理解 MyBatis缓存机制

为了提高数据访问的性能，MyBatis 采用了一级缓存和二级缓存的缓存机制，那么它们是如何工作的？这篇文章，我们将详细介绍这两种缓存机制及其工作原理、配置方式和使用场景。首先，看一张原理图：

接着，我们来详细地分析它们。

1. 一级缓存

一级缓存（也叫本地缓存）是 MyBatis 默认开启的，是基于 SqlSession 级别的缓存。也就是说，在同一个 SqlSession 中，对于相同的查询，如果参数相同，MyBatis 会从一级缓存中直接获取数据，而不会再去执行数据库查询。

1.1 特点

作用范围：同一个SqlSession 实例。
默认开启：无需额外配置。
清空时机：
- 执行insert、update、delete 操作时，一级缓存会被清空。
- 调用SqlSession.clearCache() 方法手动清空。

1.2 工作原理

当使用同一个SqlSession 执行相同的 SQL 查询时，MyBatis 会先检查一级缓存是否存在对应的查询结果。如果存在，则直接返回缓存中的结果；如果不存在，则执行数据库查询并将结果放入一级缓存。

使用示例

try (SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession()) {
    UserMapper mapper = session.getMapper(UserMapper.class);
    User user1 = mapper.getUserById(1); // 查询数据库，结果存入一级缓存
    User user2 = mapper.getUserById(1); // 从一级缓存中获取结果
    // user1 和 user2 指向同一个对象
}

2. 二级缓存（全局缓存）

二级缓存是基于 namespace（通常对应于 Mapper 接口）的缓存，作用范围超出了SqlSession，同一个 mapper 的多个SqlSession 共享一级缓存之外的缓存。二级缓存需要显式开启和配置。

2.1 特点

作用范围：同一个 Mapper 的所有SqlSession 实例。
默认关闭：需要在配置文件中手动开启。
缓存实现：需要配置缓存实现类，如 MyBatis 自带的缓存或第三方缓存（例如 Ehcache、Redis）。
序列化：二级缓存中的对象需要序列化，以支持跨SqlSession 共享。

2.2 启用步骤

全局配置：在全局配置文件mybatis-config.xml 中开启二级缓存。

<configuration>
  <settings>
      <setting name="cacheEnabled" value="true"/>
  </settings>
  ...
</configuration>

Mapper 配置：在每个需要使用二级缓存的 Mapper XML 文件中配置<cache> 标签。

<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
  <cache/>
  <!-- SQL 语句定义 -->
</mapper>

或者使用自定义缓存实现：

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

映射接口注解：可以通过注解方式配置缓存（适用于 MyBatis 3.2 及以上版本）。

@CacheNamespace
public interface UserMapper {
  // 方法定义
}

2.3 缓存清理策略

MyBatis 二级缓存使用的是基于读写的缓存策略，当涉及数据修改操作（insert、update、delete）时，会清理相关 Mapper 的二级缓存，以保证数据一致性。

使用示例

// 第一个 SqlSession
try (SqlSession session1 = sqlSessionFactory.openSession()) {
    UserMapper mapper1 = session1.getMapper(UserMapper.class);
    User user1 = mapper1.getUserById(1); // 查询数据库，结果存入一级和二级缓存
    session1.commit();
}

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

3. 缓存的高级配置

3.1 缓存刷新策略

可以通过<cache> 标签的属性来配置缓存的刷新策略，如：

eviction：指定缓存的清理策略（默认 LRU 策略）。
flushInterval：指定缓存刷新时间间隔（单位：毫秒）。
size：指定缓存的大小。
readOnly：指定缓存是否为只读。

示例：

<cache
    eviction="FIFO"
    flushInterval="60000"
    size="512"
    readOnly="true"/>

3.2 使用第三方缓存

MyBatis 支持集成多种第三方缓存，如 Ehcache、Redis、Hazelcast 等。以 Ehcache 为例，配置步骤如下：

添加依赖：

<dependency>
  <groupId>org.mybatis.caches</groupId>
<artifactId>mybatis-ehcache</artifactId>
<version>1.2.1</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>net.sf.ehcache</groupId>
<artifactId>ehcache</artifactId>
<version>2.10.6</version>
</dependency>

配置 Mapper：

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

配置 Ehcache：

创建ehcache.xml 文件，配置缓存策略。

<ehcache>
    <cache name="com.example.mapper.UserMapper"
           maxEntriesLocalHeap="1000"
           eternal="false"
           timeToIdleSeconds="300"
           timeToLiveSeconds="600"
           overflowToDisk="false"/>
</ehcache>

4. 缓存使用注意事项

数据一致性：使用二级缓存时，需要确保缓存与数据库的数据一致性，特别是在分布式环境下，推荐使用分布式缓存解决方案。
对象可序列化：二级缓存中的对象需要实现Serializable 接口，以支持缓存的序列化和反序列化。
避免缓存穿透：对高频率的查询，可以适当配置缓存，从而减少数据库的压力。
缓存命中率：合理设计查询语句和缓存策略，提升缓存的命中率，优化性能。

5. 总结

本文，我们详细地介绍了 MyBatis 的缓存策略，包括一级缓存适用于单次请求中的重复查询，而二级缓存适用于跨请求的共享缓存。在实际应用中，应根据具体业务需求和系统架构，选择合适的缓存策略和实现方式，以达到最佳的性能优化效果。

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