【MyBatis】验证多级缓存及 Cache Aside 模式的应用

前言

MyBatis 官方文档 中文版本没有翻译cache的部分，网上资料比较杂。
这里使用 Spock 测试框架验证下多级缓存，并探索 Mybatis 的 CacheAside 模式。注意：

• 本文用 本地缓存 表示一级缓存，全局缓存 表示二级缓存
• 用例仓库

1. 多级缓存的概念

多级缓存可以联系CPU的结构，离核心约近的一致性越高。

1.1 CPU 多级缓存

1.2 MyBatis 多级缓存

本地缓存默认开启，全局缓存需要使用 <cache/> 开启

By default, just local session caching is enabled that is used solely to cache data for the duration of a session. To enable a global second level of caching you simply need to add one line to your SQL Mapping file:

<mapper namespace="com.james.mapper.FileCacheMapper">
    <cache/> <!-- 声明该标签,全局缓存开启 -->
    <select id="select" resultType="java.lang.String">
        SELECT file_name FROM file
    </select>
</mapper>

2. MyBatis 本地缓存

用 Spring 注入的 mapper，调用一次select方法就会产生一个 sqlSession，没有利用到本地缓存。

    def "未使用事务，第二次查询，不命中本地缓存"() {
        given:
        def list1 = mapper.select()
        def list2 = mapper.select()

        expect:
        list1 !== list2
    }

用事务包裹后，两次 select 共用一个 sqlSession，缓存命中

 	def "使用事务，命中缓存"() {
        given:
        def list1 = []
        def list2 = []

        when:
        transaction.execute {
            list1 = mapper.select()
            list2 = mapper.select()
        }

        then:
        // 同一个事务使用同一个SqlSession，若引用相同则认为命中缓存
        list1 === list2
    }

note: groovy 中 list1 === list2 表示引用相同，list1 == list2 表示两个列表的内容相同

3. MyBatis 全局缓存

上文说到，没有事务保护的 select方法调用无法公用一个 sqlSession，所以利用不了本地缓存。
全局缓存的范围更大，只要是同一个mapper的调用，都会被缓存。

    def "全局缓存默认关闭，需要在xml文件中使用 <cache/> 标签启用"() {
        given:
        def list1  = fileCacheMapper.select()
        def list2  = fileCacheMapper.select()

        expect:
        // 由于 SerializedCache.java:64 使用的是由byte[]序列化方式存储元素，所以实例的地址必然不同
        list1 !== list2
        list1 == list2
    }

3.1 MyBatis 全局缓存过期算法

值得关注的是 SOFT 和 WEAK 的类型，对应Java中软引用和弱引用。
软引用是在内存不足时GC可以回收，弱引用是下次GC即可回收（比软引用）积极。

3.2 CacheAside 模式

以下是 Mybatis 默认的全局缓存失效模式，也就是 Cache Aside 模式的应用。

• 查询的时候，如果没有缓存，则写入。
• 任何数据操作，使缓存失效。

<select ... flushCache="false" useCache="true"/>
<insert ... flushCache="true"/>
<update ... flushCache="true"/>
<delete ... flushCache="true"/>

后记

Cache Aside 并不能保证强一致性，不然也就不会有 Paxos 这种复杂的共识算法了。 —— 《凤凰架构》

MyBatis 提供了缓存切口， 采用 Redis 会引入什么问题？

• 多实例之间缓存重复的失效问题，查询时竞争写缓存的问题。
• ORM框架与中间件耦合，违反单一职责。

万一遇到需强一致场景，如何增强？

• 两个查询请求同时到来，此时缓存为空，需要将MySql数据写入缓存。此时会出现竞争写缓存的情况。用写锁来保证缓存内的数据跟数据库保持一致。

public void query() {
	if (cache 命中) {
		retrun cache
	} 
	获取缓存写锁
	if (获取锁失败) {
		return 查数据库
	} 
	查数据库
	写缓存
	释放缓存写锁
}