• MyBatis 缓存机制（十三）

    什么是缓存

    缓存就是内存中的一个对象，用于对数据库查询结果的保存，用于减少与数据库的交互次数从而降低数据库的压力，进而提高响应速度。

    MyBatis 缓存机制原理

    Mybatis 缓存机制原理是将第一次从数据库 SQL 查询的结果数据保存到缓存（内存中），当下一次 SQL 查询和第一次相同，如果缓存中有数据则直接获取，而不用再从数据库获取，从而减少数据库访问频率，大大提升数据库性能。

    MyBatis 一级缓存

    一级缓存是 Sqlssion 级别的缓存。

    在操作数据库时需要构造 SqlSession 对象，在对象中有一个（内存区域）数据结构（HashMap）用于存储缓存数据。

    不同的 SqlSession 对象之间的缓存数据是互相不影响的。

    一级缓存的作用范围是同一个 SqlSession 对象，在同一个 SqlSession 对象中再次执行相同的 SQL 语句，第一次执行完毕会将数据库中查询的数据写到缓存，第二次会从缓存中获取数据，不必再从数据库中查询，从而提升查询效率。当 SqlSession 对象释放后，该 SqlSession 对象中的一级缓存也就不存在了。

    MyBatis 默认开启一级缓存，并且无法关闭

    一级缓存工作原理如下：

    一级缓存满足条件如下：

    • 同一个 SqlSession 对象
    • 相同的 SQL 语句和参数

    注：使用 SqlSession.clearCache( ) 方法可以强制清除一级缓存

    测试 MyBatis 一级缓存

    既然每个 SqlSession 都会有自己的一个缓存，那么我们用同一个 SqlSession 是不是就能感受到一级缓存的存在呢？调用多次 getMapper 方法，生成对应的SQL语句，判断每次SQL语句是从缓存中取还是对数据库进行操作，下面的例子来证明一下

    		@Test
    public void cacheTest() {
        List<UserEntity> userEntities = userMapper.selectUserByAge(20);
        System.out.println(userEntities);
      
        List<UserEntity> userEntities2 = userMapper.selectUserByAge(20);
        System.out.println(userEntities2);

        List<UserEntity> userEntities3 = userMapper.selectUserByAge(20);
        System.out.println(userEntities3);
    }

    执行测试，输出结果如下：

    2020-08-10 16:14:44,790 [main] [mapper.UserMapper.selectUserByAge]-[DEBUG] ==>  Preparing: select * from tb_user where age > ? 
2020-08-10 16:14:44,837 [main] [mapper.UserMapper.selectUserByAge]-[DEBUG] ==> Parameters: 20(Integer)
2020-08-10 16:14:44,884 [main] [mapper.UserMapper.selectUserByAge]-[DEBUG] <==      Total: 7
[UserEntity{id=1, userName='张三', password='123456', name='张三', age=22, sex=1, birthday=Sun Sep 02 00:00:00 IRKST 1990, created='2020-06-17 09:30:58.0', updated='2020-06-17 09:30:58.0', interests=null}
[UserEntity{id=1, userName='张三', password='123456', name='张三', age=22, sex=1, birthday=Sun Sep 02 00:00:00 IRKST 1990, created='2020-06-17 09:30:58.0', updated='2020-06-17 09:30:58.0', interests=null}

    可以看到，连续执行三次查询 SQL 语句，但只打印了一条 SQL 语句，其他两条 SQL 语句都是从缓存中查询的，所以它们生成了相同的 UsereEntity 对象。

    接着我在第一条和第二条 SQL语句 之间插入更新的 SQL 语句，代码如下：

        @Test
    public void cacheTest() {
        List<UserEntity> userEntities = userMapper.selectUserByAge(20);
        System.out.println(userEntities);

        int result = userMapper.updateUser(1,"张三");
        sqlSession.commit();

        List<UserEntity> userEntities2 = userMapper.selectUserByAge(20);
        System.out.println(userEntities2);
    }

    执行测试，结果如下：

    020-08-10 16:20:47,384 [main] [mapper.UserMapper.selectUserByAge]-[DEBUG] ==>  Preparing: select * from tb_user where age > ? 
2020-08-10 16:20:47,431 [main] [mapper.UserMapper.selectUserByAge]-[DEBUG] ==> Parameters: 20(Integer)
2020-08-10 16:20:47,478 [main] [mapper.UserMapper.selectUserByAge]-[DEBUG] <==      Total: 7
[UserEntity{id=1, userName='张三', password='123456', name='张三', age=22, sex=1, birthday=Sun Sep 02 00:00:00 IRKST 1990, created='2020-06-17 09:30:58.0', updated='2020-06-17 09:30:58.0', interests=null}
2020-08-10 16:20:47,478 [main] [mapper.UserMapper.updateUser]-[DEBUG] ==>  Preparing: update tb_user set name=? where id=? 
2020-08-10 16:20:47,478 [main] [mapper.UserMapper.updateUser]-[DEBUG] ==> Parameters: 张三(String), 1(Integer)
2020-08-10 16:20:47,478 [main] [mapper.UserMapper.updateUser]-[DEBUG] <==    Updates: 1
2020-08-10 16:20:47,493 [main] [mapper.UserMapper.selectUserByAge]-[DEBUG] ==>  Preparing: select * from tb_user where age > ? 
2020-08-10 16:20:47,493 [main] [mapper.UserMapper.selectUserByAge]-[DEBUG] ==> Parameters: 20(Integer)
2020-08-10 16:20:47,509 [main] [mapper.UserMapper.selectUserByAge]-[DEBUG] <==      Total: 7
[UserEntity{id=1, userName='张三', password='123456', name='张三', age=22, sex=1, birthday=Sun Sep 02 00:00:00 IRKST 1990, created='2020-06-17 09:30:58.0', updated='2020-06-17 09:30:58.0', interests=null},
[UserEntity{id=1, userName='张三', password='123456', name='张三', age=22, sex=1, birthday=Sun Sep 02 00:00:00 IRKST 1990, created='2020-06-17 09:30:58.0', updated='2020-06-17 09:30:58.0', interests=null},

    可以看到，在两次查询 SQL 语句中使用插入 SQL 语句，会对一级缓存进行刷新，会导致一级缓存失效。

    我们知道一级缓存就是 SqlSession 级别的缓存，而同一个 SqlSession 会有相同的一级缓存，那么使用不同的 SqlSession 是不是会对一级缓存产生影响呢？

    		@Test
    public void cacheTest() {
        List<UserEntity> userEntities = userMapper.selectUserByAge(20);
        System.out.println(userEntities);

        UserMapper userMapper2
                = sqlSessionFactory.openSession().getMapper(UserMapper.class);
        List<UserEntity> userEntities2 = userMapper2.selectUserByAge(20);
        System.out.println(userEntities2);

    执行测试，结果如下：

    2020-08-10 16:26:36,243 [main] [mapper.UserMapper.selectUserByAge]-[DEBUG] ==>  Preparing: select * from tb_user where age > ? 
2020-08-10 16:26:36,290 [main] [mapper.UserMapper.selectUserByAge]-[DEBUG] ==> Parameters: 20(Integer)
2020-08-10 16:26:36,322 [main] [mapper.UserMapper.selectUserByAge]-[DEBUG] <==      Total: 7
[UserEntity{id=1, userName='张三', password='123456', name='张三', age=22, sex=1, birthday=Sun Sep 02 00:00:00 IRKST 1990, created='2020-06-17 09:30:58.0', updated='2020-06-17 09:30:58.0', interests=null}
2020-08-10 16:26:36,337 [main] [mapper.UserMapper.selectUserByAge]-[DEBUG] ==>  Preparing: select * from tb_user where age > ? 
2020-08-10 16:26:36,337 [main] [mapper.UserMapper.selectUserByAge]-[DEBUG] ==> Parameters: 20(Integer)
2020-08-10 16:26:36,353 [main] [mapper.UserMapper.selectUserByAge]-[DEBUG] <==      Total: 7
[UserEntity{id=1, userName='张三', password='123456', name='张三', age=22, sex=1, birthday=Sun Sep 02 00:00:00 IRKST 1990, created='2020-06-17 09:30:58.0', updated='2020-06-17 09:30:58.0', interests=null}

    上面代码使用了不同的 SqlSession 对同一个 SQL 语句执行了相同的查询操作，却对数据库执行了两次相同的查询操作，生成了不同的 UserEnity 对象，由此可见，不同的 SqlSession 是肯定会对一级缓存产生影响的。

    //手动清除一级缓存方法
sqlSession.clearCache();

    在开启一级缓存时，当有两个 SqlSession 对象存在，一个用于查询数据，一个用于更新数据，如果查询和更新是同一张表的相同数据，这时可能会出现数据脏读，而解决办法是查询时手动清空缓存。

    MyBatis 二级缓存

    二级缓存是 Mapper 级别的缓存。

    多个 SqlSession 对象 SQL 语句查询数据库结果会存放二级缓存区域，而多个SqlSession对象可以共用二级缓存。

    二级缓存是多个 SqlSesion 对象共用的。

    其作用范围是 Mapper 的同一个 namespace ，不同的 SqlSession 对象再次执行相同 namepace 下的 SQL 语句，第一次执行会将数据库中查询结果数据存储到二级缓存中，第二次会从二级缓存中获取数据，而不再从数据库中获取，从而提高查询效率。

    MyBatis 二级缓存默认关闭，需要手动开启二级缓存。

    MyBatis 的二级缓存是 Mapper 范围级别，除了在 MyBatis 环境配置 mybatis-config.xml 设置二级缓存总开关，还要在具体的 mapper.xml 中加入 标签。

    步骤如下：

    1. mybatis-config.xml 设置二级缓存总开关

      <settings>
        <!-- 开启二级缓存 -->
        <setting name="cacheEnabled" value="true" />
</settings>

    2. 在具体的 mapper.xml 中加扩标签

      <mapper>
  <!--开启二级缓存（表示对哪个mapper 开启缓存）-->
	<cache />
</mapper>

      设置 cache 标签的属性

      cache 标签有多个属性

      • eviction: 缓存回收策略

        • LRU - 最近最少回收，移除最长时间不被使用的对象（默认）
        • FIFO - 先进先出，按照缓存进入的顺序来移除它们
        • SOFT - 软引用，移除基于垃圾回收器状态和软引用规则的对象
        • WEAK - 弱引用，更积极的移除基于垃圾收集器和弱引用规则的对象

      • flushinterval：缓存刷新间隔，缓存多长时间刷新一次，默认不清空，设置一个毫秒值

      • readOnly: 是否只读；true 只读，MyBatis 认为所有从缓存中获取数据的操作都是只读操作，不会修改数据。MyBatis 为了加快获取数据，直接就会将数据在缓存中的引用交给用户。不安全，速度快。读写(默认)：MyBatis 觉得数据可能会被修改

      • size : 缓存存放多少个元素

      • type: 指定自定义缓存的全类名(实现Cache 接口即可)

      • blocking： 若缓存中找不到对应的key，是否会一直blocking，直到有对应的数据进入缓存。

      注：开启二级缓存后，MyBatis要求返回的实体类对象必须是可序列化的

      开启二级缓存后，在不同 SqlSesion 下执行相同查询 SQL 语句，代码如下：

      		@Test
    public void cacheTest() {
        List<UserEntity> userEntities = userMapper.selectUserByAge(20);
        System.out.println(userEntities);
        sqlSession.commit(); //提交SQL语句到数据库返回查询结果

        UserMapper userMapper2
                = sqlSessionFactory.openSession().getMapper(UserMapper.class);
        List<UserEntity> userEntities2 = userMapper2.selectUserByAge(20);
        System.out.println(userEntities2);
    }

      执行测试，结果如下 ：

    2020-08-10 16:41:43,119 [main] [mapper.UserMapper]-[DEBUG] Cache Hit Ratio [mapper.UserMapper]: 0.0
2020-08-10 16:41:43,509 [main] [mapper.UserMapper.selectUserByAge]-[DEBUG] ==>  Preparing: select * from tb_user where age > ? 
2020-08-10 16:41:43,572 [main] [mapper.UserMapper.selectUserByAge]-[DEBUG] ==> Parameters: 20(Integer)
2020-08-10 16:41:43,603 [main] [mapper.UserMapper.selectUserByAge]-[DEBUG] <==      Total: 7
[UserEntity{id=1, userName='张三', password='123456', name='张三', age=22, sex=1, birthday=Sun Sep 02 00:00:00 IRKST 1990, created='2020-06-17 09:30:58.0', updated='2020-06-17 09:30:58.0', interests=null}, 
2020-08-10 16:41:43,634 [main] [mapper.UserMapper]-[DEBUG] Cache Hit Ratio [mapper.UserMapper]: 0.5
[UserEntity{id=1, userName='张三', password='123456', name='张三', age=22, sex=1, birthday=Sun Sep 02 00:00:00 IRKST 1990, created='2020-06-17 09:30:58.0', updated='2020-06-17 09:30:58.0', interests=null},

    通过结果可以得知，首次执行的SQL语句是从数据库中查询得到的结果，然后第一个 SqlSession 执行提交，第二个 SqlSession 执行相同的查询后是从二级缓存中查取的。

    值得注意的是，SqlSession 在未提交的时候，SQL 语句产生的查询结果还没有放入二级缓存中，这个时候 SqlSession2 在查询的时候是感受不到二级缓存的存在的。

    与一级缓存一样，更新操作很可能对二级缓存造成影响。

    多表操作对二级缓存也会产生影响，如下：

    GameMapper.java 文件添加一个接口方法，代码如下：

    @Update("update tb_game set name = #{name} where id = #{id}")
public int updateGameNameById(@Param("name") String name, @Param("id") int id);

    在测试 MyBatisTest.java中添加一个测试方法，代码 如下:

    		@Test
    public void cacheJoinTableTest() {
        GameEntity gameEntity = gameMapper.selectGameByName("英雄联盟");
        System.out.println(gameEntity);

        SqlSession sqlSession2 = sqlSessionFactory.openSession();
        GameMapper gameMapper2 = sqlSession2.getMapper(GameMapper.class);
        gameMapper2.updateGameNameById("王者荣耀",1);
        sqlSession2.commit();

        gameEntity = gameMapper.selectGameByName("英雄联盟");
        System.out.println(gameEntity);
    }

    执行测试，结果如下：

    2020-08-10 22:58:51,867 [main] [mapper.GameMapper]-[DEBUG] Cache Hit Ratio [mapper.GameMapper]: 0.0
2020-08-10 22:58:52,289 [main] [mapper.GameMapper.selectGameByName]-[DEBUG] ==>  Preparing: select * from tb_game where name =? 
2020-08-10 22:58:52,320 [main] [mapper.GameMapper.selectGameByName]-[DEBUG] ==> Parameters: 英雄联盟(String)
2020-08-10 22:58:52,367 [main] [mapper.GameMapper]-[DEBUG] Cache Hit Ratio [mapper.GameMapper]: 0.0
2020-08-10 22:58:52,367 [main] [mapper.GameMapper.selectAccountById]-[DEBUG] ====>  Preparing: select * from tb_account where id=? 
2020-08-10 22:58:52,367 [main] [mapper.GameMapper.selectAccountById]-[DEBUG] ====> Parameters: 1(Integer)
2020-08-10 22:58:52,367 [main] [mapper.GameMapper.selectAccountById]-[DEBUG] <====      Total: 1
2020-08-10 22:58:52,367 [main] [mapper.GameMapper.selectGameByName]-[DEBUG] <==      Total: 1
GameEntity{id=1, name='英雄联盟', type='MOBA', operator='腾讯游戏', accounts=[AccountEntity{id=1, userName='潇洒哥', password='12345'}]}
2020-08-10 22:58:52,382 [main] [mapper.GameMapper.updateGameNameById]-[DEBUG] ==>  Preparing: update tb_game set name = ? where id = ? 
2020-08-10 22:58:52,382 [main] [mapper.GameMapper.updateGameNameById]-[DEBUG] ==> Parameters: 王者荣耀(String), 1(Integer)
2020-08-10 22:58:52,398 [main] [mapper.GameMapper.updateGameNameById]-[DEBUG] <==    Updates: 1
2020-08-10 22:58:52,398 [main] [mapper.GameMapper]-[DEBUG] Cache Hit Ratio [mapper.GameMapper]: 0.0
GameEntity{id=1, name='英雄联盟', type='MOBA', operator='腾讯游戏', accounts=[AccountEntity{id=1, userName='潇洒哥', password='12345'}]}

    在对 tb_game 表执行了一次更新后，再次进行联查，发现数据库中查询出的还是游戏名仍是王者荣耀，也就是说，最后一次联查实际上查询的是第一次查询结果的缓存，而不是从数据库中查询得到的值，这样就读到了脏数据。

    如果是两个 mapper 命名空间的话，解决办法是可以使用 cache-ref 来把一个命名空间指向另外一个命名空间，从而消除上述的影响，再次执行，就可以查询到正确的数据。

    一级缓存和二级缓存的区别

    二级缓存是 Mapper 级别，一级缓存是 SqlSession 级别，多个 SqlSession 级别的一级缓存可以共享一个 Mapper 级别的二级缓存。

    当开启二级缓存后，数据的查询执行的流程是二级缓存 -> 一级缓存 -> 数据库

    MyBatis 缓存使用注意事项

    1. 缓存是以namespace为单位的，不同namespace下的操作互不影响。

    2. insert,update,delete操作会清空所在namespace下的全部缓存。

    3. 通常使用MyBatis Generator 生成的代码中，都是各个表独立的，每个表都有自己的namespace。

    4. 多表操作一定不要使用二级缓存，因为多表操作进行更新操作，一定会产生脏数据。

    如果你遵守二级缓存的注意事项，那么你就可以使用二级缓存。但是，如果不能使用多表操作，二级缓存不就可以用一级缓存来替换掉吗？而且二级缓存是表级缓存，开销大，没有一级缓存直接使用 HashMap 来存储的效率更高，所以二级缓存并不推荐使用。

    作者：Binge
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