Mybatis自定义分布式二级缓存实现与遇到的一些问题解决方案!

Posted 2020-12-29 毅毅毅毅毅丶

先说两句:

　　我们都知道Mybatis缓存分两类: 一级缓存(同一个Session会话内) & 二级缓存(基于HashMap实现的以 namespace为范围的缓存)

　　今天呢, 我们不谈一级缓存, 我们来谈一谈 二级缓存, 通过查看Mybatis源码发现, 他的二级缓存实现真的十分简单, 默认的实现类是 org.apache.ibatis.cache.impl.PerpetualCache 这里贴一下他的源码吧:

　　

/**
 *    Copyright 2009-2015 the original author or authors.
 *
 *    Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 *    you may not use this file except in compliance with the License.
 *    You may obtain a copy of the License at
 *
 *       http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 *    Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 *    distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 *    WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 *    See the License for the specific language governing permissions and
 *    limitations under the License.
 */
package org.apache.ibatis.cache.impl;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;

import org.apache.ibatis.cache.Cache;
import org.apache.ibatis.cache.CacheException;

/**
 * @author Clinton Begin
 */
public class PerpetualCache implements Cache {

  private String id;

  private Map<Object, Object> cache = new HashMap<Object, Object>();

  public PerpetualCache(String id) {
    this.id = id;
  }

  @Override
  public String getId() {
    return id;
  }

  @Override
  public int getSize() {
    return cache.size();
  }

  @Override
  public void putObject(Object key, Object value) {
    cache.put(key, value);
  }

  @Override
  public Object getObject(Object key) {
    return cache.get(key);
  }

  @Override
  public Object removeObject(Object key) {
    return cache.remove(key);
  }

  @Override
  public void clear() {
    cache.clear();
  }

  @Override
  public ReadWriteLock getReadWriteLock() {
    return null;
  }

  @Override
  public boolean equals(Object o) {
    if (getId() == null) {
      throw new CacheException("Cache instances require an ID.");
    }
    if (this == o) {
      return true;
    }
    if (!(o instanceof Cache)) {
      return false;
    }

    Cache otherCache = (Cache) o;
    return getId().equals(otherCache.getId());
  }

  @Override
  public int hashCode() {
    if (getId() == null) {
      throw new CacheException("Cache instances require an ID.");
    }
    return getId().hashCode();
  }

}

PerpetualCache.java

　　那么既然他都已经有一个实现了, 我们为什么还要自定义实现呢? 

　　原因很简单, 默认实现是(HashMap)本地缓存, 不支持分布式缓存, 而我们现在大多数项目都是以集群的方式部署, 这种情况下, 使用本地缓存会出现很严重的脏读问题, 特定情况下更新可直接导致数据不一致的问题.

　　如果让缓存实现支持分布式呢? 方案有很多, 基本围绕着NoSQL数据库实现, 最常用的就是Redis了, 接下来我们就来用Redis实现自定义缓存类

　　说干就干吧, 开始我们的自定义缓存实现之路

 

实现过程:

　　首先: Mybatis自定义实现缓存类的配置方式十分简单, 我们只需要开启二级缓存, 并在 mapper.xml 中修改如下配置:

　　

　　其中 type 属性值就是我们自定义的缓存实现辣!

 

　　接下来我们来看一看实现类内部是怎么写的:

　　

package com.cardgame.demo.game.component.db;

import com.cardgame.demo.component.redis.RedisUtils;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.ibatis.cache.Cache;

import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

import static com.cardgame.demo.game.component.core.config.Constants.REDIS_KEY_GAME;

/**
 * @author yjy
 * 2018-08-06 15:46
 */
@Slf4j
public class MybatisRedisCache implements Cache {

    private final ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();

    private String id;

    public MybatisRedisCache(final String id) {
        if (id == null) {
            throw new IllegalArgumentException("id can not be null");
        }
        log.debug("MyBatisRedisCache:id=" + id);
        this.id = id;
    }

    @Override
    public String getId() {
        return this.id;
    }

    @Override
    public int getSize() {
        int size = (int) RedisUtils.getInstance().getHashSizeObj(getKey());
        log.debug("MybatisCache getSize > {}", size);
        return size;
    }

    @Override
    public void putObject(Object key, Object value) {
        RedisUtils.getInstance().setHashObj(getKey(), key, value);
        log.debug("MybatisCache put > key: {}, val: {}", key, value);
    }
    @Override
    public Object getObject(Object key) {
        Object val = RedisUtils.getInstance().getHashObj(getKey(), key);
        log.debug("MybatisCache get > key: {}, val: {}", key, val);
        return val;
    }

    @Override
    public Object removeObject(Object key) {
        // 移除指定缓存
        Object obj = RedisUtils.getInstance().getHashObj(getKey(), key);
        RedisUtils.getInstance().delHashObj(getKey(), key);
        log.debug("MybatisCache remove > key: {}, val: {}", key, obj);
        return obj;
    }

    @Override
    public void clear() {
        // 清除所有缓存
        RedisUtils.getInstance().delObj(getKey());
        log.debug("MybatisCache clear > hashKey : {}", getKey());
    }

    @Override
    public ReadWriteLock getReadWriteLock() {
        return readWriteLock;
    }
    
    protected String getKey() {
        return REDIS_KEY_GAME + "mybatis_cache_" + id;
    }

}

MybatisRedisCache

　　自定义缓存实现的要求很低, 只需要 实现 org.apache.ibatis.cache.Cache 就可以了. 这里我们用到了 RedisUtils 工具类, 还请同学们 对应到自己的项目中的工具类.

　　至此: 我们的Mybatis二级缓存就支持分布式啦!

 

问题来临:

　　今天我偶然想起, 是否需要给二级缓存 设置一个过期时间?

　　我们来想一下不设置过期时间会有什么问题:

　　　　当有一天我们不得不手动修改数据库的数据时(别问为啥要动数据库, 因为我在本地测试需要修改), 如果相应的 namespace 没有 插入和更新操作, 那么他的缓存将一直有有效, 然后查出来的数据一直是修改前的数据, 而且我们使用的Redis做的缓存, 即使重启了系统缓存依然还是在, 只能从redis中找到指定缓存并清除, 实在是头疼

　　有没有办法解决呢? 

　　你可能已经想到了, cache标签不是支持 flushInterval 属性的吗? 设置一个 flushInterval = "10000", 这样不就行了吗?

　　我开始也是这么认为的, 直到有一天我发现这个设置完全没有起作用, 缓存一直是有效的, 那问题就来了, 为什么呢?

　　百思不得其解的我决定去瞄一瞄Mybatis的源码, 最终让我发现了其中的奥秘, 我们来看一下下面的代码:

　　

　　这是Mybatis初始化二级缓存中的一段代码, 我们可以看到, flushInterval 属性对于自定义实现类是不起作用的, 而 Mybatis 实现的缓存过期时间的原理则是利用 设计模式(装饰器模式) 在默认的 缓存实现类上封装了一层 ScheduleCache, 也正是此类实现了缓存的有效期设置.

 

　　完了完了, 那不能设置咋办啊, 这不是坑爹吗?

　　冷静下来, 先别忙. 既然 不能通过设置解决, 那我们就自己想办法解决吧

　　既然你Mybatis不帮我封装 ScheduleCache, 那我就自己封装一个 ScheduleRedisCache, 原有的MybatisRedisCache不变. 我们看一下 ScheduleRedisCache的代码:

　　

package com.cardgame.demo.game.component.db;

import com.cardgame.demo.component.redis.RedisUtils;
import org.apache.ibatis.cache.Cache;

import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

import static com.cardgame.demo.game.component.core.config.Constants.REDIS_KEY_GAME;

/**
 *
 * 二级缓存 过期时间 实现
 *
 * @author yjy
 * 2018-08-13 13:21
 */
public class ScheduleRedisCache implements Cache {

    private final ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();

    private String id;
    private long flushInterval = 10000; // 缓存刷新时间, 单位毫秒
    private Cache delegate; // 委派缓存类

    public ScheduleRedisCache(String id) {
        if (id == null) {
            throw new IllegalArgumentException("id can not be null");
        }
        this.id = id;
        this.delegate = new MybatisRedisCache(id);
    }

    @Override
    public String getId() {
        return id;
    }

    @Override
    public void putObject(Object key, Object value) {
        // 记录过期时间
        long timeout = System.currentTimeMillis() + flushInterval;
        RedisUtils.getInstance().setHashObj(getKey(), key, timeout);
        delegate.putObject(key, value);
    }

    @Override
    public Object getObject(Object key) {
        Object timeout = RedisUtils.getInstance().getHashObj(getKey(), key);
        // if 未过期
        if (timeout != null && (long) timeout > System.currentTimeMillis()) {
            // 更新过期时间
            RedisUtils.getInstance().setHashObj(getKey(), key, System.currentTimeMillis() + flushInterval);
            return delegate.getObject(key);
        }
        return null;
    }

    @Override
    public Object removeObject(Object key) {
        RedisUtils.getInstance().delHashObj(getKey(), key);
        return delegate.removeObject(key);
    }

    @Override
    public void clear() {
        RedisUtils.getInstance().delObj(getKey());
        delegate.clear();
    }

    @Override
    public int getSize() {
        return (int) RedisUtils.getInstance().getHashSizeObj(getKey());
    }

    @Override
    public ReadWriteLock getReadWriteLock() {
        return readWriteLock;
    }

    protected String getKey() {
        return REDIS_KEY_GAME + "schedule_cache_" + id;
    }

}

ScheduleRedisCache.java

　　代码简单易懂, 说白了就是增加一个 缓存管理, 专门 缓存二级缓存的 过期时间. 在适当的时候 更新过期时间 / 清除过期时间

　　需要注意的是, 既然我们封装了 MybatisRedisCache, 那么 mapper.xml 中就需要 改一改了, 如下: 

　　

　　

　　这样, 我们就实现了 二级缓存的超时自动过期功能了!!! 

 

结论: 谢谢大家!666