MyBatis 一级缓存与二级缓存的源码级深度分析

下面是对 MyBatis 一级缓存与二级缓存的源码级深度分析，涵盖其设计原理、核心类、执行流程、生命周期以及常见问题。通过本篇分析，你将彻底理解 MyBatis 缓存机制的本质。

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🧩 一、MyBatis 缓存概览

缓存类型	作用范围	默认状态	数据结构	线程安全
一级缓存（Local Cache）	SqlSession 级别	开启	HashMap	否（每个 SqlSession 独享）
二级缓存（Global Cache）	namespace 级别（Mapper 接口）	关闭（需手动开启）	ConcurrentHashMap + 装饰器	是

✅ 缓存目标：避免重复 SQL 查询，提升性能。

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🔍 二、一级缓存（Local Cache）源码分析

1. 核心类与调用链

// 核心入口
org.apache.ibatis.executor.BaseExecutor
  └── protected PerpetualCache localCache; // 一级缓存实例
  └── query(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler)

2. 执行流程（关键步骤）

3. 缓存 Key 生成：CacheKey

• CacheKey 是一个复合键，包含：
  • MappedStatement.id（如 UserMapper.selectById）
  • environment.id（环境标识）
  • SQL 语句（带 ? 占位符）
  • 参数值（parameterObject）
  • 分页信息（RowBounds）
  • 其他配置

💡 即使 SQL 相同，参数不同也会生成不同 CacheKey。

4. 缓存失效时机

一级缓存会在以下操作后自动清空：

操作	源码位置	说明
insert/update/delete	BaseExecutor.clearLocalCache()	写操作后清除，避免脏读
sqlSession.clearCache()	手动调用	清空当前会话缓存
sqlSession.close()	关闭会话	缓存生命周期结束

📌 源码位置：BaseExecutor 中的 update()、commit()、rollback() 均会触发清空。

5. 源码关键点

// org.apache.ibatis.executor.BaseExecutor
public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler) throws SQLException {
  BoundSql boundSql = ms.getBoundSql(parameter);
  CacheKey key = createCacheKey(ms, parameter, rowBounds, boundSql);
  return query(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
}

public <E> List<E> query(...) {
  // 1. 先查本地缓存
  list = localCache.getObject(key);
  if (list == null) {
    // 2. 缓存未命中，查数据库
    list = queryFromDatabase(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
  }
  return list;
}

private <E> List<E> queryFromDatabase(...) {
  localCache.putObject(key, EXECUTION_PLACEHOLDER); // 占位符防止重复查询
  try {
    list = doQuery(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
  } finally {
    localCache.removeObject(key); // 移除占位符
  }
  localCache.putObject(key, list); // 放入真实结果
  localCache.putObject(queryStack, key); // 支持嵌套查询
}

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🌐 三、二级缓存（Second Level Cache）源码分析

1. 核心类与架构

// 核心组件
org.apache.ibatis.session.Configuration
  └── protected final Map<String, Cache> caches; // 所有 namespace 的缓存

org.apache.ibatis.cache.Cache
  └── 实现类：PerpetualCache（基础缓存）
  └── 装饰器模式：LruCache, ScheduledCache, SerializedCache, SynchronizedCache 等

org.apache.ibatis.executor.CachingExecutor // 包装原生 Executor

2. 开启方式

<!-- 在 Mapper XML 中开启 -->
<cache eviction="LRU" flushInterval="60000" size="512" readOnly="true"/>

或使用注解：

@CacheNamespace(eviction = LruCache.class, size = 512)
public interface UserMapper {}

3. 执行流程

4. 关键机制：TransactionalCacheManager

• 二级缓存不是直接写入，而是通过 TransactionalCache 包装。
• 在事务未提交前，写入的是“临时缓存”。
• 提交时才真正写入二级缓存，避免脏读。

// org.apache.ibatis.executor.CachingExecutor
public void commit(boolean required) throws SQLException {
  delegate.commit(required);
  tcm.commit(); // 将事务缓存 flush 到二级缓存
}

5. 缓存装饰器（Decorator 模式）

MyBatis 使用装饰器模式增强缓存功能：

装饰器	作用
LruCache	最近最少使用淘汰策略
FifoCache	先进先出
ScheduledCache	定时刷新
SerializedCache	序列化存储（跨 JVM）
SynchronizedCache	线程安全包装

配置示例：

<cache type="com.example.CustomCache">
  <property name="cacheSize" value="1024"/>
  <cache type="org.apache.ibatis.cache.decorators.LruCache"/>
  <cache type="org.apache.ibatis.cache.decorators.ScheduledCache">
    <property name="interval" value="5000"/>
  </cache>
</cache>

6. 源码关键点

// org.apache.ibatis.executor.CachingExecutor
public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler) {
  // 获取缓存（由 Configuration 初始化时注册）
  Cache cache = ms.getCache();
  if (cache != null) {
    CacheKey key = createCacheKey(ms, parameterObject, rowBounds);
    // 先查二级缓存
    Object value = cache.getObject(key);
    if (value == null) {
      // 未命中，走原生执行器（会查一级缓存或数据库）
      delegate.query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
      // 结果会被 TransactionalCacheManager 缓存，提交时写入二级缓存
    }
    return (List<E>) value;
  }
  return delegate.query(...);
}

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⚠️ 四、一级缓存 vs 二级缓存对比

特性	一级缓存	二级缓存
作用域	SqlSession	namespace（Mapper 接口）
默认开启	是	否（需 <cache> 标签）
线程安全	否	是（使用 SynchronizedCache 装饰）
跨会话共享	否	是
缓存失效	写操作、close、clear	写操作、flushInterval、size 满
事务支持	会话内有效	支持事务提交后写入（TransactionalCache）
适用场景	单次请求内重复查询	跨请求的热点数据（如字典表）

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🧠 五、常见问题与坑点

❌ 问题 1：二级缓存导致脏读

• 原因：多个 SqlSession 共享缓存，但事务未隔离。
• 解决方案：
  • 设置 readOnly="false" 并实现 Serializable，避免共享引用。
  • 高并发下建议使用 Redis 替代二级缓存。

❌ 问题 2：缓存未命中，SQL 多次执行

• 原因：不同 SqlSession 不共享一级缓存。
• 验证：

  SqlSession s1 = factory.openSession();
  s1.getMapper(UserMapper.class).selectById(1); // 执行 SQL
  s1.close();
  
  SqlSession s2 = factory.openSession();
  s2.getMapper(UserMapper.class).selectById(1); // 再次执行 SQL（一级缓存不跨会话）
  

❌ 问题 3：<cache> 配置不生效

• 原因：
  • Mapper 接口没有对应 XML 或注解未启用。
  • SqlSessionFactory 未刷新 Configuration。
• 解决：检查 XML 中是否有 <cache>，或使用 @CacheNamespace。

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✅ 六、最佳实践建议

1. 一级缓存：合理使用，避免长会话导致内存泄漏。
2. 二级缓存：
   • 仅用于读多写少、数据一致性要求不高的场景（如配置表、字典）。
   • 避免在高并发写场景使用。
   • 推荐用 Redis + MyBatis 二级缓存接口 替代默认缓存。
3. 缓存粒度：按 namespace 控制，避免缓存污染。
4. 序列化：若启用二级缓存，POJO 必须实现 Serializable。

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📚 总结：MyBatis 缓存本质

维度	说明
一级缓存本质	SqlSession 内的 HashMap，防止同会话重复查询
二级缓存本质	namespace 级的共享缓存，基于装饰器模式 + 事务缓存
设计思想	简单有效，不追求复杂分布式缓存，留出扩展空间
源码启示	学习了 CacheKey 的设计、装饰器模式、事务缓存管理