4.5Java EEMyBatis缓存机制

一、一级缓存

MyBatis的一级缓存级别

MyBatis的一级缓存是SqlSession级别的缓存。如果同一个SqlSession对象多次执行完全相同的SQL语句时，在第一次执行完成后，MyBatis会将查询结果写入到一级缓存中，此后，如果程序没有执行插入、更新、删除操作，当第二次执行相同的查询语句时，MyBatis会直接读取一级缓存中的数据，而不用再去数据库查询，从而提高了数据库的查询效率。

举例说明MyBatis的一级缓存级别

例如，存在数据表tb_book，从表中多次查询id为1的图书信息，当程序第一次查询id为1的图书信息时，程序会将查询结果写入MyBatis一级缓存，当程序第二次查询id为1的图书信息时，MyBatis直接从一级缓存中读取，不再访问数据库进行查询。当程序对数据库执行了插入、更新、删除操作，MyBatis会清空一级缓存中的内容以防止程序误读。

案例的查询过程

通过一个案例来对MyBatis一级缓存的应用进行详细讲解，该案例要求根据图书id查询图书信息。案例具体步骤如下。

1、在mybatis数据库中创建名为tb_book的数据表，同时预先插入几条测试数据。

USE mybatis;

# 创建一个名称为tb_book的表，并插入数据，这里只展示一条

CREATE TABLE  tb_book( 

     id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,

     bookName VARCHAR(255),

     price double,

     author VARCHAR(40)   );

INSERT INTO tb_book(bookName,price,author) VALUES('Java基础入门',45.0,' 传智播客高教产品研发部');

INSERT INTO tb_book(bookName,price,author) VALUES('Java基础案例教程',48.0,' 程序员');

INSERT INTO tb_book(bookName,price,author) VALUES('JavaWeb程序设计任务教程',50.0,' 程序员');

创建持久化类Book，在Book类中定义图书id、图书名称、图书价格、图书作者属性，以及属性对应的getter/setter方法。

import java.io.Serializable;

public class Book implements Serializable {
    private Integer id;                    //主键
    private String bookName;              //图书名称
    private double price;                 //价格
    private String author;                //作者

    public Integer getId() {
        return id;
    }

    public void setId(Integer id) {
        this.id = id;
    }

    public String getBookName() {
        return bookName;
    }

    public void setBookName(String bookName) {
        this.bookName = bookName;
    }

    public double getPrice() {
        return price;
    }

    public void setPrice(double price) {
        this.price = price;
    }

    public String getAuthor() {
        return author;
    }

    public void setAuthor(String author) {
        this.author = author;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Book{" +
                "id=" + id + ", bookName='" + bookName +
                ", price=" + price + ", author='" + author + '}';
    }
}

创建图书映射文件BookMapper.xml，并在该文件中编写根据图书id查询图书信息的SQL语句。

<mapper namespace="com.mac.mapper.BookMapper">

    <!-- 根据id查询图书信息 -->

    <select id="findBookById" parameterType="Integer"

            resultType="com.mac.pojo.Book">

     SELECT * from tb_book where id=#{id} </select>

    <!-- 根据id更新图书信息 -->

    <update id="updateBook"

        parameterType="com.mac.pojo.Book">

         update tb_book set bookName=#{bookName},price=#{price} 

    where id=#{id} </update>

</mapper>

在核心配置文件mybatis-config.xml中的<mappers>标签下，引入BookMapper.xml映射文件。

<mapper resource="com/mac/mapper/BookMapper.xml" />

由于需要通过log4j日志组件查看一级缓存的工作状态，因此需要在pom.xml中引入log4j的相关依赖。

<dependency>

   <groupId>log4j</groupId>

      <artifactId>log4j</artifactId>

   <version>1.2.17</version>

</dependency>

6、创建log4j.properties文件，用于配置MyBatis和控制台的。

#全局日志配置
log4j.rootLogger=DEBUG, Console
#控制台输出配置
log4j.appender.Console=org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.Console.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.Console.layout.ConversionPattern=%d [%t] %-5p [%c] - %m%n
#日志输出级别
log4j.logger.java.sql.ResultSet=INFO
log4j.logger.org.apache=INFO
log4j.logger.java.sql.Connection=DEBUG
log4j.logger.java.sql.Statement=DEBUG
log4j.logger.java.sql.PreparedStatement=DEBUG

7、在测试类MyBatisTest中，编写测试方法findBookByIdTest1()。

public void findBookByIdTest1() {

    // 1.通过工具类生成SqlSession对象

    SqlSession session1 = MyBatisUtils.getSession();

    // 2.使用session1查询id为1的图书的信息

    Book book1 = session.selectOne("com.mac.mapper." 

                               + "BookMapper.findBookById", 1);

    System.out.println(book1.toString()); // 3.输出查询结果信息

    // 再次使用session1查询id为1的图书的信息，同2、3步

    // 4.关闭SqlSession

    session1.close(); 

}

MyBatis如何防止程序误读

当程序对数据库执行了插入、更新、删除操作后，MyBatis会清空一级缓存中的内容，以防止程序误读。MyBatis一级缓存被清空之后，再次使用SQL查询语句访问数据库时，MyBatis会重新访问数据库。例如上面的例子，首先查询id为1的图书信息，然后使用更新语句对数据库中的图书信息进行更改，更改之后，再次对id为1的图书信息进行查询时，MyBatis依然会从数据库中查询。

二、二级缓存

使用二级缓存的好处

由4.5.1节的内容可知，相同的Mapper类，相同的SQL语句，如果SqlSession不同，则两个SqlSession查询数据库时，会查询数据库两次，这样也会降低数据库的查询效率。为了解决这个问题，就需要用到MyBatis的二级缓存。MyBatis的二级缓存是Mapper级别的缓存，与一级缓存相比，二级缓存的范围更大，多个SqlSession可以共用二级缓存，并且二级缓存可以自定义缓存资源。

MyBatis二级缓存的执行过程

在MyBatis中，一个Mapper.xml文件通常称为一个Mapper，MyBatis以namespace区分Mapper，如果多个SqlSession对象使用同一个Mapper的相同查询语句去操作数据库，在第一个SqlSession对象执行完后，MyBatis会将查询结果写入二级缓存，此后，如果程序没有执行插入、更新、删除操作，当第二个SqlSession对象执行相同的查询语句时，MyBatis会直接读取二级缓存中的数据。

MyBatis二级缓存的执行过程图解

二级缓存与一级缓存的不同点

与MyBatis的一级缓存不同的是，MyBatis的二级缓存需要手动开启，开启二级缓存通常要完成以下两个步骤。

1、开启二级缓存的全局配置

与使用二级缓存前，需要在MyBatis的核心配置mybatis-config.xml文件中通过<settings>元素开启二级缓存的全局配置。

<settings>

<setting name="cacheEnabled" value="true" />

</settings>

2、开启当前Mapper的namespace下的二级缓存

开启当前Mapper的namespace下的二级缓存，可以通过MyBatis映射文件中的<cache>元素来完成。

<!-- 开启当前Mapper的namespace下的二级缓存-->

<cache>

</cache>

默认状态的二级缓存可实现的功能

（1）映射文件中所有select语句将会被缓存。

（2）映射文件中的所有insert、update和delete语句都会刷新缓存。

（3）缓存会使用LRU算法回收。

（4）没有刷新间隔，缓存不会以任何时间顺序来刷新。

（5）缓存会存储列表集合或对象的1024个引用。

（6）缓存是可读/可写的缓存，这意味着对象检索不是共享的，缓存可以安全的被调用者修改，而不干扰其他调用者或线程所做的潜在修改。

<cache>元素的属性如果需要调整级缓存的特性，可通过<cache>元素的属性来实现。

属性	说明
flushInterval	刷新间隔。该属性可以被设置为任意的正整数，而且它们代表一个合理的毫秒形式的时间段。默认情况下是不设置值。
size	引用数目。该属性可以被设置为任意正整数，默认值为1024。
readOnly	只读。该属性可以被设置为true或者false。当缓存设置为只读时，缓存对象不能被修改，但此时缓存性能较高。当缓存设置为可读写时，性能较低，但安全性高。
eviction	回收策略。该属性有4个可选值。

eviction4个可选值：

LRU：最近最少使用的策略。移除最长时间不被使用的对象。

FIFO：先进先出策略。按对象进入缓存的顺序来移除它们。

SOFT：软引用策略。移除基于垃圾回收器状态和软引用规则的对象。

WEAK：弱引用策略。更积极地移除基于垃圾收集器状态和弱引用规则的对象.

接下来通过一个案例演示MyBatis二级缓存的应用，该案例仍旧根据id查询图书信息，案例具体步骤如下。

1、修改映射文件BookMapper.xml，在映射文件的<mapper>元素下追加编写<cache>元素开启当前Mapper的namespace的二级缓存。

<!— 开启当前BookMapper的namespace下的二级缓存-->

<cache>

</cache>

2、在测试类MyBatisTest中，编写测试方法findBookByIdTest1()。

public void findBookByIdTest3() {

    // 1.通过工具类生成两个SqlSession对象，这里只展示了一个

    SqlSession session1 = MyBatisUtils.getSession();

   // 2.使用session1查询id为1的图书的信息

    Book book1 = session1.selectOne("com.mac.mapper." 

                               + "BookMapper.findBookById", 1);

    System.out.println(book1.toString()); // 3.输出查询结果信息

    // 4.关闭SqlSession1

    session1.close(); 

}

3、执行MyBatisTest测试类的findBookByIdTest3()方法，控制台会输出结果。

对MyBatis二级缓存的应用案例的运行结果分析

控制台输出了执行SQL语句的日志信息以及查询结果。通过分析SQL语句日志信息可以发现，当第一个SqlSession对象session1执行查询时，Cache Hit Ratio（缓存命中率）为0，程序发送了SQL语句；当第二个SqlSession对象session2执行相同的查询时，Cache Hit Ratio为0.5，程序没有发出SQL语句，这就说明，程序直接从二级缓存中获取了数据。

多个SqlSession在同一个Mapper中执行

在实际开发中，经常会遇到多个SqlSession在同一个Mapper中执行操作，例如，SqlSession1执行查询操作，SqlSession2执行插入、更新、删除操作，SqlSession3又执行和SqlSession1相同的查询操作。当SqlSession1执行查询操作时，程序会将查询结果写入MyBatis二级缓存，当SqlSession2对数据库执行了插入、更新、删除操作后，MyBatis会清空二级缓存中的内容，以防止程序误读。当SqlSession3执行和SqlSession1相同的查询操作时，MyBatis会重新访问数据库。

多学一招：Cache Hit Ratio（缓存命中率）

终端用户访问缓存时，如果在缓存中查找到了要被访问的数据，就叫做命中。如果缓存中没有查找到要被访问的数据，就是没有命中。当多次执行查询操作时，缓存命中次数与总的查询次数（缓存命中次数+缓存没有命中次数）的比，就叫作缓存命中率，即缓存命中率=缓存命中次数/总的查询次数。当MyBatis开启二级缓存后，第一次查询数据时，由于数据还没有进入缓存，所以需要在数据库中查询而不是在缓存中查询，此时，缓存命中率为0。第一次查询过后，MyBatis会将查询到的数据写入缓存中，当第二次再查询相同的数据时，MyBatis会直接从缓存中获取这条数据，缓存将命中，此时的缓存命中率为0.5（1/2）。当第三次查询相同的数据，则缓存命中率为0.66666（2/3），以此类推。

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