深度解析MyBatis缓存机制：从基础原理到实战配置

柒.梧.2025-12-28 10:35

在高并发业务场景中，数据库查询往往是系统性能的瓶颈。频繁的磁盘IO操作不仅会增加数据库压力，还会导致接口响应延迟。MyBatis作为主流的持久层框架，内置了强大的查询缓存机制，通过将高频查询数据缓存到内存中，减少与数据库的直接交互，从而显著提升查询效率。本文将从缓存的核心概念入手，全面拆解MyBatis一级缓存与二级缓存的实现原理、配置方法、失效场景，并梳理缓存查询的核心逻辑，助力开发者精准掌握缓存使用技巧。

一、缓存基础：读懂性能优化的核心逻辑

在深入MyBatis缓存之前，我们先理清缓存的基础概念------什么是缓存？为什么需要缓存？以及哪些数据适合缓存？这是理解后续框架缓存机制的前提。

1.1 缓存的本质：内存中的"数据中转站"

简单来说，缓存就是将数据存储在内存中的临时容器。对于系统中用户频繁查询的数据，我们可以提前将其加载到缓存（内存）中。当用户再次查询该数据时，无需从磁盘上的关系型数据库文件中读取，直接从缓存中获取即可。这种"内存读取替代磁盘读取"的方式，能极大缩短数据查询时间，有效解决高并发系统的性能瓶颈。

1.2 缓存的核心价值：降开销、提效率

使用缓存的核心目的的是减少与数据库的交互次数：每一次数据库查询都伴随着磁盘IO、网络传输等开销，高频次查询会让数据库不堪重负。而缓存将高频数据驻留内存，不仅能降低数据库的负载压力，还能减少系统整体开销，让接口响应速度大幅提升。

1.3 缓存的适用场景：选对数据是关键

并非所有数据都适合放入缓存，盲目使用缓存反而可能导致数据一致性问题。最适合缓存的数据需满足两个核心条件：频繁被查询 且不常发生变更。例如：系统中的字典数据、商品分类信息、用户基础配置等。反之，高频变更的数据（如订单实时状态、用户余额）则不适合缓存，否则容易出现"缓存数据与数据库数据不一致"的问题。

二、MyBatis缓存体系：一级缓存与二级缓存的分层设计

MyBatis内置了两级缓存机制，分别是一级缓存（本地缓存）和二级缓存（全局缓存），两者在作用范围、生命周期和使用方式上存在显著差异。默认情况下，MyBatis仅开启一级缓存，二级缓存需要手动配置启用。这种分层设计既能保证单次会话的查询效率，又能支持多会话共享数据，兼顾了性能与灵活性。

2.1 一级缓存：SqlSession级别的本地缓存

一级缓存又称本地缓存，其作用范围限定在同一个SqlSession内。也就是说，在与数据库的同一次会话期间，若多次执行相同的查询操作，MyBatis会将第一次查询的结果存入一级缓存。后续的查询请求会直接从缓存中获取数据，无需再次向数据库发送SQL语句。

实战测试：验证一级缓存有效性

我们通过一段测试代码直观感受一级缓存的效果，核心逻辑是在同一个SqlSession中两次查询相同ID的用户数据，观察是否仅执行一次SQL：

java 复制代码 
public class UserTest {
    private InputStream in = null;
    private SqlSession session = null;
    private UserDao mapper = null;

    @Test
    public void findById() throws IOException {
        // 1. 加载核心配置文件，构建SqlSessionFactory
        in = Resources.getResourceAsStream("SqlMapConfig.xml");
        SqlSessionFactory factory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(in);
        
        // 2. 创建SqlSession（同一会话）
        session = factory.openSession();
        mapper = session.getMapper(UserDao.class);

        // 3. 第一次查询ID=1的用户
        User user1 = mapper.findById(1);
        System.out.println(user1.toString());
        System.out.println("-----------------");
        
        // 4. 第二次查询相同ID的用户
        User user2 = mapper.findById(1);
        System.out.println(user2.toString());
        
        // 5. 验证两个对象是否为同一实例（缓存命中）
        System.out.println(user1 == user2); // 输出结果：true

        // 6. 释放资源
        session.close();
        in.close();
    }
}

测试结果分析：运行代码后，控制台仅打印一次SQL查询日志，且user1与user2的地址值相同（user1 == user2为true）。这说明第二次查询并未访问数据库，而是直接复用了一级缓存中的数据，验证了一级缓存的有效性。

一级缓存失效的4种核心场景

一级缓存的有效性依赖于"同一SqlSession"和"查询条件不变"等前提，以下4种情况会导致一级缓存失效，需要重点注意：

  1. SqlSession不同：一级缓存是SqlSession级别的，不同SqlSession之间的缓存相互隔离。若使用不同的SqlSession查询相同数据，会重新执行SQL并创建新的缓存。

  2. 查询条件不同：即使在同一个SqlSession中，若两次查询的条件不同（如第一次查ID=1，第二次查ID=2），MyBatis会认为是不同的查询请求，不会复用缓存，而是直接查询数据库。

  3. 两次查询间执行增删改操作：若在同一个SqlSession中，两次查询之间执行了INSERT、UPDATE、DELETE等写操作，MyBatis会自动清空一级缓存。这是因为写操作可能改变数据库数据，清空缓存能避免后续查询获取到过时的缓存数据，保证数据一致性。

  4. 手动清除一级缓存：通过调用SqlSession的clearCache()方法，可以手动清空当前SqlSession的一级缓存，后续查询会重新从数据库获取数据。

2.2 二级缓存：SqlSessionFactory级别的全局缓存

与一级缓存不同，二级缓存的作用范围是SqlSessionFactory级别。也就是说，通过同一个SqlSessionFactory创建的所有SqlSession，都可以共享二级缓存中的数据。当一个SqlSession关闭或提交后，其一级缓存中的数据会被写入二级缓存，供其他SqlSession复用。这种跨会话的缓存共享能力，能进一步提升系统的查询性能。

二级缓存启用：4个核心条件

二级缓存默认关闭，需要通过层层配置才能启用，核心条件有4个，缺一不可：

  1. 全局配置开启缓存：在MyBatis核心配置文件（SqlMapConfig.xml）中，通过settings标签设置cacheEnabled属性为true，开启全局二级缓存开关。

  2. 映射文件声明缓存：在对应的Mapper映射文件（如UserDao.xml）中，添加<cache/>标签，声明当前Mapper接口的方法支持二级缓存。

  3. 实体类实现序列化接口：二级缓存底层需要将数据序列化后存储（如写入磁盘或分布式缓存），因此查询结果对应的实体类必须实现Serializable接口。

  4. SqlSession关闭或提交后生效：一级缓存中的数据只有在SqlSession关闭（close()）或提交（commit()）后，才会被写入二级缓存，供其他SqlSession使用。

实战配置：一步步启用二级缓存

结合上述条件，我们通过具体配置和代码演示二级缓存的启用过程：

步骤1：全局配置开启二级缓存（SqlMapConfig.xml）
XML 复制代码 
<configuration>
    <!-- 全局参数配置：开启二级缓存 -->
    <settings>
        <setting name="cacheEnabled" value="true"/>
    </settings>
    
    <!-- 其他配置（数据源、映射器等）省略 -->
</configuration>
步骤2：Mapper映射文件声明缓存（UserDao.xml）
XML 复制代码 
<mapper namespace="com.dao.UserDao">
    <!-- 声明使用二级缓存 -->
    <cache/>
    
    <!-- 查询方法配置，如根据ID查询用户 -->
    <select id="findById" parameterType="int" resultType="com.pojo.User">
        select * from user where id = #{id}
    </select>
</mapper>
步骤3：实体类实现Serializable接口（User.java）

序列化的核心作用是将对象状态转换为字节流，便于缓存存储和传输；反序列化则是将字节流恢复为对象。实现Serializable接口是二级缓存的硬性要求：

java 复制代码 
public class User implements Serializable {
    private Integer id;
    private String username;
    private Date birthday;
    private String sex;
    private String address;
    
    // getter、setter方法省略
    // toString方法省略
}
步骤4：测试二级缓存（跨SqlSession共享数据）
java 复制代码 
@Test
public void testSecondLevelCache() throws IOException {
    // 1. 加载配置文件，创建SqlSessionFactory（核心：同一工厂）
    InputStream resourceAsStream = Resources.getResourceAsStream("SqlMapConfig.xml");
    SqlSessionFactory factory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(resourceAsStream);
    
    // 2. 创建两个不同的SqlSession
    SqlSession sqlSession1 = factory.openSession();
    SqlSession sqlSession2 = factory.openSession();

    // 3. 第一个SqlSession查询数据
    UserDao mapper1 = sqlSession1.getMapper(UserDao.class);
    User user1 = mapper1.findById(1);
    System.out.println(user1.toString());
    // 关闭SqlSession1：将一级缓存数据写入二级缓存，同时清空一级缓存
    sqlSession1.close();

    System.out.println("-----------------");
    
    // 4. 第二个SqlSession查询相同数据
    UserDao mapper2 = sqlSession2.getMapper(UserDao.class);
    User user2 = mapper2.findById(1);
    System.out.println(user2.toString());
    sqlSession2.close();

    // 验证：二级缓存存储的是数据，而非对象实例
    System.out.println(user1 == user2); // 输出结果：false

    resourceAsStream.close();
}
二级缓存核心结论与失效场景

测试结果分析：运行代码后，控制台仅打印一次SQL查询日志，说明第二个SqlSession的查询复用了二级缓存中的数据。但需要注意的是，user1 == user2的结果为false，这揭示了二级缓存的核心特性：二级缓存存储的是数据本身，而非对象实例。当第二个SqlSession查询时，会从二级缓存中读取数据并重新创建User对象，因此两个对象的地址值不同。

二级缓存失效场景：与一级缓存类似，两次查询之间执行任意增删改操作，会导致一级缓存和二级缓存同时被清空，后续查询需重新访问数据库。这是MyBatis保障数据一致性的重要设计。

二级缓存高级配置：定制缓存策略

默认的<cache/>标签使用MyBatis的默认缓存策略，我们也可以通过标签属性定制缓存的收回策略、刷新间隔、存储容量等。常用配置参数如下：

  • eviction（收回策略）：指定缓存数据的淘汰规则，默认值为LRU。

    • LRU（最近最少使用）：移除最长时间未被使用的缓存对象（默认）；

    • FIFO（先进先出）：按对象进入缓存的顺序依次淘汰；

    • SOFT（软引用）：基于JVM软引用规则淘汰对象，仅在内存不足时淘汰；

    • WEAK（弱引用）：基于JVM弱引用规则淘汰对象，只要发生垃圾回收就会淘汰。

  • flushInterval（刷新间隔）：缓存自动刷新的时间间隔，单位为毫秒。默认不设置，即仅在执行增删改操作时刷新缓存。

  • size（引用数目）：缓存可存储的对象最大数量，默认值为1024。需根据服务器内存大小合理设置，避免内存溢出。

  • readOnly（只读属性）：指定缓存是否为只读模式，默认值为false。

    • true（只读）：所有查询者获取的是缓存对象的同一实例，性能优异，但对象不可修改（修改会导致所有查询者获取到错误数据）；

    • false（读写）：通过序列化返回缓存对象的拷贝，性能略差，但安全性高（修改拷贝不会影响原缓存数据），默认推荐使用。

定制化配置示例：

XML 复制代码 
<!-- 配置FIFO收回策略、60秒刷新间隔、最大存储512个对象、只读模式 -->
<cache eviction="FIFO"
       flushInterval="60000"
       size="512"
       readOnly="true"/>

三、MyBatis缓存查询顺序：自上而下的优先级逻辑

当MyBatis执行查询操作时，会按照"二级缓存 → 一级缓存 → 数据库"的顺序查找数据，这种自上而下的优先级逻辑能最大程度复用缓存数据，减少数据库交互。具体流程如下：

  1. 查询请求发起后，首先访问二级缓存。由于二级缓存是全局共享的，若存在对应数据（缓存命中），则直接返回数据，无需后续操作；

  2. 若二级缓存未命中（无对应数据或缓存失效），则访问当前SqlSession的一级缓存；

  3. 若一级缓存命中，则返回数据；若一级缓存也未命中，则向数据库发送SQL查询；

  4. 数据库查询结果返回后，会先存入当前SqlSession的一级缓存，供本次会话后续查询复用；

  5. 当当前SqlSession关闭或提交时，一级缓存中的数据会被写入二级缓存，供其他SqlSession共享。

核心记忆点：二级缓存是"全局共享池"，一级缓存是"会话私有池"，查询时优先查全局池，再查私有池，最后查数据库。

四、总结：MyBatis缓存使用的核心要点

MyBatis的两级缓存机制是其性能优化的重要手段，掌握以下核心要点，能帮助你在实际开发中合理使用缓存：

  1. 一级缓存默认开启，无需配置，作用于SqlSession内部，适用于单次会话的高频查询；

  2. 二级缓存需手动配置（全局开关+映射声明+序列化），作用于SqlSessionFactory，适用于多会话共享高频数据的场景；

  3. 增删改操作会清空一、二级缓存，这是保障数据一致性的关键设计，无需手动处理；

  4. 二级缓存存储的是数据而非对象实例，多次查询会创建新的对象实例；

  5. 缓存并非"万能优化方案"，仅适用于"高频查询、低频变更"的数据，避免因缓存导致的数据一致性问题。

通过合理运用MyBatis的缓存机制，能有效降低数据库压力，提升系统响应速度。在实际开发中，还可以结合Redis等分布式缓存框架扩展二级缓存的能力（如分布式系统的缓存共享），进一步优化高并发场景下的性能。

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