3.1 MyBatis 缓存机制

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3.1 MyBatis 缓存机制 MyBatis 缓存机制详解 3.1.1 MyBatis 缓存概述 MyBatis 的缓存机制主要分为两级：一级缓存（本地缓存）： SqlSession 级别的缓存，默认开启，生命周期与 SqlSession 一致。二级缓存（全局缓存）： Mapper 级别的缓存，需要手动开启和配置，多个 SqlSession 可以共享。为什么需要缓存？数据库访问通常是应用程序中最耗时的操作之一。通过缓存，我们可以将经常访问的数据存储在内存中，下次需要相同数据时，直接从缓存中获取，避免了重复的数据库查询，从而显著提高应用程序的性能和响应速度。缓存的优缺点：优点：提升查询性能，减少数据库压力。降低网络延迟。提高用户体验。

3.1 MyBatis 缓存机制

MyBatis 缓存机制详解

3.1.1 MyBatis 缓存概述

MyBatis 的缓存机制主要分为两级：

一级缓存（本地缓存）： SqlSession 级别的缓存，默认开启，生命周期与 SqlSession 一致。
二级缓存（全局缓存）： Mapper 级别的缓存，需要手动开启和配置，多个 SqlSession 可以共享。

为什么需要缓存？

数据库访问通常是应用程序中最耗时的操作之一。通过缓存，我们可以将经常访问的数据存储在内存中，下次需要相同数据时，直接从缓存中获取，避免了重复的数据库查询，从而显著提高应用程序的性能和响应速度。

缓存的优缺点：

优点：
- 提升查询性能，减少数据库压力。
- 降低网络延迟。
- 提高用户体验。
缺点：
- 可能导致数据不一致，需要考虑缓存失效策略。
- 增加了应用程序的复杂性。
- 需要消耗额外的内存资源。

3.1.2 一级缓存 (Local Cache)

一级缓存是 MyBatis 内置的缓存，也称为本地缓存。它基于 SqlSession 存在，并且默认开启。

工作原理：

当 SqlSession 执行查询操作时，MyBatis 会先检查一级缓存中是否存在对应的缓存数据。
如果缓存命中，则直接从缓存中返回结果，避免数据库查询。
如果缓存未命中，则执行数据库查询，并将查询结果存入一级缓存。
当 SqlSession 关闭或执行更新、插入、删除操作时，一级缓存会被清空。

特点：

SqlSession 级别： 每个 SqlSession 都有自己独立的一级缓存。
默认开启： 无需配置，自动生效。
生命周期短： 与 SqlSession 的生命周期一致，SqlSession 关闭时缓存失效。
不可控： 无法手动配置缓存失效策略。

代码实践：

假设我们有一个 UserMapper.xml 文件，包含以下查询语句：


<!-- UserMapper.xml -->
<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
    <select id="getUserById" resultType="com.example.entity.User">
        SELECT * FROM user WHERE id = #{id}
    </select>
</mapper>

Java 代码：


// 获取 SqlSessionFactory
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
// 获取 SqlSession
try (SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession()) {
    UserMapper userMapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);
    // 第一次查询，会执行数据库查询
    User user1 = userMapper.getUserById(1);
    System.out.println("First query: " + user1);
    // 第二次查询，直接从一级缓存获取
    User user2 = userMapper.getUserById(1);
    System.out.println("Second query: " + user2);
    // 执行更新操作，清空一级缓存
    user1.setName("New Name");
    userMapper.updateUser(user1);
    sqlSession.commit();
    // 第三次查询，会执行数据库查询
    User user3 = userMapper.getUserById(1);
    System.out.println("Third query: " + user3);
}

代码解释：

第一次查询 getUserById(1) 时，一级缓存为空，MyBatis 会执行数据库查询，并将结果放入一级缓存。
第二次查询 getUserById(1) 时，一级缓存命中，直接从缓存中返回结果，不会执行数据库查询。
执行 updateUser 操作后，MyBatis 会清空一级缓存，确保数据一致性。
第三次查询 getUserById(1) 时，一级缓存已被清空，MyBatis 会再次执行数据库查询。

注意事项：

一级缓存是基于 SqlSession 的，因此在不同的 SqlSession 中，即使执行相同的查询，也会执行数据库查询。
当执行更新、插入、删除操作时，MyBatis 会自动清空一级缓存，以保证数据一致性。
一级缓存无法手动配置失效策略，其生命周期与 SqlSession 一致。

3.1.3 二级缓存 (Global Cache)

二级缓存是 Mapper 级别的缓存，多个 SqlSession 可以共享。需要手动开启和配置。

工作原理：

当 SqlSession 执行查询操作时，MyBatis 会先检查二级缓存中是否存在对应的缓存数据。
如果缓存命中，则直接从缓存中返回结果，避免数据库查询。
如果缓存未命中，则执行数据库查询，并将查询结果存入二级缓存。
当 Mapper 中执行更新、插入、删除操作时，会清空该 Mapper 对应的二级缓存。

特点：

Mapper 级别： 多个 SqlSession 可以共享同一个 Mapper 的二级缓存。
手动开启和配置： 需要在 mybatis-config.xml 和 Mapper XML 文件中进行配置。
生命周期长： 比一级缓存更长，可以跨 SqlSession 存在。
可配置： 可以配置缓存的失效策略、大小等。

配置步骤：

在 mybatis-config.xml 中开启二级缓存：


<configuration>
    <settings>
        <setting name="cacheEnabled" value="true"/>
    </settings>
    <!-- 其他配置 -->
</configuration>

在 Mapper XML 文件中配置 <cache> 元素：
```

<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
    <cache
        eviction="LRU"
        flushInterval="60000"
        size="512"
        readOnly="true"/>
    <select id="getUserById" resultType="com.example.entity.User">
        SELECT * FROM user WHERE id = #{id}
    </select>
    <update id="updateUser" parameterType="com.example.entity.User">
        UPDATE user SET name = #{name} WHERE id = #{id}
    </update>
</mapper>
```
<cache> 元素属性说明：
- eviction: 缓存回收策略，可选值包括：
  - LRU (Least Recently Used)：最近最少使用，移除最长时间不被使用的对象。
  - FIFO (First In First Out)：先进先出，按对象进入缓存的顺序移除。
  - 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，更积极地移除基于垃圾回收器状态和弱引用规则的对象。
- flushInterval: 缓存刷新间隔，单位为毫秒。默认为不刷新。
- size: 缓存中存放对象的最大数量。默认为 1024。
- readOnly: 是否只读。如果设置为 true，则所有从缓存中获取的对象都是只读的，不允许修改，可以提高并发性能。如果设置为 false，则从缓存中获取的对象是可修改的，但会降低并发性能。
- type: 自定义缓存实现类。
实体类需要实现 Serializable 接口：

因为二级缓存需要将对象序列化到磁盘或网络中，所以实体类必须实现 Serializable 接口。
```
import java.io.Serializable;
public class User implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    // 属性
}
```

代码实践：


// 获取 SqlSessionFactory
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
// 第一次 SqlSession
try (SqlSession sqlSession1 = sqlSessionFactory.openSession()) {
    UserMapper userMapper1 = sqlSession1.getMapper(UserMapper.class);
    // 第一次查询，会执行数据库查询，并将结果放入二级缓存
    User user1 = userMapper1.getUserById(1);
    System.out.println("First query (SqlSession 1): " + user1);
}
// 第二次 SqlSession
try (SqlSession sqlSession2 = sqlSessionFactory.openSession()) {
    UserMapper userMapper2 = sqlSession2.getMapper(UserMapper.class);
    // 第二次查询，直接从二级缓存获取
    User user2 = userMapper2.getUserById(1);
    System.out.println("Second query (SqlSession 2): " + user2);
}
// 第三次 SqlSession
try (SqlSession sqlSession3 = sqlSessionFactory.openSession()) {
    UserMapper userMapper3 = sqlSession3.getMapper(UserMapper.class);
    // 执行更新操作，清空二级缓存
    User user = userMapper3.getUserById(1);
    user.setName("Updated Name");
    userMapper3.updateUser(user);
    sqlSession3.commit();
    // 第四次查询，会执行数据库查询
    User user3 = userMapper3.getUserById(1);
    System.out.println("Third query (SqlSession 3): " + user3);
}

代码解释：

第一次查询 getUserById(1) 时，二级缓存为空，MyBatis 会执行数据库查询，并将结果放入二级缓存。
第二次查询 getUserById(1) 时，虽然在不同的 SqlSession 中，但二级缓存命中，直接从缓存中返回结果，不会执行数据库查询。
执行 updateUser 操作后，MyBatis 会清空 UserMapper 对应的二级缓存。
第四次查询 getUserById(1) 时，二级缓存已被清空，MyBatis 会再次执行数据库查询。

注意事项：

需要在 mybatis-config.xml 和 Mapper XML 文件中进行配置才能开启二级缓存。
实体类必须实现 Serializable 接口。
当 Mapper 中执行更新、插入、删除操作时，会清空该 Mapper 对应的二级缓存。
可以使用 <cache-ref> 元素引用其他 Mapper 的缓存配置。

缓存流程图:

3.1.4 缓存失效策略

缓存失效策略至关重要，直接影响缓存的有效性和数据一致性。

基于时间的失效： 设置缓存的过期时间，超过时间后缓存失效。
基于容量的失效： 设置缓存的最大容量，超过容量后根据一定的算法（如 LRU、FIFO）移除缓存数据。
基于事件的失效： 当数据发生变更时，手动或自动清空缓存。

MyBatis 提供了 flushInterval 属性来配置基于时间的失效，以及 eviction 属性配置基于容量的失效策略。基于事件的失效可以通过在更新、插入、删除操作后手动清空缓存来实现，也可以通过配置 MyBatis 的拦截器来实现自动清空缓存。

3.1.5 总结

MyBatis 的缓存机制可以显著提高查询性能，减少数据库访问次数。一级缓存是 SqlSession 级别的缓存，默认开启，生命周期短。二级缓存是 Mapper 级别的缓存，需要手动开启和配置，多个 SqlSession 可以共享。选择合适的缓存策略，并合理配置缓存失效策略，是使用 MyBatis 缓存的关键。

选择缓存的建议：

对于频繁访问且数据变化不频繁的数据，可以使用二级缓存。
对于需要保证数据实时性的数据，不建议使用缓存。
对于只读数据，可以将 readOnly 属性设置为 true，提高并发性能。
根据实际情况选择合适的缓存回收策略和刷新间隔。
在更新、插入、删除操作后，及时清空相关缓存，保证数据一致性。

希望本文能够帮助你更好地理解和使用 MyBatis 的缓存机制。

作者与出处

原作者：灏天文库

来源：灏天文库

原文： https://aiknowledge.cn/collection/211-mybatis%E6%8C%81%E4%B9%85%E5%B1%82%E6%A1%86%E6%9E%B6%E5%BC%80%E5%8F%91%E6%95%99%E7%A8%8B

整理：灏天文库整理

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