mybatis中的缓存（一级缓存、二级缓存）

duration～2024-07-28 9:38

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前言

MyBatis 是一个优秀的持久层框架，它不仅简化了数据库交互的开发过程，还提供了强大的缓存机制以提升性能。本文将详细介绍 MyBatis 的缓存机制，包括一级缓存、二级缓存的工作原理、配置和注意事项。

一、MyBatis 缓存概述

为了减轻数据库的访问压力，mybatis提供了缓存功能，如果命中缓存将直接返回缓存中的结果实例，不再需要查询数据库。

MyBatis 提供了两级缓存机制：

  1. 一级缓存（Local Cache） ：也称为本地缓存，是 SqlSession 级别的缓存。
  2. 二级缓存（Global Cache） ：也称为全局缓存，是 SqlSessionFactory 映射级别的缓存。

二、一级缓存

一级缓存是 SqlSession 级别的缓存，在同一个 SqlSession 期间，相同的查询结果会被缓存并复用，减少数据库访问次数。它的作用范围是 SqlSession，默认是开启的。

1_初识一级缓存

为了方便读者验证一级缓存的存在，先将mybatis最基础的环境搭建完成。（基础环境没有与sprig整合）

所需的pom.xml依赖：

xml 复制代码 
<dependency>
    <groupId>org.projectlombok</groupId>
    <artifactId>lombok</artifactId>
    <version>1.18.34</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.mybatis</groupId>
    <artifactId>mybatis</artifactId>
    <version>3.5.11</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    <version>8.0.28</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>junit</groupId>
    <artifactId>junit</artifactId>
    <version>4.13.2</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>

首先是maybatis的基础配置文件 ，配置文件中包含了对 MyBatis 系统的核心设置，包括获取数据库连接实例的数据源（DataSource） 以及决定事务作用域和控制方式的事务管理器（TransactionManager）。

这里是一个最简单的基础配置，resources\mybaties.xml文件：

xml 复制代码 
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE configuration
        PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Config 3.0//EN"
        "https://mybatis.org/dtd/mybatis-3-config.dtd">
<configuration>
    <!--    控制台打印-->
    <settings>
        <setting name="logImpl" value="org.apache.ibatis.logging.stdout.StdOutImpl"/>
    </settings>
    <environments default="development">
        <environment id="development">
            <!--    使用jdbc并配置数据源-->
            <transactionManager type="JDBC"/>
            <dataSource type="POOLED">
                <property name="driver" value="com.mysql.cj.jdbc.Driver"/>
                <property name="url" value="jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/bilibili"/>
                <property name="username" value="root"/>
                <property name="password" value="123456"/>
            </dataSource>
        </environment>
    </environments>
    <mappers>
        <mapper resource="mappers/tempMapper.xml"/>
    </mappers>
</configuration>

sql映射文件 resources/mappers/mapper.xml:

xml 复制代码 
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE mapper
        PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN"
        "https://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<mapper namespace="com.shen.spring.dao.TempDao">
    <select id="getById" parameterType="int" resultType="com.shen.spring.entity.TempEntity">
        select * from temp where id = #{id}
    </select>
</mapper>

测试使用的表及其数据所需sql：

sql 复制代码 
drop table if exists temp;
create table temp
(
    id int auto_increment primary key ,
    value1 varchar(100) null ,
    value2 varchar(100) null 
);
insert into  temp(value1, value2) VALUES ('111111','aaaaaa');
insert into  temp(value1, value2) VALUES ('222222','bbbbbb');
insert into  temp(value1, value2) VALUES ('333333','cccccc');
insert into  temp(value1, value2) VALUES ('444444','dddddd');

对应的实体对象：

java 复制代码 
import lombok.Data;
import lombok.ToString;

/**
 * @author shenyang
 * @version 1.0
 * @info SpringBoot17
 * @since 2024/7/22 下午3:41
 */
@Data
@ToString
public class TempEntity {
    private Integer id;
    private String value1;
    private String value2;
}

对应的查询接口：

java 复制代码 
import com.shen.spring.entity.TempEntity;

/**
 * @author shenyang
 * @version 1.0
 * @info SpringBoot17
 * @since 2024/7/22 下午3:42
 */
public interface TempDao {

    TempEntity getById(int id);
}

最后编写测试用例证明一级缓存的存在：

java 复制代码 
package com.shen.spring;

import com.shen.spring.entity.TempEntity;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
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.junit.Test;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

/**
 * @author shenyang
 * @version 1.0
 * @info SpringBoot17
 * @since 2024/7/22 下午3:58
 */
@Slf4j
public class TempDaoTest {
    
    @Test
    public void test() throws IOException {
    	//读取xml文件
        InputStream inputStream =
                Resources.getResourceAsStream("mybaties.xml");
        //通过SqlSessionFactoryBuilder创建sqlSessionFactory 
        SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
        //拿到执行sql语句的一个会话
        SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
        // 第一次查询，会从数据库获取数据
        TempEntity tempEntity1 = sqlSession
                .selectOne("com.shen.spring.dao.TempDao.getById", 1);
        log.info("{}",tempEntity1);
        // 第二次查询，会从缓存获取数据
        TempEntity tempEntity2 = sqlSession
                .selectOne("com.shen.spring.dao.TempDao.getById", 1);
        log.info("{}",tempEntity2);
        System.out.println(tempEntity1 == tempEntity2);
    }
}

输出结果：

根据控制台输出结果可以发现第一次查询有sql语句日志输出，代表查询了数据库。第二次没有sql语句输出，没有查询数据库，而是走的缓存。并且这两次查询都是返回同一个对象（控制台结果打印true）。这正验证了mybatis一级缓存的存在。

另外，如果不了解SqlSession 这个mybatis提供的 java API 可以去官网上查看：Mybatis-Java API。

最后，给一个上述测试代码的时序图作为结尾吧：

  • 当 SqlSession 执行查询操作时，首先会在缓存中查找是否有相同的查询结果。
  • 如果缓存中存在相同的结果，直接返回。
  • 如果缓存中不存在，执行数据库查询，并将结果存入缓存中。

2_一级缓存命中原则

所谓的命中原则就是指:Mybatis是怎样判断某两次查询是完全相同的查询？

为什么这么说呢？因为如果两次查询时完全相同的查询，且上一次查询时是有缓存的，mybatis就不会查询数据库而是直接返回上一次查询的结果。

1_StatementId相同

先看第一个条件两次查询的StatementId必须相同 ,否则无法命中缓存，即使两个查询语句、参数等完全一样。这个StatementId其实就是我们定义的dao层class内的方法名:

现在我们进行测试（我的dao层和mapper.xml文件已经修改完成了，这里就不附上完整步骤了）

修改测试代码：

java 复制代码 
 @Test
 public void test() throws IOException {
     InputStream inputStream =
             Resources.getResourceAsStream("mybaties.xml");
     SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
     SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
     TempEntity tempEntity1 = sqlSession
             .selectOne("com.shen.spring.dao.TempDao.getById1", 1);
     log.info("{}",tempEntity1);
     TempEntity tempEntity2 = sqlSession
             .selectOne("com.shen.spring.dao.TempDao.getById2", 1);
     log.info("{}",tempEntity2);
     System.out.println(tempEntity1 == tempEntity2);
     sqlSession.close();//关闭sqlSession  关闭sql会话
 }

输出结果：

2_查询参数相同

要求两次查询的查询参数相同（这里不做过多测试 ）。

但是这里还有一个问题这里的参数不是指SqlSession 调用selectXXX()方法中的参数，而是指最终执行sql语句中的参数。

也就是说：要求传递给SQL的查询参数必须相同，否则无法命中缓存。

比如如下例子：

xml 复制代码 
<select id="getById3" parameterType="java.util.Map" resultType="com.shen.spring.entity.TempEntity">
    select * from temp where id = #{id}
</select>

测试方法：

java 复制代码 
 @Test
    public void test() throws IOException {
        InputStream inputStream =
                Resources.getResourceAsStream("mybaties.xml");
        SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
        SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();

        Map<String,Object> params1 = new HashMap<>();
        params1.put("id",1);
        params1.put("test",2);

        TempEntity tempEntity1 = sqlSession
                .selectOne("com.shen.spring.dao.TempDao.getById3", params1);
        Map<String,Object> params2 = new HashMap<>();
        params2.put("id",1);
        params2.put("test",2);

        log.info("{}",tempEntity1);
        TempEntity tempEntity2 = sqlSession
                .selectOne("com.shen.spring.dao.TempDao.getById3", params2);
        log.info("{}",tempEntity2);
        System.out.println(tempEntity1 == tempEntity2);
    }

虽然这里的两次调用传递的Map对象不是同一个，但是因为传递给sql中的参数是相同的，所以可以查询到缓存（所以只有一次sql查询的日志输出）：

3_分页参数相同

分页参数必须相同，否则无法命中缓存。缓存的粒度是整个分页查询结果，而不是结果中的每个对象。

注意：这里的分页我们用的比较少，这里的分页实际上是把数据库中的所有数据都查出来做个物理分页。而不是在数据库层面上用sql脚本进行分页。如下图，这里的 RowBounds就是用来分页的。

这里的分页查询方法，即使两次查询传递的不是同一个RowBounds的实例，只要它们的传递参数相同就会命中缓存。反之参数不同就不会命中缓存。

xml 复制代码 
<select id="list"  resultType="com.shen.spring.entity.TempEntity">
    select * from temp where 1=1
</select>

测试方法：

java 复制代码 
//dao下添加
List<TempEntity> list();
//测试方法
@Test
public void test2() throws IOException {
    InputStream inputStream =
            Resources.getResourceAsStream("mybaties.xml");
    SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
    SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
    RowBounds rowBounds1 = new RowBounds(0,1);
    List<TempEntity> tempEntity1 = sqlSession  //注意这里的参数列表要对上，第三个参数的位置才是RowBounds 
            .selectList("com.shen.spring.dao.TempDao.list", null,rowBounds1);
    log.info("{}",tempEntity1);
    RowBounds rowBounds2 = new RowBounds(0,2);//两次参数不同
    List<TempEntity> tempEntity2 = sqlSession 
            .selectList("com.shen.spring.dao.TempDao.list",null, rowBounds2);
    log.info("{}",tempEntity2);
    System.out.println(tempEntity1 == tempEntity2);
}

结果如下：

执行的sql也刚好验证了是查询了整个数据，然后进行物理分页。

4_sql 语句

要求传递给JDBC的SQL语句必须完全相同。

看如下案例：

mapper.xml文件,注意这两个查询的查询结果完全一样，因为1=1必然是真，不过Mybatis是不考虑这个的：

xml 复制代码 
<select id="getById4" parameterType="java.util.Map" resultType="com.shen.spring.entity.TempEntity">
    <if test="type == 1">
        select * from temp where id = #{id}
    </if>
    <if test="type == 2">
        select * from temp where 1=1 and id = #{id}
    </if>
</select>

dao层接口中的方法

java 复制代码 
TempEntity getById4(Map map);

测试代码：

java 复制代码 
@Test
public void test4() throws IOException {
    InputStream inputStream =
            Resources.getResourceAsStream("mybaties.xml");
    SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
    SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
    Map<String,Object> params1 = new HashMap<>();
    params1.put("id",1);
    params1.put("type",1);
    TempEntity tempEntity1 = sqlSession
            .selectOne("com.shen.spring.dao.TempDao.getById4", params1);
    Map<String,Object> params2 = new HashMap<>();
    params2.put("id",1);
    params2.put("type",2);//根据动态sql会执行不同的sql语句
    log.info("{}",tempEntity1);
    TempEntity tempEntity2 = sqlSession
            .selectOne("com.shen.spring.dao.TempDao.getById4", params2);
    log.info("{}",tempEntity2);
    System.out.println(tempEntity1 == tempEntity2);
}

运行结果：

5_环境

要求执行环境必须相同；

其实我们在mapper.xml中 可以配置多个环境：

并且，在使用 SqlSessionFactoryBuilder().build(??) 方法构建 SqlSessionFactory 对象时其实还可以指定所使用环境。

java 复制代码 
public SqlSessionFactory build(InputStream inputStream, String environment) {
    return this.build((InputStream)inputStream, environment, (Properties)null);
}

不过这里我们无法进行测试，因为环境的切换，必然会导致创建不同的SqlSession对象。不过二级缓存中可以执行这个测试。

3_一级缓存的生命周期

学习到现在是不是一值有个疑惑？ Mybatis一级缓存是什么时候产生的？又是什么时候销毁的？我们向下继续进行了解。

1_缓存的产生

我们的第一印象是：

执行<select/>类型的statement的时候会产生缓存。

但是真的是这样么？我们进行如下测试--使用update方法调用<select\>标签:

java 复制代码 
@Test
public void testSelectAsUpdate() throws IOException {
    InputStream inputStream =
            Resources.getResourceAsStream("mybaties.xml");
    SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
    SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
    sqlSession
            .update("com.shen.spring.dao.TempDao.getById", 1);
    sqlSession
            .update("com.shen.spring.dao.TempDao.getById", 1);
}

执行结果：

根据执行的结果可以知道，产生缓存的实际上是SqlSession的select方法：

2_缓存的销毁

缓存创建了之后又是如何被销毁的呢？先说结论：

  • 当前的 SqlSession 关闭。
  • 执行 INSERT、UPDATE 或 DELETE 操作（与表无关）。
  • 调用了 SqlSession 的 clearCache() 方法主动清除缓存。
  • 调用了 SqlSession 的 Commit()、Rollback。

接下来进行验证：

SqlSession 关闭缓存会被销毁

由于SqlSession会话关闭之后再次使用SqlSession会报错，想要进行验证需要特殊的方法。

通过debug的方式查看，这个LocalCache（一个HashMap）就是我们一级缓存存储的地方：

了解了类图结构之后，我们就可以通过反射的方式拿到一级缓存。

测试代码：

java 复制代码 
@Test
public void test5() throws IOException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
    InputStream inputStream =
            Resources.getResourceAsStream("mybaties.xml");
    SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
    SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
    // 第一次查询，会从数据库获取数据
    TempEntity tempEntity1 = sqlSession
            .selectOne("com.shen.spring.dao.TempDao.getById", 1);
    log.info("{}",tempEntity1);
    //从sqlSession的实现类DefaultSqlsession的成员变量中拿到cachingExecutor
    Field executorField = sqlSession.getClass().getDeclaredField("executor");
    executorField.setAccessible(true);
    CachingExecutor cachingExecutor =
            (CachingExecutor) executorField.get(sqlSession);//从实例中获取
    //从CachingExecutor的成员变量中拿到SimpleExecutor
    Field declaredField =
            cachingExecutor.getClass().getDeclaredField("delegate");
    declaredField.setAccessible(true);
    SimpleExecutor simpleExecutor =
            (SimpleExecutor) declaredField.get(cachingExecutor);
    //从SimpleExecutor中的父类中的成员变量中拿到PerpetualCache字段
    Field localCacheField =
            simpleExecutor.getClass().getSuperclass().getDeclaredField("localCache");
    localCacheField.setAccessible(true);
    PerpetualCache perpetualCache = (PerpetualCache) localCacheField.get(simpleExecutor);
    //最后从perpetualCache中拿到存储缓存的Map
    Field cacheField = perpetualCache.getClass().getDeclaredField("cache");
    cacheField.setAccessible(true);
    Map<Object,Object> map= (Map<Object, Object>) cacheField.get(perpetualCache);
    //遍历结果
    Set<Map.Entry<Object, Object>> entries = map.entrySet();
    int size1 = entries.size();
    System.out.println(size1);
    if (size1>0){
        for (Map.Entry<Object, Object> entry : entries) {
            log.info("Map中数据结果为：{} = {}",entry.getKey(),entry.getValue());
        }
    }
    sqlSession.close();
    //会话关闭后再次遍历
    int size2 = entries.size();
    System.out.println(size2);
    if (size2>0){
        for (Map.Entry<Object, Object> entry : entries) {
            log.info("Map中数据结果为：{} = {}",entry.getKey(),entry.getValue());
        }
    }
}

运行结果，sqlSession关闭后缓存使用的map中没有元素了，恰好证明了第一个结论：

这里其他的情况并不像第一条这样比较特殊：第二第三条感兴趣的可以自行进行验证，参考我们之前的代码，这里我就不一一验证了。

对第二条的 "与表无关" 进行一个解释，这里的与表无关指的是即使我们执行 INSERT、UPDATE 或 DELETE 操作与<Select/>的不是同一张表也会清除缓存。

xml 复制代码 
<select id="getById" parameterType="int" resultType="com.shen.spring.entity.TempEntity">
    select * from temp where id = #{id}
</select>
<select id="getById2" parameterType="int" resultType="com.shen.spring.entity.TempEntity">
    select * from test where id = #{id}
</select>
java 复制代码 
@Test
public void test9() throws IOException {
    //读取xml文件
    InputStream inputStream =
            Resources.getResourceAsStream("mybaties.xml");
    //通过SqlSessionFactoryBuilder创建sqlSessionFactory
    SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
    //拿到执行sql语句的一个会话
    SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
    // 第一次查询，会从数据库获取数据
    TempEntity tempEntity1 = sqlSession
            .selectOne("com.shen.spring.dao.TempDao.getById", 1);
    log.info("{}",tempEntity1);
    //执行更新操作，并且与Session1操作的不是同一个表 这里是test表
    sqlSession
            .update("com.shen.spring.dao.TempDao.getById2", 1);
    // 第二次查询，会从缓存获取数据
    TempEntity tempEntity2 = sqlSession
            .selectOne("com.shen.spring.dao.TempDao.getById", 1);
    log.info("{}",tempEntity2);
    System.out.println(tempEntity1 == tempEntity2);
}

运行结果：

至于第三条，在执行 SqlSession.clearCache()之后，缓存会被清空，第二次查询会查数据库。

3_网传的一些谣言

有些人总说Mybatis一级缓存会存在脏读问题，这是不正确的，仔细想想设计的人如果发现有这么大的问题会不会让一级缓存一直默认开启，肯定是不能接受的。

相反，我认为它反而解决了脏读的问题。我们看如下例子：

根据如上图不难猜到网上的错误理解 ：由于Session2已经将张三的年龄由18岁修改为20岁，而Session1第二次查询由于查询的是缓存所以得到的张三年龄是18岁，产生了脏读（这里的脏读不是指的数据库中的那种查到了未提交的数据，而是网上的错误理解即：mybatis查询不到最新的数据，也就是查询到了以前的脏数据）。

首先强调，由于关闭Session、执行Commit、执行RollBack都会清空Mybatis一级缓存，所以实际上：Mybatis一级缓存的生命周期是在数据库事务的生命周期之内的。

我们先回顾一下数据库事务中的脏读问题，如下图：

数据库中的脏读（读未提交）概念如下：事务1读取了事务2修改但是尚未提交的数据，如果事务2发生回滚则事务1读取的数据就变成了错误数据，也称为脏数据。

我们看看两次的对比：

所以这里我们可以发现，反而mybatis解决了数据库事务的脏读问题，即使数据库事务发生脏读，mybatis也不会发生脏读问题。

而且我们到现在也可以很容易看出来（根据第一张图，查不到Session2更新并提交的数据），一级缓存甚至解决了不可重复读和幻读的问题。

总结：

问题 read uncommitted read committed repeatable read serializable MyBatis 一级缓存
丢失更新 避免 避免 避免 避免 ✘
脏读 避免 避免 避免 避免 避免
不可重复读 避免 避免 避免 避免
幻读 避免 避免 避免

4_一级缓存核心源码

接下来笔者将带领大家了解Mybatis的核心源码，加深对Mybatis一级缓存的理解。

还记得我们之前画的那张类图吗？SqlSession调用 SelectOne方法其实调用的是它的默认实现也就是 DefaultSqlSession中的方法（并且可以看到selectOne其实调用的是selectList方法）：

java 复制代码 
public <T> T selectOne(String statement, Object parameter) {
	//调用了selectList方法
    List<T> list = this.selectList(statement, parameter);
    if (list.size() == 1) {
        return list.get(0);
    } else if (list.size() > 1) {
        throw new TooManyResultsException("Expected one result (or null) to be returned by selectOne(), but found: " + list.size());
    } else {
        return null;
    }
}

在 selectList调用链的最深处可以看到这个方法：

java 复制代码 
private <E> List<E> selectList(String statement, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler handler) {
    List var6;
    try {
    	//将我们定义的mapper.xml中的内容转换成对象 即 com.shen.spring.dao.TempDao.getById
        MappedStatement ms = this.configuration.getMappedStatement(statement);
        var6 = this.executor.query(ms, this.wrapCollection(parameter), rowBounds, handler);
    } catch (Exception var10) {
        Exception e = var10;
        throw ExceptionFactory.wrapException("Error querying database.  Cause: " + e, e);
    } finally {
        ErrorContext.instance().reset();
    }
    return var6;
}

this.executor.query这段关键代码所在的位置在Executor的实现类CachingExecutor中：

java 复制代码 
public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler) throws SQLException {
    BoundSql boundSql = ms.getBoundSql(parameterObject);
    //这段代码是Mybatis缓存生成key依赖的参数，也就是我们一级缓存的命中原则
    CacheKey key = this.createCacheKey(ms, parameterObject, rowBounds, boundSql);
    return this.query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
}

这里的 CacheKey 创建策略源码在BaseExecutor.class中：

java 复制代码 
public CacheKey createCacheKey(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, BoundSql boundSq
    if (this.closed) {
        throw new ExecutorException("Executor was closed.");
    } else {
        CacheKey cacheKey = new CacheKey();
        //update是对传递的对像的hashcode进行混合运算
        //StatementId
        cacheKey.update(ms.getId());
        //分页参数
        cacheKey.update(rowBounds.getOffset());
        cacheKey.update(rowBounds.getLimit());
        //sql语句
        cacheKey.update(boundSql.getSql());
        //拿到方法的参数，对方法参数进行循环
        List<ParameterMapping> parameterMappings = boundSql.getParameterMappings();
        TypeHandlerRegistry typeHandlerRegistry = ms.getConfiguration().getTypeHandlerRegistry();
        Iterator var8 = parameterMappings.iterator();
        while(var8.hasNext()) {
            ParameterMapping parameterMapping = (ParameterMapping)var8.next();
            if (parameterMapping.getMode() != ParameterMode.OUT) {
                String propertyName = parameterMapping.getProperty();
                Object value;
                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 = this.configuration.newMetaObject(parameterObject);
                    value = metaObject.getValue(propertyName);
                }
                //方法参数
                cacheKey.update(value);
            }
        }

除了 CacheKey 我们可以看到下面还有一个查询的方法this.query:

java 复制代码 
public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql) throws SQLException {
	//这个Cache 是Mybatis二级缓存的内容 我们没有开启肯定是个null
    Cache cache = ms.getCache();
    if (cache != null) {
        ````
    }
    //还是会走到此处 delegate是个装饰模式 Executor类型，  实现类是SimpleExecutor（SimpleExecutor extends BaseExecutor）
    return this.delegate.query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
}

虽然 this.delegate.query中 delegate的实现类是SimpleExecutor 但是，SimpleExecutor 中并没有query方法。

SimpleExecutor extends BaseExecutor ，所以此方法在BaseExecutor 中。

java 复制代码 
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(
    if (this.closed) {
        throw new ExecutorException("Executor was closed.");
    } else {
        if (this.queryStack == 0 && ms.isFlushCacheRequired()) {
            this.clearLocalCache();
        }
        List list;
        try {
            ++this.queryStack;
            //此处为关键代码，会查询一级缓存
            list = resultHandler == null ? (List)this.localCache.getObject(key) : null;
            if (list != null) {
                this.handleLocallyCachedOutputParameters(ms, key, parameter, boundSql);
            } else {
            	//如果一级缓存不命中走此处，查询数据库
                list = this.queryFromDatabase(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, key, 
            }
        } finally {
            --this.queryStack;
        }
        if (this.queryStack == 0) {
           ····略
        }
        return list;
    }
}

this.localCache是个 PerpetualCache类的实例，内部是使用HashMap维护缓存结构的，他的内部结构与getObject方法的代码如下：

java 复制代码 
ublic class PerpetualCache implements Cache {
    private final String id;
    //用来维护缓存的HashMap
    private final Map<Object, Object> cache = new HashMap();

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

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

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

    public void putObject(Object key, Object value) {
        this.cache.put(key, value);
    }
	//getObject方法
    public Object getObject(Object key) {
        return this.cache.get(key);
    }
}

根据核心源码解读对类图的补充，蓝色部分是主要的接口，其余的类都是它们的实现类：

缓存销毁中close方法的源码，在BaseExecutor.class中：

java 复制代码 
public void close(boolean forceRollback) {
    try {
        try {
            this.rollback(forceRollback);
        } finally {
            if (this.transaction != null) {
                this.transaction.close();
            }
        }
    } catch (SQLException var11) {
        SQLException e = var11;
        log.warn("Unexpected exception on closing transaction.  Cause: " + e);
    } finally {
        this.transaction = null;
        this.deferredLoads = null;
        //清空缓存
        this.localCache = null;
        this.localOutputParameterCache = null;
        this.closed = true;
    }
}

commit提交方法的源码也在 BaseExecutor.class中：

java 复制代码 
public void commit(boolean required) throws SQLException {
    if (this.closed) {
        throw new ExecutorException("Cannot commit, transaction is already closed");
    } else {
    	//清除缓存的代码
        this.clearLocalCache();
        this.flushStatements();
        if (required) {
            this.transaction.commit();
        }
    }
}

可以看到commit方法调用了this.clearLocalCache()方法清除缓存：

java 复制代码 
public void clearLocalCache() {
	//当前会话未被关闭
    if (!this.closed) {
    	//调用map的clear方法
        this.localCache.clear();
        this.localOutputParameterCache.clear();
    }
}

update更新操作也会调用clearLocalCache()方法清空缓存，而 Insert、delect方法内部会调用update方法执行任务。

5_总结

一级缓存 也叫本地缓存，它默认会启用，并且不能关闭。一级缓存存在于SqlSession的生命周期中，即它是SqlSession级别的缓存。在同一个 SqlSession 中查询时，MyBatis 会把执行的方法和参数通过算法生成缓存的键值，将键值和查询结果存入一个Map对象中。如果同一个SqlSession 中执行的方法和参数完全一致，那么通过算法会生成相同的键值，当Map 缓存对象中己经存在该键值时，则会返回缓存中的对象。

其设计理念即在一个Session内：

  • 不过期
  • 不更新
  • 不限制
  • 一般情况下Session生存时间很短
  • 执行Update会销毁缓存，而不是更新缓存
  • 支持主动销毁缓存

不限制是指如果一直缓存是没有上限的，可能撑爆jvm内存。

与Spring集成的时候SqlSession的相关操作权不在我们的手中，所以有一些注意事项，可以自己尝试：

如果与Spring集成的时候如果没有开启事务，在一个方法内，每次请求，Spring都会关闭旧的session再创建新的session，此时一级缓存无效。

开启事务，在一个事务内，Spring通过ThreadLocal始终使用同一个Session，所以此时一级缓存在事务内有效。

三、二级缓存

存在弊端，实际使用的人比较少。

二级缓存存在于SqlSessionFactory 的生命周期中，即它是SqlSessionFactory级别的缓存。在多个 SqlSession 之间共享缓存数据。

1_开启二级缓存

需要在MyBatis 的全局配置settings 中有一个参数cacheEnabled，这个参数是二级缓存的全局开关，默认值

是true ，初始状态为启用状态。Mybatis.xml:

xml 复制代码 
<settings>
    <setting name="cacheEnabled" value="true"/>
</settings>

MyBatis 的二级缓存是和命名空间绑定的，即二级缓存需要配置在Mapper.xml 映射文件中。在保证二级缓存的全局配置开启的情况下，给Mapper.xml 开启二级缓存只需要在Mapper. xml 中添加如下代码：

xml 复制代码 
<cache />

配置缓存刷新间隔、大小、读写策略等（可选）：

xml 复制代码 
<cache eviction="FIFO" flushInterval="60000" size="512" readOnly="true"/>
  • eviction：缓存回收策略，默认值为 LRU（Least Recently Used）。
  • flushInterval：缓存刷新间隔时间（毫秒）。
  • size：缓存大小。
  • readOnly：是否只读。

返回值对象需要实现Serializable接口，如：TempEntity implements Serializable。

如果成功，可以在控制台看到二级缓存的打印日志：

2_二级缓存命中原则

先说结论：与一级缓存的命中原则一模一样。一级缓存中的5条放在这里也是适用的。

可自行测试。测试的时候不要忘了使用同一个SqlSessionFactory创建不同的SqlSession进行测试，并且进行第5条环境测试的时候别忘了这里的流不能读两次。

3_二级缓存的产生

  1. 满足一级缓存产生的条件。
  2. Close Session 或者 Commit Session。(不包括别的如：rollback)
  3. <select/>标签中没有设置 userCache = "false。

自行验证哦。

4_缓存失效情况

二级缓存会在以下几种情况下被销毁：

  • 执行 INSERT、UPDATE 或 DELETE 操作。刷新缓存的参数flushCache没有设置成false(默认为true)
  • 配置了缓存刷新间隔时间，时间到了缓存会自动失效。

rollback 不会销毁缓存。

eviction清除策略配置参数：

  • LRU：最近最少使用，移除最长时间不被使用的对象。 ---> LinlHashMap。
  • FIFO：先进先出，按对象进入缓存的顺序来移除它们。-----> LinkedList。
  • SOFT：软引用，基于GC和软引用规则移除对象。------>SoftReference。
  • Weak：弱引用，基于GC和弱引用规则移除对象。------>WeakReference。

这些清除策略mybatis内都有对应的源码实现，XXXXCache。

size引用数目配置参数： 缓存引用的最大数目，默认1024.

还有个需要注意的点，MyBatis 的二级缓存是和命名空间（mapper）绑定的。如果存在两个不同的mapper.xml管理dao层操作。执行更新 的是mapper1，不会将mapper2管理的缓存清空。

比如下方示例，TestMapper操作test表，TempMapper操作temp表，一个mapper下的sqlSession的更新不会导致整个SqlSessionFactory的失效：

java 复制代码 
@Test
public void test8() throws IOException {
    //读取xml文件
    InputStream inputStream =
            Resources.getResourceAsStream("mybaties.xml");
    //通过SqlSessionFactoryBuilder创建sqlSessionFactory
    SqlSessionFactory sqlSessionFactory =
            new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
    //拿到执行sql语句的第一个会话
    SqlSession sqlSession1 = sqlSessionFactory.openSession();
    // 第一次查询，会从数据库获取数据 操作temp表
    TempEntity tempEntity1 = sqlSession1
            .selectOne("com.shen.spring.dao.TempDao.getById", 1);
    log.info("{}",tempEntity1);
    //关闭会话，并保存二级缓存
    sqlSession1.commit();
    //执行更新操作
    sqlSession1
            .update("com.shen.spring.dao.TestDao.getById", 1);
    sqlSession1.commit();
    //拿到第二个会话
    SqlSession sqlSession2 = sqlSessionFactory.openSession();
    // 第二次查询，会从缓存获取数据
    TempEntity tempEntity2 = sqlSession2
            .selectOne("com.shen.spring.dao.TempDao.getById", 1);
    log.info("{}",tempEntity2);
    System.out.println(tempEntity1 == tempEntity2);//虽然命中缓存会但是会输出false，由于序列化的关系
}

返回结果，虽然命中缓存会但是会输出false，由于序列化的关系。输出两次sql日志：

如果两个mapper操作同一个表也是一样的，一个mapper更新也不会让另一个mapper销毁缓存。

无论是单线程、多线程、多实例的情况下都会产生脏读。（一级缓存没有脏读问题）

不能跨SqlSessionFactory的原因 缓存不能跨SqlSessionFactory：

java 复制代码 
public class DefaultSqlSessionFactory implements SqlSessionFactory {
    private final Configuration configuration;
}
public class Configuration {
    ····
    protected final Map<String, MappedStatement> mappedStatements;
    protected final Map<String, Cache> caches;
    ····

    public Configuration(Environment environment) {
        this();
        this.environment = environment;
    }

    public Configuration() {
        ···
        this.caches = new StrictMap("Caches collection");
}

而且多个SqlSessionFactory会存在脏读，可以使用自定义缓存+redis解决。

5_二级缓存核心源码

我们之前查看一级缓存时，发现过一段二级缓存的代码: Cache cache = ms.getCache();

java 复制代码 
public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql) throws SQLException {
	//这个Cache 是Mybatis二级缓存的内容 我们没有开启肯定是个null
    Cache cache = ms.getCache();
    if (cache != null) {
        this.flushCacheIfRequired(ms);//缓存刷新属性如果设置了，进行的一些动作
        if (ms.isUseCache() && resultHandler == null) {//看看标签中是否禁用了缓存 resultHandler默认就是null
            this.ensureNoOutParams(ms, boundSql);//如果开启二级缓存要求我们没有输出参数，不然方法里面会报错。
            List<E> list = (List)this.tcm.getObject(cache, key);//查询二级缓存
            if (list == null) {
            	//跟最下面的一样是一级缓存的过程
                list = this.delegate.query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
                this.tcm.putObject(cache, key, list);//查询出来结果放入二级缓存中
            }
            return list;
        }
    }
    //还是会走到此处 delegate是个装饰模式 Executor类型，  实现类是SimpleExecutor（SimpleExecutor extends BaseExecutor）
    return this.delegate.query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
}

从中可以看到，是先走二级缓存，查询不到才走一级缓存的逻辑。并且 tcm 是存储二级缓存的对象 TransactionalCacheManager 类型，结构如下：

java 复制代码 
public class TransactionalCacheManager {
    private final Map<Cache, TransactionalCache> transactionalCaches = new HashMap();
    ····
    public void putObject(Cache cache, CacheKey key, Object value) {
    	//放入缓存的方法
    	this.getTransactionalCache(cache).putObject(key, value);
	}
	//最终调用此方法
	private TransactionalCache getTransactionalCache(Cache cache) {
		//如果没有则新建一个
        return (TransactionalCache)MapUtil.computeIfAbsent(this.transactionalCaches, cache, TransactionalCache::new);
    }
}

TransactionalCacheManager 对象中维护了一个 HashMap 。key是一个java的Cache接口，其实就是我们维护的一个个开启了二级缓存的Mapper文件所对应的缓存对象，value是个TransactionalCache 就是针对一级缓存所使用的那些Cache的实现类的进一步包装(还是装饰模式)。

TransactionalCache 的功能就是，将我们查询到的结果不是直接放到缓存对象中，而是放入entriesToAddOnCommit 中。

java 复制代码 
public class TransactionalCache implements Cache {
    private static final Log log = LogFactory.getLog(TransactionalCache.class);
    private final Cache delegate;
    private boolean clearOnCommit;//执行commit时清空缓存
    private final Map<Object, Object> entriesToAddOnCommit;//当我们执行commit时即将放入二级缓存中的对象
    private final Set<Object> entriesMissedInCache;//当前session未命中的缓存
	
	//更新操作会调用此方法
	public void clear() {
		//commit时会用到这个参数 
    	this.clearOnCommit = true;
    	//仅仅清空本次执行的二级缓存，让其无效
    	this.entriesToAddOnCommit.clear();
	}

	//提交后会调用到此方法
	public void commit() {
		//如果clear方法被调用，clearOnCommit会变成true，执行清空二级缓存操作
        if (this.clearOnCommit) {
        	//执行清空二级缓存的操作
            this.delegate.clear();
        }
		//调用此方法
        this.flushPendingEntries();
        this.reset();
    }
    
    private void flushPendingEntries() {
        Iterator var1 = this.entriesToAddOnCommit.entrySet().iterator();
		//对map结构进行循环，根据key和value，让其放入了我们二级缓存最终保存的对象中
        while(var1.hasNext()) {
            Map.Entry<Object, Object> entry = (Map.Entry)var1.next();
            this.delegate.putObject(entry.getKey(), entry.getValue());
        }

        var1 = this.entriesMissedInCache.iterator();

        while(var1.hasNext()) {
            Object entry = var1.next();
            if (!this.entriesToAddOnCommit.containsKey(entry)) {
                this.delegate.putObject(entry, (Object)null);
            }
        }

    }
}

上述类中的commit方法，再SqlSession被close时也会被调用。

二级缓存的类图，右侧是三个接口，与一级缓存的类图一样

五、缓存机制的注意事项

  1. 一致性问题：缓存会导致数据一致性问题，尤其是在高并发环境下，需要谨慎使用。
  2. 数据更新：当数据发生变化时，需要及时更新缓存，以免返回过期数据。
  3. 缓存策略：根据具体业务需求配置合理的缓存策略，如缓存回收策略、刷新间隔等。
  4. 序列化：二级缓存中的对象需要实现序列化接口，以确保缓存对象能够正确存储和读取。

六_总结

一级缓存也叫本地缓存，它默认会启用，并且不能关闭。一级缓存存在于SqlSession的生命周期中，即它是SqlSession级别的缓存。在同一个 SqlSession 中查询时，MyBatis 会把执行的方法和参数通过算法生成缓存的键值，将键值和查询结果存入一个Map对象中。如果同一个SqlSession 中执行的方法和参数完全一致，那么通过算法会生成相同的键值，当Map 缓存对象中己经存在该键值时，则会返回缓存中的对象。

二级缓存存在于SqlSessionFactory 的生命周期中，即它是SqlSessionFactory级别的缓存也是 Mapper 映射级别的缓存，需要配置并适用于多个 SqlSession 共享缓存数据。在使用缓存时需要注意数据的一致性问题，根据实际需求选择合适的缓存策略和配置。

可以使用redis和mybatis整合让二级缓存到redis中而不是jvm中。

通过合理使用 MyBatis 缓存机制，可以显著提高系统的性能，降低数据库的负载，是优化 MyBatis 应用性能的重要手段之一。

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