MyBatis系统学习篇 - MyBatis的缓存

MyBatis的缓存实现原理主要基于三级缓存机制，包括一级缓存（本地缓存）、二级缓存（全局缓存）和三级缓存（跨会话缓存）。这个缓存在我们实际开发中可以避免我们查询重复的数据，在一定程度上可以帮助我们减少对数据库同一数据的重复查询，也可以在一定程度上使用MyBatis缓存可以帮助我们更好的查询数据和进行数据交互，减少对数据库的数据查询次数吧。

一级缓存

MyBatis一级缓存也可以称作本地缓存，他是SqlSession级别的缓存，默认开启，可以减少我们对数据库的重复查询，当执行查询的时候，查询结果会被存储在SqlSession中的本地存储中，在同一个Session中，如果执行相同的查询，MyBatis会从本地缓存中查找结果，如果找到则直接返回，否则再去数据库中查询并存储到本地缓存中。

一级缓存的实现

xml 复制代码

// 在MyBatis配置文件中开启一级缓存
<configuration>
  <settings>
    <setting name="localCacheScope" value="SESSION"/>
  </settings>
</configuration>

java 复制代码

public static void main(String[] args) {
    try (SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession()) {
      EmpMapper empMapper = sqlSession.getMapper(EmpMapper.class);

      // 测试一级缓存
      Emp emp1 = empMapper.getEmpById(1); // 第一次查询，会从数据库中获取数据
      Emp emp2 = empMapper.getEmpById(1); // 第二次查询，会从一级缓存中获取数据
      System.out.println(emp1 == emp2); // 输出：true，说明从一级缓存中获取到了同一个对象
    }
  }

一级缓存失效的几种情况：

不同的SqlSession ：一级缓存是基于SqlSession的，当使用不同的SqlSession对象执行相同的查询时，一级缓存会失效。因为每个SqlSession都有自己的本地缓存，无法共享缓存数据。
手动清空缓存 ：通过调用SqlSession的clearCache()方法可以手动清空一级缓存。这样会导致之前缓存的数据被清除，下一次查询会重新从数据库中获取数据。
更新操作：当执行了插入、更新或删除操作时，可能会影响到缓存中的数据。MyBatis会自动将更新操作同步到缓存中，但是会清空相关的缓存数据，以保证缓存的数据与数据库的数据一致。
缓存大小限制：一级缓存的大小是有限的，默认情况下，一级缓存的大小为1024个对象。当缓存中的对象数量达到上限时，新的查询结果会导致最早的查询结果被淘汰出缓存，从而失效。
手动提交事务 ：如果在执行查询之前手动提交了事务（调用了commit()方法），则会导致一级缓存失效。因为事务提交后，会关闭当前的SqlSession，同时清空一级缓存。

二级缓存

MyBatis二级缓存也可以被称作全局缓存，一般上是默认关闭的，并且配置方式也与一级缓存有区别，需要我们在具体的mapper映射文件中手动配置开启。

二级缓存开启的条件：

因为二级缓存是SqlSessionFactory级别，通过同一个SqlSessionFactory创建的SqlSession查询的结果被缓存，伺候再次执行相同的查询语句就可以直接从缓存中获取。

在核心配置文件中，设置全局配置属性cacheEnable="true",默认true,一般不需要设置

在映射文件中配置<cache />

二级缓存必须在SqlSession关闭或者提交后有效

查询的数据所转换的实体类类型必须实现序列化的接口。

当我们开启二级缓存的时候，查询的结果会被存储在Mapper的全局缓存中，多个SqlSession可以共享同一个Mapper的二级缓存，在执行查询的时候，MyBatis会从我们的二级缓存中查询结果，如果找到则直接返回，如果没有找到，那么就会去数据库中查询，并存储到二级缓存中。

xml 复制代码

// 在Mapper接口对应的映射文件中开启二级缓存
<cache/>

java 复制代码

  public static void main(String[] args) {
    try (SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession()) {
      EmpMapper empMapper = sqlSession.getMapper(EmpMapper.class);

      // 测试二级缓存
      SqlSession sqlSession2 = sqlSessionFactory.openSession();
      EmpMapper empMapper2 = sqlSession2.getMapper(EmpMapper.class);
      Emp emp3 = empMapper2.getEmpById(1); // 第一次查询，会从数据库中获取数据
      sqlSession2.close(); // 关闭SqlSession
      SqlSession sqlSession3 = sqlSessionFactory.openSession();
      EmpMapper empMapper3 = sqlSession3.getMapper(EmpMapper.class);
      Emp emp4 = empMapper3.getEmpById(1); // 第二次查询，会从二级缓存中获取数据
      sqlSession3.close();
      System.out.println(emp3 == emp4); // 输出：true，说明从二级缓存中获取到了同一个对象

    }
  }

cache标签的配置属性值

eviction：指定缓存的回收策略，用于决定在缓存达到上限时如何清理缓存。常用的回收策略包括：
- LRU（Least Recently Used）：最近最少使用，根据最近的访问时间来淘汰数据。
- FIFO（First In, First Out）：先进先出，根据数据最早进入缓存的时间来淘汰数据。
- SOFT：软引用，根据JVM的垃圾回收机制来决定是否清理缓存数据。
- WEAK：弱引用，类似于软引用，但更容易被垃圾回收器回收。
flushInterval：指定缓存刷新间隔，表示缓存刷新的时间间隔，单位为毫秒。设置了该属性后，缓存会定期刷新，以保证缓存数据的有效性。
readOnly：指定缓存是否为只读，如果设置为true，表示缓存数据不会被修改，可以提高缓存的性能。
size：指定缓存的大小限制，表示缓存中可以存储的对象数量上限。当缓存中的对象数量达到该上限时，会根据回收策略进行数据清理。
type：指定缓存的实现类型，可以是MyBatis提供的内置缓存实现，也可以是自定义的缓存实现。常用的内置缓存实现包括：
- PERPETUAL：永久缓存，数据永久保存在缓存中。
- FIFO：先进先出缓存。
- LRU：最近最少使用缓存。
- SOFT：软引用缓存。
- WEAK：弱引用缓存。

示例配置：

xml 复制代码

<cache
  eviction="LRU"
  flushInterval="60000"
  readOnly="false"
  size="1024"
  type="PERPETUAL"/>

MyBatis缓存查询顺序：

先查询二级缓存，因为二级缓存中可能会有其他程序已经查出来的数据，可以拿出来使用，如果二级缓存没有命中，那就在查一级缓存，如果一级缓存也没有命中，那就查询数据库。SqlSession关闭后，以及缓存中的数据会写入到二级缓存中。

二级缓存失效的几种原因：

数据更新：当执行了插入、更新或删除操作时，会导致与这些操作相关的缓存数据失效。MyBatis会自动将更新操作同步到缓存中，但也会清空相关的缓存数据，以保证缓存中的数据与数据库的数据一致。

并发操作：在并发环境下，如果多个线程同时对同一条数据进行更新操作，可能会导致缓存中的数据与数据库中的数据不一致。这时需要考虑缓存的并发控制策略，以避免脏数据的产生。

查询结果不满足缓存条件：MyBatis的二级缓存对查询结果有一定的条件限制，例如查询结果的类型必须是可序列化的、不能包含动态SQL等。如果查询结果不满足这些条件，可能会导致缓存失效。

缓存大小限制：二级缓存的大小是有限的，当缓存中的对象数量达到上限时，新的查询结果会导致最早的查询结果被淘汰出缓存，从而失效。

手动清空缓存：通过调用SqlSession的clearCache()方法可以手动清空二级缓存。这样会导致之前缓存的数据被清除，下一次查询会重新从数据库中获取数据。

事务提交：如果在执行查询之前手动提交了事务（调用了commit()方法），则会导致二级缓存失效。因为事务提交后，会关闭当前的SqlSession，同时清空二级缓存。

三级缓存

三级缓存是一种跨会话级别的缓存，他通过与外部缓存系统，例如Redis，Memcached等进行实现。通过外部缓存系统的集成，进而实现多个应用实例之间的缓存共享，从而提高缓存的利用率和拓展性。

关于三级缓存，无法依靠MyBatis单独实现，因为他本事不提供直接对外缓存系统的集成，故而无法实现一个完整的三级缓存示例，然而，可以通过MyBatis的扩展插件或者自定义实现来集成外部缓存系统，例如:Redis，Memcached等。

我们采用Redis自定义实现Mybatis的三级缓存。

首先，需要引入MyBatis的扩展插件，例如MyBatis Redis Cache，它是一个MyBatis的缓存插件，可以将缓存数据存储到Redis中。

然后，需要在MyBatis的配置文件中配置该插件，指定Redis作为缓存的实现：

xml 复制代码

<configuration>
  <settings>
    <setting name="cacheEnabled" value="true"/>
  </settings>
  <typeAliases>
    <!-- 定义需要缓存的实体类别名 -->
  </typeAliases>
  <environments default="development">
    <environment id="development">
      <transactionManager type="JDBC"/>
      <dataSource type="POOLED">
        <!-- 配置数据源信息 -->
      </dataSource>
    </environment>
  </environments>
  <mappers>
    <!-- 配置Mapper接口 -->
  </mappers>
  <plugins>
    <plugin interceptor="org.mybatis.caches.redis.RedisCache"/>
  </plugins>
</configuration>

<plugin>标签配置了MyBatis Redis Cache插件，将Redis作为缓存的实现。

接下来，可以在Java代码中进行测试，通过调用Mapper接口的方法来触发缓存的使用：

java 复制代码

public class MyBatisCacheTest {
  public static void main(String[] args) {
    try (SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession()) {
      EmpMapper empMapper = sqlSession.getMapper(EmpMapper.class);

      // 调用Mapper接口的方法进行查询
      Emp emp1 = empMapper.getEmpById(1); // 第一次查询，会从数据库中获取数据
      Emp emp2 = empMapper.getEmpById(1); // 第二次查询，会从Redis缓存中获取数据
      System.out.println(emp1 == emp2); // 输出：true，说明从Redis缓存中获取到了同一个对象
    }
  }
}

实际的三级缓存实现可能会更加复杂，涉及到缓存的清理、失效策略、缓存击穿和雪崩等问题，需要根据实际情况进行更加细致的配置和测试。