两级缓存,像子弹一样飞…
Posted 毛奇志
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了两级缓存,像子弹一样飞…相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
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一、前言
MyBatis是一个简单,小巧但功能非常强大的ORM开源框架,它的功能强大也体现在它的缓存机制上。MyBatis提供了一级缓存、二级缓存这两个缓存机制,能够很好地处理和维护缓存,以提高系统的性能。本文主要讲解MyBatis非常棒的缓存机制的设计原理,给读者们介绍一下MyBatis的缓存机制的轮廓,然后会分别针对缓存机制中的方方面面展开讨论。
ORM框架:Hibernate、Mybatis,Mybatis比Hibernate更加小巧、轻便。
二、MyBatis缓存总述
MyBatis将数据缓存设计成两级结构,分为一级缓存、二级缓存:
一级缓存是Session会话级别的缓存,它的是生命周期很短,就是一次Session会话的声明周期,也就是说它的作用范围是这个Session。一级缓存位于表示一次数据库会话的SqlSession对象之中,又被称之为本地缓存。一级缓存是MyBatis内部实现的一个特性,用户不能配置,默认情况下自动支持的缓存,用户没有定制它的权利(不过这也不是绝对的,可以通过开发插件对它进行修改);
二级缓存是Application应用级别的缓存,它的是生命周期很长,跟Application的声明周期一样,也就是说它的作用范围是整个Application应用。
一级缓存和二级缓存核心区别:
(1) 级别不同,生命周期和作用范围不同:一级缓存是SqlSession级别,生命周期和作用范围就是一个session会话,二级缓存是Application级别,生命周期和作用范围就是整个Application应用。
(2) 实体位置不同:
一级缓存是Excutor中的LocalCache,一级缓存是MyBatis内部实现的一个特性,用户不能配置,默认情况下自动支持的缓存,用户没有定制它的权利(在Mybatis四层架构中的一个查询实例源码解释中就解释过了);二级缓存是CachingExecutor,它是Executor对象的装饰者,默认不开启,需要程序员手动开启。
MyBatis中一级缓存和二级缓存的组织如下图所示:
一级缓存的工作机制:
一级缓存是Session会话级别的,一般而言,一个SqlSession对象会使用一个Executor对象来完成会话操作,Executor对象会维护一个Local Cache缓存,以提高查询性能。
二级缓存的工作机制:
如上所言,一个SqlSession对象会使用一个Executor对象来完成会话操作,MyBatis的二级缓存机制的关键就是对这个Executor对象做文章。如果用户配置了 “cacheEnabled=true”,那么MyBatis在为SqlSession对象创建Executor对象时,会对Executor对象加上一个装饰者:CachingExecutor,之后SqlSession使用CachingExecutor对象来完成操作请求。
使用:CachingExecutor对于查询请求,会先判断该查询请求在Application级别的二级缓存中是否有缓存结果,如果有查询结果,则直接返回缓存结果;如果缓存中没有,再交给真正的Executor对象来完成查询操作,之后CachingExecutor会将真正Executor返回的查询结果放置到缓存Cache中,然后再返回给用户。
二级缓存的实现:MyBatis的二级缓存设计得比较灵活,你可以使用MyBatis自己定义的二级缓存实现;你也可以通过实现org.apache.ibatis.cache.Cache接口自定义缓存;还可以通过第三方内存缓存库,如Memcached等,这个我们会在后续的文章中详细讨论。
三、Mybatis一级缓存
本节的目的则是向读者详细介绍MyBatis的一级缓存,深入源码,解析MyBatis一级缓存的实现原理,并且针对一级缓存的特点提出了在实际使用过程中应该注意的事项。
3.1 一级缓存
每当我们使用MyBatis开启一次和数据库的会话,MyBatis会创建出一个SqlSession对象表示一次数据库会话(一个SqlSession对象会使用一个Executor对象来完成会话操作,Executor对象会维护一个Local Cache缓存,用来存放相同查询结果)。
在对数据库的一次会话中,我们有可能会反复地执行完全相同的查询语句,如果不采取一些措施的话,每一次查询都会查询一次数据库,而我们在极短的时间内做了完全相同的查询,那么它们的结果极有可能完全相同,由于查询一次数据库的代价很大,这有可能造成很大的资源浪费。
为了解决这一问题,减少资源的浪费,MyBatis会在表示会话的SqlSession对象中建立一个简单的缓存,将每次查询到的结果结果缓存起来,当下次查询的时候,如果判断先前有个完全一样的查询,会直接从缓存中直接将结果取出,返回给用户,不需要再进行一次数据库查询了。
如下图所示,MyBatis会在一次会话的表示----一个SqlSession对象中创建一个本地缓存(local cache),对于每一次查询,都会尝试根据查询的条件去本地缓存中查找是否在缓存中,如果在缓存中,就直接从缓存中取出,然后返回给用户;否则,从数据库读取数据,将查询结果存入缓存并返回给用户。
注意:这个图不是很准确,应该是Mybatis中有一个SqlSession,SqlSession中有一个Executor,Executor中有一个Local Cache。三者区别是,SqlSession对象表示Mybatis一次与数据库的会话,Executor表示执行器,Local Cache里面存储着之前查询的缓存结果。
3.2 SqlSession中的一级缓存组织结构
由于MyBatis使用SqlSession对象表示一次数据库的会话,因此,对应会话级别的一级缓存也应该是在SqlSession中控制的。
实际上, SqlSession只是一个MyBatis对外的接口,SqlSession将它的工作交给了Executor执行器这个角色来完成,负责完成对数据库的各种操作。当创建了一个SqlSession对象时,MyBatis会为这个SqlSession对象创建一个新的Executor执行器,而缓存信息就被维护在这个Executor执行器中,MyBatis将缓存和对缓存相关的操作封装成了Cache接口中。
SqlSession、Executor、Cache之间的关系如下列类图所示:
SqlSession拥有Executor,Executor拥有Cache:如上述的类图所示,Executor接口的实现类BaseExecutor中拥有一个Cache接口的实现类PerpetualCache,则对于BaseExecutor对象而言,它将使用PerpetualCache对象维护缓存。
综上,SqlSession对象、Executor对象、Cache对象之间的关系如下图所示:
由上图左边可知,一次会话对应一个SqlSession,对应一个Executor对象,对应一个PerpetualCache对象;会话结束,全部消失,且未持久化,服务停止,全部消失。所以,Session级别的一级缓存实际上就是使用PerpetualCache维护的,那么PerpetualCache是怎样实现的呢?
PerpetualCache实现原理其实很简单,其内部就是通过一个简单的HashMap<k,V> 来实现的,没有其他的任何限制。所以,PerpetualCache所谓的缓存就一个hashmap,即:
1、内存中,未进行持久化,停止程序缓存消失。
2、hashmap,线程不安全。
类似的,eureka-server的双层map存放服务地址列表:
1、内存中,未进行持久化,停止程序缓存消失。
2、ConcurrentHashMap<String,Map<String,Instance>>,外层ConcurrentHashMap,线程安全。
如下是PerpetualCache的实现代码:
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;
/**
* 使用简单的HashMap来维护缓存
* @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;
}
public String getId() {
return id;
}
public int getSize() {
return cache.size();
}
public void putObject(Object key, Object value) {
cache.put(key, value);
}
public Object getObject(Object key) {
return cache.get(key);
}
public Object removeObject(Object key) {
return cache.remove(key);
}
public void clear() {
cache.clear();
}
public ReadWriteLock getReadWriteLock() {
return null;
}
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());
}
public int hashCode() {
if (getId() == null) throw new CacheException("Cache instances require an ID.");
return getId().hashCode();
}
}
3.3 一级缓存的生命周期
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;
a. session.close()方法:如果SqlSession调用了close()方法,表示会话结束,SqlSession对象及其内部的Executor对象还有PerpetualCache对象也一并释放掉,即释放掉一级缓存PerpetualCache对象,一级缓存将不可用;
金手指:一次会话对应一个SqlSession,对应一个Executor对象,对应一个PerpetualCache对象;
会话结束,全部消失,且未持久化,服务停止,全部消失。
b. session.clearCache()方法:如果SqlSession调用了clearCache(),会清空PerpetualCache对象中的数据,但是该对象仍可使用(即一级缓存中没有数据,但是一级缓存仍然可以添加数据,再次使用);
c. session.update()、session.delete()、session.insert():SqlSession中执行了任何一个update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(即一级缓存中没有数据,但是一级缓存仍然可以添加数据,再次使用)。
小结:一级缓存生命周期,结束一级缓存PerpetualCache的三种方式:
a. session.close()方法:如果SqlSession调用了close()方法,表示会话结束,SqlSession对象及其内部的Executor对象还有PerpetualCache对象也一并释放掉,即释放掉一级缓存PerpetualCache对象,一级缓存将不可用;
b. session.clearCache()方法:如果SqlSession调用了clearCache(),会清空PerpetualCache对象中的数据,但是该对象仍可使用(即一级缓存中没有数据,但是一级缓存仍然可以添加数据,再次使用);
c. session.update()、session.delete()、session.insert():SqlSession中执行了任何一个update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(即一级缓存中没有数据,但是一级缓存仍然可以添加数据,再次使用)。
3.4 SqlSession一级缓存的工作流程(构建cacheKey+根据cacheKey查询,已完成)
1、构建cacheKey:对于某个查询,根据statementId,rowBounds,boundSql,params来构建一个key值(源码依据:BaseExecutor类中的createCacheKey()方法),就是CacheKey值。
2、根据cacheKey查询:根据Cachkey去缓存Cache中取出对应的key值存储的缓存结果(源码依据:BaseExecutor类中的query()方法调用PerpetualCache类中的getObject()方法),判断从Cache中根据特定的key值取的数据数据是否为空,即是否命中(源码依据:BaseExecutor类中的query()方法);
(1)如果命中,则直接将缓存结果返回;
(2)如果没命中:①去数据库中查询数据,得到查询结果;②然后将key和查询到的结果分别作为key,value对存储到Cache中;③最后将查询结果返回。
看源码一看就懂(构建cacheKey+根据cacheKey查询),如下图:
3.5 一级缓存底层设计
如下图所示,MyBatis定义了一个org.apache.ibatis.cache.Cache接口作为其Cache提供者的SPI(Service Provider Interface) ,所有的MyBatis内部的Cache缓存,都应该实现这一接口。MyBatis定义了一个PerpetualCache实现类实现了Cache接口,实际上,在SqlSession对象里的Executor 对象内维护的Cache类型实例对象(面向接口,所以维护Cache类型),就是PerpetualCache子类创建的。
MyBatis内部还有很多Cache接口的实现,一级缓存只会涉及到这一个PerpetualCache子类,Cache的其他实现将会放到二级缓存中介绍。
3.5.1 CacheKey的两个作用
CacheKey的作用,就两个:
1、缓存命中,根据cachekey从HashMap中取出:根据CacheKey作为HashMap的key,去Cache缓存(就是HashMap)中查找缓存结果;
2、缓存未命中,更加cachekey从数据库中取出,并写入缓存,保证下次命中:如果查找缓存命中失败,则通过此CacheKey作为key,将从数据库查询到的结果作为value,组成key,value对存储到Cache缓存中。
3.5.2 CacheKey如何确定?怎样判断某两次查询是完全相同的查询?
我们知道,Cache最核心的实现其实就是一个Map,将本次查询使用的特征值作为key,将查询结果作为value存储到Map中。
现在最核心的问题出现了:怎样来确定一次查询的特征值?
换句话说就是:怎样判断某两次查询是完全相同的查询?
也可以这样说:如何确定Cache中的key值?
MyBatis认为,对于两次查询,如果以下四个条件都完全一样,那么就认为它们是完全相同的两次查询:
1、statementId:传入的 statementId
2、分页过滤:查询时要求的结果集中的结果范围 (结果的范围通过rowBounds.offset和rowBounds.limit表示);
3、动态sql:这次查询所产生的最终要传递给JDBC java.sql.Preparedstatement的Sql语句字(boundSql.getSql() 动态sql)
4、参数值:传递给java.sql.Statement要设置的参数值
现在分别解释上述四个条件:
-
传入的statementId,对于MyBatis而言,你要使用它,必须需要一个statementId,它代表着你将执行什么样的Sql;
-
MyBatis自身提供的分页功能是通过RowBounds来实现的,它通过rowBounds.offset和rowBounds.limit来过滤查询出来的结果集,这种分页功能是基于查询结果的再过滤,而不是进行数据库的物理分页;
由于MyBatis底层还是依赖于JDBC实现的,那么,对于两次完全一模一样的查询,MyBatis还要保证对于底层JDBC而言,也是完全一致的查询才行。而对于JDBC而言,两次查询,只要传入给JDBC的SQL语句完全一致,传入的参数也完全一致,就认为是两次查询是完全一致的。
上述的第3个条件正是要求保证传递给JDBC的SQL语句完全一致;第4条则是保证传递给JDBC的参数也完全一致;
3、4讲的有可能比较含糊,举一个例子:
<select id="selectByCritiera" parameterType="java.util.Map" resultMap="BaseResultMap">
select employee_id,first_name,last_name,email,salary
from louis.employees
where employee_id = #{employeeId}
and first_name= #{firstName}
and last_name = #{lastName}
and email = #{email}
</select>
如果使用上述的"selectByCritiera"进行查询,那么,MyBatis会将上述的SQL中的#{} 都替换成 ? 如下:
select employee_id,first_name,last_name,email,salary
from louis.employees
where employee_id = ?
and first_name= ?
and last_name = ?
and email = ?
MyBatis最终会使用上述的SQL字符串创建JDBC的java.sql.PreparedStatement对象,对于这个PreparedStatement对象,还需要对它设置参数,调用setXXX()来完成设值,第4条的条件,就是要求对设置JDBC的PreparedStatement的参数值也要完全一致。
即3、4两条MyBatis最本质的要求就是:调用JDBC的时候,传入的SQL语句要完全相同,传递给JDBC的参数值也要完全相同。
综上所述,CacheKey由以下条件决定:statementId + rowBounds + 传递给JDBC的SQL + 传递给JDBC的参数值。
3.5.3 CacheKey的构建算法(BaseExecutor类中的createCacheKey()方法)
对于每次的查询请求,Executor都会根据传递的参数信息以及动态生成的SQL语句,将上面的条件根据一定的计算规则(一定的计算规则,就是cachekey的构建算法,就是cacheKey的唯一签名),创建一个对应的CacheKey对象。
CacheKey的构建被放置到了Executor接口的实现类BaseExecutor中,定义如下:
/**
* 所属类: org.apache.ibatis.executor.BaseExecutor
* 功能 : 根据传入信息构建CacheKey
*/
public CacheKey createCacheKey(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, BoundSql boundSql) {
if (closed) throw new ExecutorException("Executor was closed.");
// 下面的 1 2 3 4 就是上面的cachekey唯一签名,设置好cacheKey的唯一签名
CacheKey cacheKey = new CacheKey();
//1.statementId,参数MappedStatement对象中提供
cacheKey.update(ms.getId());
//2. rowBounds.offset 和 rowBounds.limit,参数RowBounds对象中提供
cacheKey.update(rowBounds.getOffset());
cacheKey.update(rowBounds.getLimit());
//3. SQL语句,参数BoundSql对象提供
cacheKey.update(boundSql.getSql());
//4. 参数:将每一个要传递给JDBC的参数值也更新到CacheKey中,参数parameterObject对象提供
List<ParameterMapping> parameterMappings = boundSql.getParameterMappings();
TypeHandlerRegistry typeHandlerRegistry = ms.getConfiguration().getTypeHandlerRegistry();
for (int i = 0; i < parameterMappings.size(); i++) { // mimic DefaultParameterHandler logic
ParameterMapping parameterMapping = parameterMappings.get(i);
if (parameterMapping.getMode() != ParameterMode.OUT) {
Object value;
String propertyName = parameterMapping.getProperty();
if (boundSql.hasAdditionalParameter(propertyName)) {
value = boundSql.getAdditionalParameter(propertyName);
} else if (parameterObject == null) {
value = null;
} else if (typeHandlerRegistry.hasTypeHandler(parameterObject.getClass())) {
value = parameterObject;
} else {
MetaObject metaObject = configuration.newMetaObject(parameterObject);
value = metaObject.getValue(propertyName);
}
//将每一个要传递给JDBC的参数值也更新到CacheKey中
cacheKey.update(value);
}
}
// 设置cacheKey的唯一签名后,完成,返回
return cacheKey;
}
cachekey的构建:createCacheKey()方法确定cachekey的唯一签名,cacheKey四个参数分别由createCacheKey()的四个参数提供,MappedStatement提供statementId,parameterObject提供sql参数, RowBounds提供分页过滤条件, BoundSql提供动态sql.
3.5.4 CacheKey的hashcode生成算法(update()方法)
Cache接口的实现,本质上是使用的HashMap<k,v>来存储的,而构建CacheKey的目的就是为了作为HashMap<k,v>中的key(CacheKey就是HashMap中的key)。而HashMap是通过key的hashcode 来组织和存储的,那么,构建CacheKey的过程实际上就是构造其hashCode的过程。下面的代码就是CacheKey的核心hashcode生成算法,感兴趣的话可以看一下:
public void update(Object object) {
if (object != null && object.getClass().isArray()) {
int length = Array.getLength(object);
for (int i = 0; i < length; i++) {
Object element = Array.get(object, i);
doUpdate(element);
}
} else {
doUpdate(object);
}
}
private void doUpdate(Object object) {
//1. 得到对象的hashcode;
int baseHashCode = object == null ? 1 : object.hashCode();
//2.对象计数递增,对象的hashcode 扩大count倍
count++;
checksum += baseHashCode;
baseHashCode *= count;
//3. 拓展因子(默认37)* hashCode + 拓展扩大后的对象hashCode值,得到新的hashcode值
hashcode = multiplier * hashcode + baseHashCode;
updateList.add(object);
}
Mybatis一级缓存底层设计
1、CacheKey的两个作用:
(1) 缓存命中,根据cachekey从HashMap中取出;
(2) 缓存未命中,更加cachekey从数据库中取出,并写入缓存,保证下次命中。
2、cachekey的确定四要素:statementId + rowBounds + 传递给JDBC的SQL + 传递给JDBC的参数值
3、cachekey的构建,createCacheKey()方法确定cachekey的唯一签名,cacheKey四个参数分别由createCacheKey()的四个参数提供,MappedStatement提供statementId,parameterObject提供sql参数, RowBounds提供分页过滤条件, BoundSql提供动态sql.
4、CacheKey的hashcode生成算法
//1. 得到对象的hashcode;
int baseHashCode = object == null ? 1 : object.hashCode();
//2.对象计数递增,对象的hashcode 扩大count倍
count++;
checksum += baseHashCode;
baseHashCode *= count;
//3. 拓展因子(默认37)* hashCode + 拓展扩大后的对象hashCode值,得到新的hashcode值
hashcode = multiplier * hashcode + baseHashCode;
3.6 一级缓存存在的问题
3.6.1 一直使用某一个SqlSession对象查询数据,会不会导致HashMap太大,而导致OOM错误
MyBatis对会话(Session)级别的一级缓存设计的比较简单,就简单地使用了HashMap来维护,并没有对HashMap的容量和大小进行限制。
读者有可能就觉得不妥了:如果我一直使用某一个SqlSession对象查询数据,这样会不会导致HashMap太大,而导致 java.lang.OutOfMemoryError错误啊? 读者这么考虑也不无道理,不过MyBatis的确是这样设计的。
MyBatis这样设计也有它自己的理由:
a. 会话结束释放 session.close()方法:一般而言SqlSession的生存时间很短。一般情况下使用一个SqlSession对象执行的操作不会太多,执行完就会消亡;
b. 更新操作释放 session.update()/insert()/delete()方法:对于某一个SqlSession对象而言,只要执行update操作(update、insert、delete),都会将这个SqlSession对象中对应的一级缓存清空掉,所以一般情况下不会出现缓存过大,影响JVM内存空间的问题;
c. 可以手动释放 session.clearCache()方法:可以手动地释放掉SqlSession对象中的缓存。
3.6.2 一级缓存是hashmap,没有缓存过期,没有缓存更新
一级缓存是一个粗粒度的缓存,没有更新缓存和缓存过期的概念。MyBatis的一级缓存就是使用了简单的HashMap,MyBatis只负责将查询数据库的结果存储到缓存中去, 不会去判断缓存存放的时间是否过长、是否过期,因此也就没有对缓存的结果进行更新这一说了。
根据一级缓存的特性,在使用的过程中,我认为应该注意:
1、对于数据变化频率很大,并且需要高时效准确性的数据要求,我们使用SqlSession查询的时候,要控制好SqlSession的生存时间,SqlSession的生存时间越长,它其中缓存的数据有可能就越旧,从而造成和真实数据库的误差;同时对于这种情况,用户也可以手动地适时清空SqlSession中的缓存;
2、对于只执行、并且频繁执行大范围的select操作的SqlSession对象,SqlSession对象的生存时间不应过长。
举例:
例1、看下面这个例子,下面的例子使用了同一个SqlSession指令了两次完全一样的查询,将两次查询所耗的时间打印出来,结果如下:
package com.louis.mybatis.test;
import java.io.InputStream;
import java.util.Date;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;
import org.apache.ibatis.executor.BaseExecutor;
import org.apache.ibatis.io.Resources;
import org.apache.ibatis.session.SqlSession;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactory;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactoryBuilder;
import org.apache.log4j.Logger;
import com.louis.mybatis.model.Employee;
/**
* SqlSession 简单查询演示类
* @author louluan
*/
public class SelectDemo1 {
private static final Logger loger = Logger.getLogger(SelectDemo1.class);
public static void main(String[] args) throws Exception {
InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream("mybatisConfig.xml");
SqlSessionFactoryBuilder builder = new SqlSessionFactoryBuilder();
SqlSessionFactory factory = builder.build(inputStream);
SqlSession sqlSession = factory.openSession();
//3.使用SqlSession查询
Map<String,Object> params = new HashMap<String,Object>();
params.put("min_salary",10000);
//a.查询工资低于10000的员工
Date first = new Date();
//第一次查询
List<Employee> result = sqlSession.selectList("com.louis.mybatis.dao.EmployeesMapper.selectByMinSalary",params);
loger.info("first quest costs:"+ (new Date().getTime()-first.getTime()) +" ms");
Date second = new Date();
result = sqlSession.selectList("com.louis.mybatis.dao.EmployeesMapper.selectByMinSalary",params);
loger.info("second quest costs:"+ (new Date().getTime()-second.getTime()) +" ms");
}
}
运行结果:
由上面的结果你可以看到,第一次查询耗时464ms,而第二次查询耗时不足1ms,这是因为第一次查询后,MyBatis会将查询结果存储到SqlSession对象的缓存中,当后来有完全相同的查询时,直接从缓存中将结果取出。
例2、对上面的例子做一下修改:在第二次调用查询前,对参数 HashMap类型的params多增加一些无关的值进去,然后再执行,看查询结果:
从结果上看,虽然第二次查询时传递的params参数不一致,但还是从一级缓存中取出了第一次查询的缓存。
所以,MyBatis认为的完全相同的查询,不是指使用sqlSession查询时传递给算起来Session的所有参数值完完全全相同,你只要保证statementId,rowBounds,最后生成的SQL语句,以及这个SQL语句所需要的参数完全一致就可以了。
不是所有参数完全相同,只要所有动态生成的sql所需要的参数相同即可。
四、Mybatis二级缓存
MyBatis的二级缓存是Application级别的缓存,它可以提高对数据库查询的效率,以提高应用的性能。本文将全面分析MyBatis的二级缓存的设计原理。
4.1 MyBatis的缓存机制整体设计以及二级缓存的工作模式
如上图所示,当打开一个会话时,一个SqlSession对象会使用一个Executor对象来完成会话操作,MyBatis的二级缓存机制的关键就是对这个Executor对象做文章。如果用户配置了"cacheEnabled=true",那么MyBatis在为SqlSession对象创建Executor对象时,会对Executor对象加上一个装饰者:CachingExecutor,这时SqlSession使用CachingExecutor对象来完成操作请求。
CachingExecutor对于查询请求,会先判断该查询请求在Application级别的二级缓存中是否有缓存结果,如果有查询结果,则直接返回缓存结果;如果缓存中没有,再交给真正的Executor对象来完成查询操作,之后CachingExecutor会将真正Executor返回的查询结果放置到缓存中,然后再返回给用户。
CachingExecutor是Executor的装饰者,以增强Executor的功能,使其具有缓存查询的功能,这里用到了设计模式中的装饰者模式,CachingExecutor和Executor的接口的关系如下类图所示:
4.2 二级缓存Mapper级别的操作
MyBatis并不是简单地对整个Application就只有一个Cache缓存对象,它将缓存划分的更细,是Mapper级别的,即每一个Mapper都可以拥有一个Cache对象,具体两种:
a.为每一个Mapper分配一个Cache缓存对象(使用<cache>
节点配置);
b.多个Mapper共用一个Cache缓存对象(使用<cache-ref>
节点配置);
如果你想让多个Mapper公用一个Cache的话,你可以使用<cache-ref namespace="">
节点,来指定你的这个Mapper使用到了哪一个Mapper的Cache缓存。
二级缓存Mapper级别的操作(两种:一个Mapper一个cache缓存对象 + 多个Mapper公用一个cache缓存对象)
一级缓存 | 二级缓存 | |
---|---|---|
粒度 | 粗粒度,所有请求都可以用,cachekey是statementId + rowBounds + 传递给JDBC的SQL + 传递给JDBC的参数值 | 细粒度,每个mapper只能用自己的二级缓存 |
生命周期 | 短生命周期,三种释放:会话结束释放、更新操作释放、手动释放 | 长生命周期,整个application/configuration结束释放 |
读操作 | 命中则取出,未命中则从数据库中取出并更新缓存 | 命中则取出,未命中则从数据库或一级缓存中取出并更新缓存 |
写操作 | 直接释放(对数据库写操作后,这个缓存里面的数据就没用了) | 直接释放(对数据库写操作后,这个缓存里面的数据就没用了) |
应用 | 1、对于数据变化频率很大,并且需要高时效准确性的数据要求,我们使用SqlSession查询的时候,要控制好SqlSession的生存时间,SqlSession的生存时间越长,它其中缓存的数据有可能就越旧,从而造成和真实数据库的误差;同时对于这种情况,用户也可以手动地适时清空SqlSession中的缓存;2、对于只执行、并且频繁执行大范围的select操作的SqlSession对象,SqlSession对象的生存时间不应过长。 | 略 |
附:redis读操作:命中则取出,未命中则从数据库中取出并更新缓存;
redis写操作:写直达法和写回法(下一次读请求再写redis)
4.3 二级缓存的使用条件
MyBatis对二级缓存的支持粒度很细,它会指定XxxMapper.xml中某一条查询语句是否使用二级缓存。
虽然在Mapper中配置了<cache>
,并且为此Mapper分配了Cache对象,这并不表示我们使用Mapper中定义的查询语句查到的结果都会放置到Cache对象之中,我们必须指定Mapper中的某条选择语句是否支持缓存,即如下所示,在<select>
节点中配置useCache=“true”,Mapper才会对此Select的查询支持缓存特性,否则,不会对此Select查询,不会经过Cache缓存。如下所示,Select语句配置了useCache=“true”,则表明这条Select语句的查询会使用二级缓存。
<select id="selectByMinSalary" resultMap="BaseResultMap" parameterType="java.util.Map" useCache="true">
总之,要想使某条Select查询支持二级缓存,你需要保证三点:
-
MyBatis支持二级缓存的总开关:全局配置变量参数 cacheEnabled=true
-
Mapper.xml级别:该select语句所在的Mapper,配置了
<cache>
或<cached-ref>
节点,并且有效 -
Mapper.xml中的SQL级别:该select语句的参数 useCache=true
4.4 一级缓存和二级缓存的使用顺序
请注意,如果你的MyBatis使用了二级缓存,并且你的Mapper和select语句也配置使用了二级缓存,那么在执行select查询的时候,MyBatis会先从二级缓存中取输入,其次才是一级缓存,即MyBatis查询数据的顺序是:二级缓存 ———> 一级缓存——> 数据库。
4.5 二级缓存三种实现方式
MyBatis对二级缓存的设计非常灵活,
第一,它自己内部实现了一系列的Cache缓存实现类,并提供了各种缓存刷新策略如LRU,FIFO等等;
第二,MyBatis还允许用户自定义Cache接口实现,用户是需要实现org.apache.ibatis.cache.Cache接口,然后将Cache实现类配置在<cache type="">
节点的type属性上即可;
第三,MyBatis还支持跟第三方内存缓存库如Memecached的集成。
总之,使用MyBatis的二级缓存有三个选择:
(1)MyBatis自身提供的缓存实现;
(2)用户自定义的Cache接口实现;
(3)跟第三方内存缓存库的集成。
4.6 MyBatis自
以上是关于两级缓存,像子弹一样飞…的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章