mybatis缓存

mybatis缓存有一级缓存和二级缓存，mybatis为什么会采用两种缓存机制呢？让我们带着问题进入今天的主题吧。

mybatis 一级缓存

mybatis缓存在执行相同的SQL和相同的参数时，不会去数据库中重复调用，只需要从缓存中取出来即可，只要保持在同一会话和其它相关的条件下，我们的多求请求实际只调用了一次，可以大大节省查询数据的开销。但在我们实际开发中，一级缓存使用的频率较低， 为什么呢?
一级缓存只存在于当前会话中， 如果脱离了当前会话将不可以使用，但我们常搭配spring来使用mybaits,但spring中每 条sq|语句处于单独的事务中，执行成功后默认就提交了事务并且关闭了会话。

小知识:我们之前有提到一个会话中有且只存在一 个事务， 所以spring在使用mybatis时默认每次都会重新开启一个新的会话，但如果我们给语言加上一 个事务@Transactional, 就可以使用事务了。

解读一级缓存

一级缓存的逻辑在BaseExecutor里面完成的，主要逻辑如下：

//源码位为BaseExecutor 140行
public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql) throws SQLException {ErrorContext.instance().resource(ms.getResource()).activity("executing a query").object(ms.getId());if (closed) {throw new ExecutorException("Executor was closed.");}//flushCache 设置判断是不是需要清除缓存，这个参数可以设置//queryStack =0 时没有递归调用if (queryStack == 0 && ms.isFlushCacheRequired()) {clearLocalCache();}List<E> list;try {//防止调用时会被清空,这样递归调用到上面的时候就不会再清局部缓存了queryStack++;//先根据cachekey从localCache去查，如果设置了结果处理器同样不会使用一级缓存list = resultHandler == null ? (List<E>) localCache.getObject(key) : null;if (list != null) {//若在缓存列表中找到有对应的缓存，处理localOutputParameterCachehandleLocallyCachedOutputParameters(ms, key, parameter, boundSql);} else {//未命中缓存时从数据库中寻找list = queryFromDatabase(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);}} finally {queryStack--;}if (queryStack == 0) {//延迟加载队列中所有元素for (DeferredLoad deferredLoad : deferredLoads) {deferredLoad.load();}//清空延迟加载队列// issue #601deferredLoads.clear();if (configuration.getLocalCacheScope() == LocalCacheScope.STATEMENT) {// issue #482//缓存作用域如果是STATEMENT，由清除一级缓存和参数缓存clearLocalCache();}}return list;}

一级缓存的命中场景

运行时必要条件：

1.必须必在同一个会话
2.SQL语句、参数必须相同
3.相同的statementId
4.RowBounds 相同(即添加的分页属性)

    // 1.sql 和参数必须相同// 2.必须是相同的statementID// 3.sqlSession必须一样 （会话级缓存）// 4.RowBounds 返回行范围必须相同@Testpublic void test1(){UserMapper mapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);// com.toto.UserMapper.selectByidUser user = mapper.selectByid(1);RowBounds rowbound=RowBounds.DEFAULT;//selectOne最终的底层调用的也是selectList，因为statementID、sqlSession、rowbound、sql和参数一样，所以一级缓存可用List user1 = sqlSession.selectList("com.toto.UserMapper.selectByid", 1,rowbound);System.out.println(user == user1.get(0));}

输出结果：
Preparing: select * from db_user where id=?
Parameters: 1(Integer)
Columns: id, name, password, status, nickname, createTime
Row: 1, admin, admin, 1, 管理员大哥, 2016-08-07 14:07:10
Total: 1
Cache Hit Ratio [com.toto.UserMapper]: 0.0
true

操作与配置相关条件：

1.未提交、回滚当前事务，这相当于手动清空缓存
2.未配置flushCache = true，默认default，如果配置true上面代码就会删除缓存，下面有图例
3.未执行update
4.缓存作用域不是STATEMENT

    // 1.未手清空// 2.未调用 flushCache=true的查询// 3.未执行Update// 4.缓存作用域不是 STATEMENT-->@Testpublic void test2(){// 会话生命周期是很短暂的UserMapper mapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);User user = mapper.selectByid3(1);sqlSession.commit();// 这会调用clearCache()sqlSession.rollback();// 这会调用clearCache()
//        mapper.setNickName(1,"管理员小弟");// 修改时也会 clearCache()User user1 = mapper.selectByid3(1);// 数据一致性问题System.out.println(user == user1);}

一级缓存源码解析

我先发我整理的图运行流程图（太丑勿喷，能看就行）：

我跟着流程把关键代码走读一下（多图警告）：

Spring与Mybatis一级缓存不得不说的事

前面我有提到增加事务就能使用Mybatis的事务，这是为什么呢？
让我们带速读一下流程吧

    @Testpublic void testBySpring(){ClassPathXmlApplicationContext context=new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml");UserMapper mapper = context.getBean(UserMapper.class);//动态代理                             动态代理                       MyBatis// mapper ->SqlSessionTemplate --> SqlSessionInterceptor-->SqlSessionFactoryDataSourceTransactionManager transactionManager =(DataSourceTransactionManager) context.getBean("txManager");// 手动开启事物TransactionStatus status = transactionManager.getTransaction(new DefaultTransactionDefinition());User user = mapper.selectByid(1); // 每次都会构造一个新会话 发起调用
// 每次都会构造一个新会话 发起调用，但开启事物后原会话没被关闭，仍使用同一个事务，即可使用一级缓存User user1 =mapper.selectByid(1);System.out.println(user == user1);}

总结

1.与会话密切相关，相同会话才能触发
2.参数条件相关，包括分页属性也是参数的条件，还有参数及其相关配置项
3.提交回滚，修改都会清空
MyBatis 对于其 Key 的生成采取规则为：[mappedStementId + offset + limit + SQL + queryParams + environment]生成一个哈希码。所以参数条件很重要

Mybatis 二级缓存

应用级缓存，可以跨线程使用，一般应用于修改情况比较少的表做查询缓存，并且查询时优先于一级缓存，搭配使用时攻防兼备。

完整的解决方案

1.内存存储： 实现简单，速度比较快，但不能持久化，并且容量比较有限
2.存到硬盘：可以持久化，容量较大，但访问速度没内存快
3.分布式存储：分布式场景存到单硬盘/内存服务器存储缓存会造成一些通病问题，可以使用redis来进行缓存，这也是分布式场景的解决方法之一。

缓存溢出淘汰机制

当容量满的了时候我们就会对缓存进行清除，清除的算法的就是溢出淘汰机制。
常见的算法有:

1.FIFO:先进先出算法
2.LRU:最近最少使用
3.WeakReference:弱引用
将缓存对象进行弱引用包装，当Java进行gc的时候， 不论当前的内存空间是否足够，这个对象都会被回收
4.SoftReference:软引用
与弱引用类似，不同在于只有当空间不足时GC才回收软引用对象

缓存线程的安全问题

我们要保证二级缓存被其它线程使用，为了保证线程写和读的安全，当拿到缓存数据后，可以对它进行修改而不能影响原缓存数据， 通常采取的是序列化缓存对象然后进行深拷贝操作。所以这要求我们要缓存的实体类必须序列化(实现Serializable) ，不然会出现不能序列化的BUG.

小知识:我们常使用的存储类型基本都实现了Srializable方法，例如: hashmap，arraylist，String …

Mybatis二级缓存解决方案

mybaits是怎么实现它的二级缓存的解决方案呢?

mybaits使用的是责任链的解决方案，首先它定义了缓存中的一些最基本的公用方法，全部定义到Cache的类里面， 这些功能包括设置缓存，获取缓存，清除缓存，获取缓存数量，然后我们上述的所有功能都会对应一个组件类，并基于装饰者模式加责任链的模式，将各个组件进行串连。在执行缓存的基本功能时，其它的缓存通过责任链来依次往下传递。
那它的设计模式有哪些优点呢？

职责单一，各个节点只负责自己的逻辑， 不关心其它逻辑
扩展性强，可根据需要扩展节点，删除节点还可以调换顺序，保证了灵活性
有松耦合，各节点之间不仅没有强制依赖其它节点，而是通过顶层的Cache接口进行间接依赖

详细介绍每个缓存对应的功能篇幅较长，后面挖坑再更，mybatis提供的一些cache在org.apache.ibatis.cache包下，其中一级缓存使用的impl下的，二级缓存使用的是decorators包下的。

二级缓存开启条件

二级缓存不像一级缓存一样会默认开启，我们可以通过@CacheNamespace或为指定Mappedstatement做声明。声明后该缓存为该Mapper所独有， 其它未设置的不能便用。但如果需要多个mapper用同一个缓存空间，我们可以通过@CacheNamespaceRef来进行引用到同一个缓存空间。
如果是xml,可以通过标签来添加对此mapper进行级缓存，同理使用可以引用到同一个缓存会话空间。
下面介绍一下我们使用缓存时可以配置的相关参数：

配置名	配置描述
implementation	指定缓存的存储实现类默认是用PerpetualCache的HashMap存储在内存当中
eviction	指定缓存溢出淘汰实现类，默认LRU,清除最近最少使用
flushInterval	设置缓存定时全部清空时间，默认不清空。清空策略是到时间整体清空而不是为某个值清空
size	指定缓存容量，超出后会按eviction所指定的算法进行淘汰
readWith	tue通过序列化复制来保证缓存对象是可读与的，默认true, false则多线程操作同个对象
blocking	为每个key的访问添加了阻塞锁，可以有效防止缓存击穿
properties	为上述组件，配置额外参数，key对应组件中的字段名

如：

@CacheNamespace(implementation = MybatisRedisCache.class,eviction = FifoCache.class)

 <cache type="com.toto.MybatisRedisCache"><property name="eviction" value="LRU" /><property name="size" value="1024" /><property name="readOnly" value="false" /></cache>

二级缓存命中条件

二级缓存和一级缓存命中差不多，但必须要提交会话，并且可以不同会话，下面列举了命中条件

1.会话提交
2.SQL语句和参数相同
3.相同的StatementId
4.RowBounds相同

为什么二级缓存一定需要提交事务呢，我画一张图来表示吧：

如果会话不提交，则会出现脏读，为了避免这种事情发生，所以必须先提交才能获取二级缓存，包括对缓存的清空，也必须是会话正常提交之后才生效。 那如果没提交，是不是存在一个临时存储区域呢？

二级缓存结构

为了实现会话提交之后才变更二级缓存，MyBatis为每个会话设立了若干个暂存区，当前会话对指定缓存空间的变更，都存放在对应的暂存区，当会话提交之后才会提交到每个暂存区对应的缓存空间。为了统一管理这些暂存区，每个会话都一个唯一的事物缓存管理器，所以这里暂存区也可叫做事物缓存。
如图：

我画了一张两个会话情景下事物缓存和暂存区的图：

二级缓存执行流程

原本会话是通过执行器来实现SQL调用，这里是基于装饰器模式使用CachingExecutor对SQL调用逻辑进行拦截，然后嵌入了二级缓存相关逻辑。

查询操作query

当会话调用query() 时，会基于查询语句、参数等数据组成缓存Key，然后尝试从二级缓存中读取数据。读到就直接返回，没有就调用被装饰的Executor去查询数据库，然后在填充至对应的暂存区。
图（太晚了后面会补源码对应的图）：暂无

更新操作update

当执行update操作时，同样会基于查询的语句和参数组成缓存KEY，然后在执行update之前清空缓存。这里清空只针对暂存区，同时记录清空的标记，以便当会话提交之时，依据该标记去清空二级缓存空间。但如果在查询操作中配置了flushCache=true ，也会执行相同的操作。
图（太晚了后面会补源码对应的图）：暂无

提交操作commit

当会话执行commit操作后，会将该会话下所有暂存区的变更，更新到对应二级缓存空间去。
图（太晚了后面会补源码对应的图）：暂无

一级缓存和二级缓存的整理流程图

图（太晚了后面会补源码对应的图）：暂无