你不能不知道的Mybatis缓存机制!

码农沉思录

共 5260字,需浏览 11分钟

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2021-02-10 21:53


缓存的重要性是不言而喻的。使用缓存, 我们可以避免频繁的与数据库进行交互, 尤其是在查询越多、缓存命中率越高的情况下, 使用缓存对性能的提高更明显。

同样地,mybatis作为ORM框架,也必然会支持缓存


它分别支持一级缓存和二级缓存。其中一级缓存是sqlSession级的缓存,而二级缓存则可以实现多个sqlSession间的缓存


什么意思?往下看喽~

 


一级缓存


01. 什么是一级缓存



之所以说mybatis的一级缓存是sqlSession级的,是因为它只支持同一个sqlSession下的缓存,也就是说缓存只在同一个sqlSession之间共享



02.如何实现一级缓存



一级缓存分为两个范围:statementsession


statement:说白了就是一个sql语句


session:有数据库产生的一个连接,即一个sqlsession


而mybatis默认支持一级缓存,不需要专门进行配置,并且它支持session范围的一级缓存。


针对缓存属性,mybatis通过类org.apache.ibatis.sessionConfiuration进行了配置,我们可以看到localCacheScope的默认级别为SESSION(并且二级缓存的也是默认开启的)





注意:Configuration类中的cacheEnabled属性是针对二级缓存的开关控制,而不是针对一级缓存的一级缓存完全不需要进行配置,它并没有开关,是Mybatis默认支持的


那么,也就是说,我直接运行服务,一级缓存就生效了?


试试看,进入一级缓存测试环节~


03. 一级缓存测试


1)在同一个方法中调用两次相同的方法

public void testCache(){
User user = userMapperWithAnnotation.findById(33L);
log.info("Find User: {}", user);
User user2 = userMapperWithAnnotation.findById(33L);
log.info("Find User2: {}", user2);
}


2)直接在run方法中进行调用


@SpringBootApplication
@Slf4j
@MapperScan
("com.shumile.springbootmybatis.mapper")

public class SpringBootMybatisApplication

implements ApplicationRunner {


@Autowired
private UserMapperWithAnnotation userMapperWithAnnotation;

public static void
main(String[] args) {
SpringApplication.run(SpringBootMybatisApplication.class, args);
}

@Override
public void run(ApplicationArguments args) throws Exception {
testCache();
}


我们预期的效果是,既然mybatis默认已经支持一级缓存,那么我执行两个一模一样的方法,肯定只需要查询一次数据库了,第二次就应该直接从缓存中取结果了

3)运行代码,如下图所示


哈?什么情况?骗人呢?打印了两条sql语句,这不还是查询了两次吗?


说实话,这个问题曾经困扰了我好几个小时,我在想,难道网上说的都有问题吗?是不是对于一级缓存,还专门有什么特殊配置呢?


最后呢,通过源码的跟踪,终于豁然开朗~


04. 源码分析


我们跟踪findById()方法的执行,步骤如下

1)首先会进入DefaultSqlSession的selectOne()方法


2)接着,会进入selectList()方法


我们知道在Confifuration类中已经默认配置了一级缓存的支持范围,在执行查询语句的时候,我们拿到的对应配置对象 就是默认支持session范围内的缓存(依旧先不用管cacheEnabled属性)。


那么,这块是没有问题的



3)往下走,进入CachingExecutor的query()方法



根据参数,获取到对应的可执行sql语句之后,进入创建缓存key的方法createCacheKey(),并将获取到的key作为参数传给下面的query()方法


在这里,先暂停,我们进入createCacheKey()方法内部,看看这个Key是如何确定的



4)createCacheKey()实现探究


它通过分别执行cacheKey.update()方法,将Statement.id、Offset、Limmit、Sql以及Params,这五个属性分别,放入cacheKey中的updateList中。其中update()方法如下



再来看看,cacheKey.equals()方法



很显然,除去hashcode,checksum和count的比较外,只要updatelist中的元素对应相等了,就可以认为是CacheKey相等。也就是说,只要两条Sql的Statement.id、Offset、Limmit、Sql以及Params这五个值相同,即可以认为是相同的Sql


看完了对于key的组装环节,接着继续往下走~


5)在缓存中找key


往下执行,在query()方法中,会首先通过key值去缓存中取,如果缓存中没有,即获取到的list为为空,则需要去数据库中查询



6)执行具体的数据库查询方法



7)将结果存入缓存


执行以后,会通过localCache.putObject(key,list)将当前执行的结果放在本地缓存中


8)提交结果


这一步结束以后,便进入到了commit()方法



我们看到,在执行commit()方法时,会清空本地缓存。那么以后再次查询时,缓存中总是找不到对应的key值,就会出现每次都重新执行sql语句,去数据库中查询的现象了


那么,我们便很容易就知道了,为什么会不支持一级缓存了。


原来,要想支持一级缓存,就得要保证在这些sql语句全部执行完以后,再去执行commit()方法,也就是说,我们的方法必须要在同一个事务内,才会支持


那就一起来验证一下,开启了事务的情况~


1)开启事务


接下来,我们对方法开启事务,在启动类添加@EnableTransactionManagement注解,并在run()方法上添加@Transactional注解



然后进入验证环节

2)验证环节


第一次查询的执行过程,跟上面的基本一样。同样是从数据库中查询得到结果,并将结果存放到缓存中

第二次查询

注意了,关键就在第二次查询

会继续判断从缓存中取对应key的值,这次我们可以取到key的value值,即它的查询结果,直接将这个结果集返回即可



直到执行完两条语句之后,进入commit()方法,进行事务提交操作

看下执行结果图



sql语句只执行了一次,那么说明验证成功~


小结


为什么会出现不开启事务时,一级缓存不生效;开启了事务,一级缓存生效?


很显然,那是因为它每条语句执行结束以后,都会执行提交方法,而提交方法在每次都会清空本地缓存。而开启了事务的话,方法是在所有操作结束以后才会提交,因此就会支持一级缓存啦



二级缓存

01. 什么是二级缓存



一级缓存中,是一个sqlSession使用一个缓存,而mybatis的二级缓存,则支持个SqlSession之间共享缓存。mybatis默认开启二级缓存


02. 如何二级缓存


从第一节中对一级缓存的源码分析中,我们也提到了,在Configuration类中,已经默认开启了二级缓存(cacheEnabled=true

除了这个参数,还需要在mapper.xml文件中,添加cache或者cache-ref标签,进行缓存配置

如下所示



cache标签用于声明namespace使用二级缓存,并且可以通过以下属性自定义配置


  • type:cache使用的类型,默认是PerpetualCache

  • eviction:定义回收的策略,常见的有FIFO,LRU

  • flushInterval:配置一定时间自动刷新缓存

  • size:最多缓存对象的个数

  • readOnly:是否只读,若配置可读写,则需要对应的实体类能够序列化

  • blocking:配置若缓存中找不到对应的key,是否会一直blocking,直到有对应的数据进入缓存


cache-ref代表引用别的命名空间的Cache配置,两个命名空间的操作使用的是同一个Cache


要想实现两个命名空间共享缓存,那么可以cache-ref标签的namespace属性引入另一个命名空间,如:



--标签说明参考自:


https://tech.meituan.com/2018/01/19/mybatis-cache.html

03. 二级缓存测试


要想验证mybatis的二级缓存,就需要构造多个不同sqlsession的操作,验证在这些sqlsession之间能够实现缓存共享


1)创建mybatis-configuration.xml文件


xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
configuration
PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Config 3.0//EN"
"http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-config.dtd"
>


name="logImpl" value="STDOUT_LOGGING"/>

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



default="mysql">
id="mysql">

type="JDBC">

type="POOLED">
name="driver" value="com.mysql.jdbc.Driver">
name="url" value="jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test">
name="username" value="root">
name="password" value="123456">





resource="mapper/UserMapper.xml">


2)我们通过这个配置文件,分别定义两个sqlsession,进行同样的查询操作



调用方法执行结果如下


我们看到,并没有实现缓存的共享,即二级缓存失效


3)第二次测试


我们在执行第二个sqlsession的操作之前,先执行sqlSession1的提交



执行代码,如下所示



我们看到,二级缓存成功实现了


咦~这又是为什么呢?


这是因为呢,只有第一个sqlSession执行了提交操作,第二个sqlSession才能感应到,然后才能获取到这个缓存


那么,如果我们的数据发生了变化,它肯定就不能再去取缓存中的数据了,否则我们在页面中看到的数据就不是最新的了


这一点,mybatis也为我们考虑到了,我们来看看如果我们在操作中间,执行了更新表的操作,情况是怎样的


4)第三次测试


如下所示,在两个查询操作之间,我们执行了另一个sqlSession的update()方法



执行结果,如下所示



在最后一次查询操作时,同样执行了sql语句,那么,这种情况下,二级缓存就失效

此外,如果我们在执行过程中,执行了多表操作,即如果A表和B表相关联,若对A表执行了更新操作,B表并不能够感知到,从而会拿到脏数据,影响正常的业务逻辑

二级缓存的实现原理,大家可以参照一级缓存中跟踪源码的方式,自己跟着代码再进行更进一步的探究,有任何问题也可以随时与我留言沟通哦~


小结


  1. mybatis通过cacheEnabled来进行二级缓存的开启与关闭配置,默认是开启状态


  2. 使用时,还需要在mapper.xml中通过cache标签开启命名空间内部的缓存。当然也可以通过cache-ref加入其它命名空间,进行二级缓存的共享


  3. Mybatis对多表查询有局限性,容易出现读到脏数据。建议使用第三方缓存实现


三 总结


今天主要聊了聊Mybatis的一级缓存和二级缓存

mybatis默认支持一级缓存,不需要开关设置,但必须是在事务开启的情况下才会生效,具体原因,我们也通过跟踪查询语句的执行过程理解了

而二级缓存,必须在前面的sqlSession提交事务之后,才能够支持,并且使用具有局限性,每一个sqlSession执行完之后,必须进行提交操作,其他sqlSession擦能感应到变化,对于多表操作容易拿到脏数据等缺陷。

个人更建议在项目使用集中式缓存,比如使用redis进行数据的存储,对于分布式的场景,我们也能够保证缓存不失效,并且不会读到脏数据,从而保证业务一致性

技能总结

1、mybatis一级缓存的实现方式与实现原理

2、mybatis二级缓存的实现方式与失效场景

3、两级缓存使用情况总结与建议

温馨提示

项目中如果出现一些不符合认知的代码逻辑问题,除了四处搜索之外,也不妨试试跟踪源码一步步分析解决。这样不仅了解了其中的原理,同时还会极大锻炼你解决问题的能力哦~建议试试,相信我,时间久了,你会觉得代码其实也是香的呢


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