带你了解MyBatis一二级缓存

在对数据库进行噼里啪啦的查询时，可能存在多次使用相同的SQL语句去查询数据库，并且结果可能还一样，这时，如果不采取一些措施，每次都从数据库查询，会造成一定资源的浪费，所以Mybatis中提供了一级缓存和二级缓存来解决这个问题，通过把第一次查询的结果保存在内存中，如果下次有同样的语句，则直接从内存中返回。

一级缓存

一级缓存的作用域在同一个SqlSession，也就是说两个一样的SQL语句，第一次会从数据库中获得，并保存在一个Map<Object, Object> 中，第二次会从这个Map中返回，Mybatis默认开启了一级缓存。

下面是代码演示

    public static void main( String[] args )
    {
        String resource = "mybatis-config.xml";
        try {
            InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
            SqlSessionFactory build = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);

            SqlSession sqlSession = build.openSession();
            System.out.println(sqlSession.getMapper(IUserDao.class).select());
            System.out.println(sqlSession.getMapper(IUserDao.class).select());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

在配置文件中加入日志实现类来打印执行日志

    <settings>
        <setting name="logImpl" value="STDOUT_LOGGING" />
    </settings>

通过日志可以发现，在第一次查询时构造了sql语句，从数据库查询，第二次并没有构造sql，直接返回了缓存的数据。

Opening JDBC Connection
Created connection 1928931046.
Setting autocommit to false on JDBC Connection [com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl@72f926e6]
==>  Preparing: select * from tb_user 
==> Parameters: 
<==    Columns: user_tel, user_name, user_passwd
<==        Row: 1500, 123, 111
<==        Row: 1501, 123, 222
<==      Total: 2
[UserEntity{userTel='1500', userName='123', userPass='111'}, UserEntity{userTel='1501', userName='123', userPass='222'}]
[UserEntity{userTel='1500', userName='123', userPass='111'}, UserEntity{userTel='1501', userName='123', userPass='222'}]

一级缓存源码分析

在BaseExecutor中有一个PerpetualCache类,而PerpetualCache很简单，其中Map<Object, Object>则是用来保存缓存
在这里插入图片描述

那就先可以假设，保存缓存时一定会调用其putObject方法，而取出缓存时一定调用getObject方法，通过debug可以看到，在第一次查询完成之后，会调用putObject方法，key为sql语句，value是结果.

调用putObject方法在BaseExecutor下的queryFromDatabase中

    private <E> List<E> queryFromDatabase(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql) throws SQLException {
        //先占位？
        this.localCache.putObject(key, ExecutionPlaceholder.EXECUTION_PLACEHOLDER);

        List list;
        try {
            //从数据库查询
            list = this.doQuery(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
        } finally {
            this.localCache.removeObject(key);
        }
        //吧结果保存在PerpetualCache中
        this.localCache.putObject(key, list);
        if (ms.getStatementType() == StatementType.CALLABLE) {
            this.localOutputParameterCache.putObject(key, parameter);
        }

        return list;
    }

而调用queryFromDatabase在query中，首先判断缓存中有没有数据，没有则调用queryFromDatabase从数据库查找，有就直接返回

         List list;
            try {
                ++this.queryStack;
                //从缓存中获取
                list = resultHandler == null ? (List)this.localCache.getObject(key) : null;
                if (list != null) {
                    this.handleLocallyCachedOutputParameters(ms, key, parameter, boundSql);
                } else {
                //从数据库获取
                    list = this.queryFromDatabase(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
                }
            } finally {
                --this.queryStack;
            }

手动清除缓存

SqlSession提供了clearCache来清除缓存，当第一次查询玩之后，手动清除缓存，就会发现第二次也是从数据库中查找，原理也就是对PerpetualCache进行了clear();

    public static void main( String[] args )
    {
        String resource = "mybatis-config.xml";
        try {
            InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
            SqlSessionFactory build = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);

            SqlSession sqlSession = build.openSession();
            System.out.println(sqlSession.getMapper(IUserDao.class).select());
            sqlSession.clearCache();
            System.out.println(sqlSession.getMapper(IUserDao.class).select());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

Opening JDBC Connection
Created connection 1928931046.
Setting autocommit to false on JDBC Connection [com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl@72f926e6]
==>  Preparing: select * from tb_user 
==> Parameters: 
<==    Columns: user_tel, user_name, user_passwd
<==        Row: 1500, 123, 111
<==        Row: 1501, 123, 222
<==      Total: 2
[UserEntity{userTel='1500', userName='123', userPass='111'}, UserEntity{userTel='1501', userName='123', userPass='222'}]
==>  Preparing: select * from tb_user 
==> Parameters: 
<==    Columns: user_tel, user_name, user_passwd
<==        Row: 1500, 123, 111
<==        Row: 1501, 123, 222
<==      Total: 2
[UserEntity{userTel='1500', userName='123', userPass='111'}, UserEntity{userTel='1501', userName='123', userPass='222'}]

并且Mybatis会在Insert、Update后都会自动删除缓存

但是会有一个数据不一致的问题，很多人称之为坑，举个数据不一致的例子，两个SqlSession，都保存了id为1500的数据，但是当SqlSession1更新了1500的密码后，SqlSession2在获取并没有从数据库获取，而是从缓存中获取，缓存中的是旧密码，就出现缓存不一直问题

public static void main( String[] args )
    {
        String resource = "mybatis-config.xml";
        try {
            InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
            SqlSessionFactory build = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);


            SqlSession sqlSession1 = build.openSession(true);
            SqlSession sqlSession2 = build.openSession(true);

            sqlSession1.getMapper(IUserDao.class).selectByTel("1500");
            sqlSession2.getMapper(IUserDao.class).selectByTel("1500");

            System.out.println("1500的密码---"+sqlSession2.getMapper(IUserDao.class).selectByTel("1500").getUserPass());

            sqlSession1.getMapper(IUserDao.class).upUserPass("1500","456");

            System.out.println("----"+sqlSession2.getMapper(IUserDao.class).selectByTel("1500"));


        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

Cache Hit Ratio [com.hxl.dao.IUserDao]: 0.0
Opening JDBC Connection
Created connection 1780034814.
==>  Preparing: select * from tb_user where user_tel=? 
==> Parameters: 1500(String)
<==    Columns: user_tel, user_name, user_passwd
<==        Row: 1500, 123, 123
<==      Total: 1
Cache Hit Ratio [com.hxl.dao.IUserDao]: 0.0
Opening JDBC Connection
Created connection 918312414.
==>  Preparing: select * from tb_user where user_tel=? 
==> Parameters: 1500(String)
<==    Columns: user_tel, user_name, user_passwd
<==        Row: 1500, 123, 123
<==      Total: 1
Cache Hit Ratio [com.hxl.dao.IUserDao]: 0.0
1500的密码---123
==>  Preparing: UPDATE tb_user set user_passwd=? where user_tel=? 
==> Parameters: 456(String), 1500(String)
<==    Updates: 1
Cache Hit Ratio [com.hxl.dao.IUserDao]: 0.0
----UserEntity{userTel='1500', userName='123', userPass='123'}

解决办法在配置文件中加入<setting name="localCacheScope" value="STATEMENT"/>，原理是在BaseExecutor#query中判断了LocalCacheScope是不是等于STATEMENT，如果等于，则清除缓存，这就意味着每次查询完都清除缓存，间接的表示关闭了一级缓存

if (this.configuration.getLocalCacheScope() == LocalCacheScope.STATEMENT) {
    this.clearLocalCache();
}

二级缓存

二级缓存作用于是Mapper中的namespace，脱离了SqlSession，二级缓存的总开个默认也是开启的，也就是很多人说在配置文件中加入<setting name="cacheEnabled" value="true"/>，脱裤子放屁，简直多此一举
在这里插入图片描述
既然有主开关了，那就还有个次开关，其实还有个次次开关，次开关就是在mapper文件中加入<cache></cache>，即表示开启二级缓存

下面代码先演示

  public static void main( String[] args )
    {
        String resource = "mybatis-config.xml";
        try {
            InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
            SqlSessionFactory build = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);


            SqlSession sqlSession1 = build.openSession();

            SqlSession sqlSession2 = build.openSession();
            System.out.println(sqlSession1.getMapper(IUserDao.class).selectByTel("1500"));
            //提交
            sqlSession1.commit();

            System.out.println(sqlSession2.getMapper(IUserDao.class).selectByTel("1500"));


        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

Cache Hit Ratio [com.hxl.dao.IUserDao]: 0.0
Opening JDBC Connection
Created connection 1780034814.
Setting autocommit to false on JDBC Connection [com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl@6a192cfe]
==>  Preparing: select * from tb_user where user_tel=? 
==> Parameters: 1500(String)
<==    Columns: user_tel, user_name, user_passwd
<==        Row: 1500, 123, 789
<==      Total: 1
UserEntity{userTel='1500', userName='123', userPass='789'}
Cache Hit Ratio [com.hxl.dao.IUserDao]: 0.5
UserEntity{userTel='1500', userName='123', userPass='789'}

Process finished with exit code 0

当第一次查询时，命中率为0.0(Cache Hit Ratio [com.hxl.dao.IUserDao]: 0.0)，第二次为0.5(Cache Hit Ratio [com.hxl.dao.IUserDao]: 0.5),所以从缓存中获取，但是如果吧其中 sqlSession1.commit();去掉，就发现两次都从数据库查找，命中率都为0.0，原因是二级缓存有一个TransactionalCacheManager来管理二级缓存，只有调用其commit()方法才会真正保存下来，在调用SqlSession的close或者commit方法时都会调用到CachingExecutor下的close和commit方法，这两个方法对缓存进行真正的提交。
在这里插入图片描述

二级缓存源码分析

在Configuration的newExecutor中判断了总开关是否打开，如果打开，则使用CachingExecutor

    public Executor newExecutor(Transaction transaction, ExecutorType executorType) {
        executorType = executorType == null ? this.defaultExecutorType : executorType;
        executorType = executorType == null ? ExecutorType.SIMPLE : executorType;
        Object executor;
        if (ExecutorType.BATCH == executorType) {
            executor = new BatchExecutor(this, transaction);
        } else if (ExecutorType.REUSE == executorType) {
            executor = new ReuseExecutor(this, transaction);
        } else {
            executor = new SimpleExecutor(this, transaction);
        }
        //判断总开关是否打开
        if (this.cacheEnabled) {
            executor = new CachingExecutor((Executor)executor);
        }

        Executor executor = (Executor)this.interceptorChain.pluginAll(executor);
        return executor;
    }

查询时最终调用到在CachingExecutor的query方法，首先从MappedStatement中获取Cache，如果在Mapper文件中没有配置Cache标签，它会返回空，直接从数据库查询，如果配置了，还要判断标签上的useCache属性是不是为true，也就是刚才说的次次开关，可以增加useCache=“false”来关闭这个select的缓存。

然后从缓存事物管理器中获取缓存，没有的话从数据库查询，并且添加结果到缓存事物管理器，有就返回。
在这里插入图片描述

    public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql) throws SQLException {
        Cache cache = ms.getCache();
        if (cache != null) {
            //判断是否刷新缓存
            this.flushCacheIfRequired(ms);
            //标签上是的useCache属性是否为true
            if (ms.isUseCache() && resultHandler == null) {
                this.ensureNoOutParams(ms, boundSql);
                //从缓存中获取
                List<E> list = (List)this.tcm.getObject(cache, key);
                if (list == null) {
                    list = this.delegate.query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
                    //添加到缓存
                    this.tcm.putObject(cache, key, list);
                }

                return list;
            }
        }
        
        return this.delegate.query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
    }

cache配置

cache有几个属性值

一 eviction:缓存回收策略，默认是LRU

LRU（Least Recently Used）,最近最少使用的，最长时间不用的对象
FIFO（First In First Out）,先进先出，按对象进入缓存的顺序来移除他们
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状态和弱引用规则的对象

flushInterval:刷新间隔，单位为毫秒
size：缓存中的个数
readOnly：是否只读
type：自定义缓存
blocking：是否阻塞

flushCache

在insert、update、delete下，flushCache是默认为true的，在执行后，会刷新缓存，而select为false，查询不刷新缓存，可以更具自己需求改过来

注意

其实在集群环境下，一级缓存和二级缓存显的有点无能为力，比如A查询了张三的数据保存在缓存中，此时如果还是A修改了张三的数据，那么可以做到刷新缓存，但是重点是B修改了张三的信息，而A此时无法知道张三信息已经改变，出现数据不一致情况，解决办法通过Redis等进行缓存，