以后再查询的时候，如果没有声明需要刷新，并且缓存没有超时的情况下，SqlSession都会取出当前缓存的数据，而不会去查询数据库。
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每个SqlSession中持有了Executor，每个Executor中有一个LocalCache。当用户发起查询时，MyBatis根据当前执行的语句生成MappedStatement，在Local Cache进行查询，如果缓存命中的话，直接返回结果给用户，如果缓存没有命中的话，查询数据库，结果写入Local Cache，最后返回结果给用户。具体实现类的类关系图如下图所示。
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生命周期

  1. 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

  2. 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

  3. 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

  4. 如果SqlSession调用了clearCache()，会清空PerpetualCache对象中的数据，但是SqlSession对象仍可使用。

  5. SqlSession中执行了任何一个DML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

    工作流程

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    使用缓存条件

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

  6. 传入的statementId

  7. 查询时要求的结果集中的结果范围

  8. 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

  9. 传递给java.sql.Statement要设置的参数值

配置

在MyBatis的配置文件中开启一级缓存
value有两个选项：

  • SESSION(默认)：即在同一个会话中执行的所有语句，都会共享这一个缓存
  • STATEMENT：即只对当前执行的这一个Statement有效（相当于无缓存机制）
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<setting name="localCacheScope" value="SESSION"/>

场景测试

场景一：同一数据库会话中，可以看到仅第一次查询了数据库，后面两次都是从一级缓存获取结果
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场景二：同一数据库会话中，两次查询中间执行了一次插入语句，第二次查询时导致一级缓存失效，重新查询数据库
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场景三：开启两个会话SqlSession（A和B），当会话B更新了数据之后，会话A并没有读取到新的数据，还是从会话A的缓存获取结果，相反会话B读取到了新的数据，因为更新操作会把会话B缓存清空，会话B重新从数据库获取数据。说明一级缓存只在同一数据库会话内部共享。
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小结

  1. 一级缓存在同一个SqlSession下共用缓存
  2. 一级缓存内部设计简单，只是一个没有容量限定的HashMap，在缓存的功能性上有所欠缺
  3. 一级缓存再有多个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

二级缓存

一级缓存其最大的共享范围就是一个SqlSession内部，如果多个SqlSession之间需要共享缓存，则需要使用到二级缓存。开启二级缓存后，会使用CachingExecutor装饰Executor，进入一级缓存的查询流程前，先在CachingExecutor进行二级缓存的查询，具体的工作流程如下所示。
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配置

在MyBatis的配置文件中开启二级缓存

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<setting name="cacheEnabled" value="true"/>

XML文件配置使用二级缓存，例如：

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<!--开启本mapper的namespace下的二级缓存-->
<!--
    eviction:代表的是缓存回收策略，目前MyBatis提供以下策略。
    (1) LRU,最近最少使用的，一处最长时间不用的对象
    (2) FIFO,先进先出，按对象进入缓存的顺序来移除他们
    (3) SOFT,软引用，移除基于垃圾回收器状态和软引用规则的对象
    (4) WEAK,弱引用，更积极的移除基于垃圾收集器状态和弱引用规则的对象。这里采用的是LRU，
            移除最长时间不用的对形象

    flushInterval:刷新间隔时间，单位为毫秒，这里配置的是100秒刷新，如果你不配置它，那么当
    SQL被执行的时候才会去刷新缓存。

    size:引用数目，一个正整数，代表缓存最多可以存储多少个对象，不宜设置过大。设置过大会导致内存溢出。
    这里配置的是1024个对象

    readOnly:只读，意味着缓存数据只能读取而不能修改，这样设置的好处是我们可以快速读取缓存，缺点是我们没有
    办法修改缓存，他的默认值是false，不允许我们修改
-->
<cache eviction="LRU" flushInterval="100000" readOnly="true" size="1024"/>

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场景测试

场景一：关闭了一级缓存的前提下，可以看到会话A第二次查询也没能通过缓存获取数据，因为事物未提交；当关闭了会话A后，会话B第二次查询使用了会话A存下来的缓存。结论：提交完事务后，二级缓存才能对所有会话生效（包括自己）
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场景二：查询和更新分别在两个不同的namspace，可以看到即使会话C更新且提交了会话，但并没有清除前面查询留下的缓存，导致会话B第二次还是使用了缓存。结论：由于MyBatis的二级缓存是基于namespace的，查询语句所在的namspace无法感应到其他namespace中的语句执行的修改，引发脏数据问题。
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解决方法：在更新的namspace中关联引用查询的namspace，这样两个映射文件对应的Sql操作就能使用的是同一块缓存了
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小结

  1. 二级缓存在同一个namespace共用缓存
  2. 二级缓存实现了不同SqlSession之间缓存数据的共享，可以通过Cache接口实现类不同的组合，对Cache的可控性也更强
  3. 在多表查询时，极大可能会出现脏数据，有设计上的缺陷，安全使用二级缓存的条件比较苛刻
  4. 在分布式环境下，由于默认的MyBatis Cache实现都是基于本地的，分布式环境下必然会出现读取到脏数据，需要使用集中式缓存将MyBatis的Cache接口实现，有一定的开发成本，直接使用Redis、Memcached等分布式缓存可能成本更低，安全性也更高