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MyBatis 缓存机制

article 2024/11/14 10:21:35

MyBatis 缓存机制详解

MyBatis 提供了一种内置的缓存机制，用来提高数据查询的效率。通过缓存，MyBatis 可以减少对数据库的访问，提升系统性能。MyBatis 缓存分为 一级缓存（Local Cache） 和 二级缓存（Global Cache），并且可以与第三方缓存框架集成。

1. MyBatis 缓存简介

一级缓存：默认开启，作用范围是会话级别，即同一个 SQLSession 中的查询结果会被缓存。每个 SQLSession 都有自己独立的一级缓存，当 SQLSession 关闭时，一级缓存将被清空。
二级缓存：需要手动开启，作用范围是全局级别（Mapper 级别），不同 SQLSession 之间可以共享二级缓存。二级缓存可以减少重复的数据库访问。

MyBatis 缓存机制的基本工作原理是：

当执行查询操作时，首先检查缓存中是否存在该查询的结果。
如果存在缓存，则直接返回缓存数据。
如果缓存中不存在该查询结果，则访问数据库，并将查询结果存入缓存。

2. 一级缓存

一级缓存是 MyBatis 的默认缓存机制，它不需要额外配置，默认情况下是开启的。每个 SQLSession 都会维护一个本地缓存，用来缓存该 SQLSession 中执行的查询结果。

2.1 一级缓存工作原理

一级缓存的作用范围是同一个 SQLSession。在同一个 SQLSession 中，执行相同的查询，MyBatis 会从缓存中获取数据，而不会再查询数据库。
当执行 insert、update、delete 操作时，MyBatis 会清空该 SQLSession 的一级缓存，确保数据的一致性。

2.2 一级缓存示例

public class UserService {

    @Autowired
    private SqlSession sqlSession;

    public void testCache() {
        UserMapper mapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);

        // 第一次查询，结果会从数据库中获取
        User user1 = mapper.getUserById(1);

        // 第二次查询相同的记录，结果会从一级缓存中获取，不会再访问数据库
        User user2 = mapper.getUserById(1);
    }
}

在上述代码中，getUserById 方法被调用两次，第二次查询时 MyBatis 会从一级缓存中获取结果，而不会再访问数据库。

2.3 一级缓存失效条件

一级缓存会在以下情况下失效：

SQLSession 关闭：当 SQLSession 关闭时，一级缓存也会被清空。
执行更新操作：insert、update、delete 等更新操作会清空该会话的一级缓存，确保数据一致性。
手动清空缓存：可以通过 sqlSession.clearCache() 手动清空一级缓存。

sqlSession.clearCache();  // 手动清空一级缓存

3. 二级缓存

二级缓存是全局级别的缓存，可以在不同 SQLSession 之间共享。二级缓存的作用范围是Mapper 级别，即同一个 Mapper 中的查询可以被多个 SQLSession 共享。

3.1 二级缓存配置

二级缓存是非默认开启的，需要手动开启。在 MyBatis 中启用二级缓存非常简单，只需要在 Mapper 配置文件或注解中指定开启缓存。

在 Mapper XML 中启用二级缓存

在 Mapper XML 文件中，通过添加 <cache> 标签来启用二级缓存：

<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">

    <!-- 启用二级缓存 -->
    <cache/>

    <select id="getUserById" resultType="User">
        SELECT * FROM user WHERE id = #{id}
    </select>
</mapper>

通过注解方式启用二级缓存

如果使用注解方式配置 Mapper，可以在接口类上添加 @CacheNamespace 注解来启用二级缓存。

import org.apache.ibatis.annotations.CacheNamespace;
import org.apache.ibatis.annotations.Mapper;

@Mapper
@CacheNamespace
public interface UserMapper {

    @Select("SELECT * FROM user WHERE id = #{id}")
    User getUserById(int id);
}

3.2 二级缓存的工作原理

缓存作用范围：二级缓存是 Mapper 级别的缓存，不同 SQLSession 间的查询结果可以共享。
缓存存储机制：MyBatis 的二级缓存以对象的序列化方式存储。
缓存失效：与一级缓存类似，当执行 insert、update、delete 操作时，MyBatis 会清空对应的二级缓存。
刷新机制：可以通过 flushInterval 配置自动刷新缓存，单位是毫秒：
```
<cache flushInterval="60000"/>  
```

3.3 二级缓存示例

public class UserService {

    @Autowired
    private SqlSessionFactory sqlSessionFactory;

    public void testCache() {
        // 第一个 SQLSession
        SqlSession session1 = sqlSessionFactory.openSession();
        UserMapper mapper1 = session1.getMapper(UserMapper.class);
        User user1 = mapper1.getUserById(1);
        session1.close();  // 一级缓存失效，但查询结果会存入二级缓存

        // 第二个 SQLSession
        SqlSession session2 = sqlSessionFactory.openSession();
        UserMapper mapper2 = session2.getMapper(UserMapper.class);
        User user2 = mapper2.getUserById(1);  // 从二级缓存中获取
        session2.close();
    }
}

在上述代码中，session1 执行查询后，结果会存入二级缓存。session2 执行相同的查询时，会从二级缓存中获取数据，而不会再访问数据库。

3.4 配置二级缓存的其他参数

除了 flushInterval，<cache> 标签还可以配置其他参数，例如：

size：缓存的最大存储对象数目（默认为 1024 个对象）。
```
<cache size="500"/>  
```
readOnly：是否开启只读模式，默认值为 false。开启只读模式后，缓存中的数据无法修改，提升并发性能。
```
<cache readOnly="true"/>
```
eviction：缓存的逐出策略，可以设置为 LRU（Least Recently Used, 最近最少使用），FIFO（先进先出），SOFT（软引用），WEAK（弱引用）。默认策略是 LRU。
```
<cache eviction="FIFO"/>  
```

4. 与第三方缓存整合

MyBatis 支持与其他第三方缓存框架（如 Ehcache、Redis）集成。通过这种方式，可以进一步增强缓存的功能和性能。

4.1 Ehcache 集成

要集成 Ehcache，首先需要引入 Ehcache 依赖：

<dependency>
    <groupId>org.mybatis.caches</groupId>
    <artifactId>mybatis-ehcache</artifactId>
    <version>1.1.0</version>
</dependency>

然后，在 logback.xml 中指定缓存类型为 Ehcache：

<cache type="org.mybatis.caches.ehcache.EhcacheCache"/>

最后，配置 Ehcache 的 ehcache.xml：

<ehcache>
    <cache name="com.example.mapper.UserMapper"
           maxEntriesLocalHeap="1000"
           timeToIdleSeconds="3600"
           timeToLiveSeconds="3600"
           overflowToDisk="false"/>
</ehcache>

通过这样的配置，MyBatis 可以利用 Ehcache 提供的强大缓存能力来提升缓存性能和扩展性。

5. 缓存机制的注意事项

缓存一致性问题：当数据库中的数据被修改时，一级缓存和二级缓存需要确保同步更新。如果缓存不能及时清除或刷新，可能会导致缓存和数据库数据不一致的问题。MyBatis 默认会在执行 insert、update 和 delete 操作时清空缓存，但在复杂场景下，可能需要手动控制缓存的刷新。
缓存的适用场景：MyBatis 的缓存适用于查询频率高、变化较少的场景。例如，用户信息、商品分类等查询频繁但数据更新较少的数据适合使用缓存。而对于频繁更新的数据，不建议使用缓存。
缓存的管理：可以通过 sqlSession.clearCache() 手动清除一级缓存，通过 @CacheNamespace 或 <cache> 标签控制二级

缓存的配置与失效策略。