Mybatis一级缓存

缓存目的

缓存的目的是为了解决速度不匹配问题。内存的访问速度远远超过磁盘的访问速度，所以为了减少磁盘的IO次数所带来的时间消耗，很多场景下都会选择在内存中开辟一块比较小的区域充当缓存。

Mybatis缓存

Mybatis缓存机制是在执行一条查询SQL语句后，会将查询到的结果集以键值对的方式存储起来，等到下一次执行相同的查询SQL时，会先尝试从缓存中读取数据，如果从缓存中读取到了对应的结果，则直接返回；否则查询数据库，并且将查询到的结果放置在缓存中。

Mybatis缓存分为一级缓存和二级缓存：

一级缓存：SQLSession级别缓存，每次MyBatis开启一次和数据库的会话，就会创建出一个SqlSession对象表示一次数据库会话。所以一个一级缓存对应一个SqlSession。

二级缓存：Mapper级别缓存。对于二级缓存的开启条件之一就是需要在XXXMapper.xml中书写<cache/>标签。所以一个二级缓存对应一个或多个XXXMapper.xml文件。（通过<cache-ref/>标签设置多个XXXMapper.xml文件共用同一个二级缓存）

Mybatis一级缓存概述

Mybatis一个SqlSession对象中创建一个本地缓存localCache，在二级缓存不命中情况下，对于每一次查询，都会尝试去本地缓存中查找当前查询Sql的结果数据，如果在缓存中，就直接从缓存中取出，然后返回给用户；否则，从数据库读取数据，将查询结果存入缓存并返回给用户。

Mybatis查询数据顺序：二级缓存 ---> 一级缓存 ---> 数据库

一级缓存是SQLSession级别的，每一个SqlSession会创建一个一级缓存，两个不同的SqlSession执行同一个查询Sql也是查询各自的一级缓存。

一级缓存工作流程

下图是查询一级缓存的流程，重点看一下Cache接口：

1. 根据SQLSession执行查询Sql，Executor会根据Sql语句、查询参数等内容创建一个key值，根据key值查询一级缓存；

   CacheKey key = createCacheKey(ms, parameter, rowBounds, boundSql);
   

2. 根据key值就会从Cache（PerpetualCache）中获取对应的缓存结果；

   list = resultHandler == null ? (List<E>) localCache.getObject(key) : null;
   

3. 如果命中，直接将缓存结果返回；

4. 如果不命中，则会查询数据库，并且将查询到的数据存放在缓存中，最后返回结果；

   private <E> List<E> queryFromDatabase(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql) throws SQLException {
     List<E> list;
     //占位符
     localCache.putObject(key, EXECUTION_PLACEHOLDER);
     try {
       //查询数据库
       list = doQuery(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
     } finally {
       //清除占位符
       localCache.removeObject(key);
     }
     //将从数据库中的数据存放在缓存中
     localCache.putObject(key, list);
     //执行Sql都是采用PreparedStatement，可以忽略下面的if语句块
     if (ms.getStatementType() == StatementType.CALLABLE) {
       localOutputParameterCache.putObject(key, parameter);
     }
     //返回结果
     return list;
   }
   

Cache接口

public interface Cache {
  //Cache的id值，用于唯一标识Cache
  String getId();
  //向缓存中添加数据，键值对结构的
  void putObject(Object key, Object value);
  //根据key，获取缓存对应的数据
  Object getObject(Object key);
  //根据key，删除对应的缓存数据
  Object removeObject(Object key);
  //清空缓存 
  void clear();
  //缓存大小
  int getSize();
  
  //读写锁，不用该方法，Cache接口的实现类也没有实现该方法
  ReadWriteLock getReadWriteLock();

}

PerpetualCache

对于Cache接口，Mybatis提供了很多的实现类，其中除了perpetualCache，其他的实现类都属于对Cache的装饰器类。一级缓存也是通过PerpetualCache实现的：

进入到PerpetualCache中，也只是采用HashMap充当缓存：

public class PerpetualCache implements Cache {

  private final String id;

  //通过Map充当缓存，key和value都是Object类型
  private Map<Object, Object> cache = new HashMap<Object, Object>();

  //通过构造方法唯一标识Cache的id
  public PerpetualCache(String id) {
    this.id = id;
  }

  @Override
  public String getId() {
    return id;
  }

  @Override
  public int getSize() {
    return cache.size();
  }

  @Override
  public void putObject(Object key, Object value) {
    cache.put(key, value);
  }

  @Override
  public Object getObject(Object key) {
    return cache.get(key);
  }

  @Override
  public Object removeObject(Object key) {
    return cache.remove(key);
  }

  @Override
  public void clear() {
    cache.clear();
  }

  //并没有实现获取读写锁方法
  @Override
  public ReadWriteLock getReadWriteLock() {
    return null;
  }

  @Override
  public boolean equals(Object o) {
    if (getId() == null) {
      throw new CacheException("Cache instances require an ID.");
    }
    if (this == o) {
      return true;
    }
    if (!(o instanceof Cache)) {
      return false;
    }

    Cache otherCache = (Cache) o;
    return getId().equals(otherCache.getId());
  }

  @Override
  public int hashCode() {
    if (getId() == null) {
      throw new CacheException("Cache instances require an ID.");
    }
    return getId().hashCode();
  }

}

这里采用HashMap充当一级缓存，没有限制Map的大小，是因为SqlSession的生存时间比较短，不会向Map中存放过多的缓存数据，当SqlSession消亡时，对应的一级缓存也会被清空；另外执行insert|update|delete修改操作时也会清空一级缓存。

Cache的装饰器

在Cache接口的实现类中，除了PerpetualCache类，其他的实现类都属于装饰器类：

• FifoCache：先进先出算法，如果缓存中的容量已经满了，那么会将最先进入缓存中的数据清除掉

• LruCache：最近最少使用算法，即如果缓存中容量已经满了，会将缓存中最近最少被使用的缓存记录清除掉

• LoggingCache：为Cache增加日志功能，调用getObject(Object key)方法时打印日志

• ScheduledCache：指定的某一个时间间隔将Cache缓存中的数据清空

• SerializedCache：添加序列化功能，在调用getObject(Object key)和putObject(Object key, Object value)方法时对key和value进行序列化和反序列化功能。

  Mybatis与Redis整合时，Redis重写了Cache接口中的方法，其中putObject和getObject就对key和value进行了序列化和反序列化操作。虽然Redis中的key一般都是String类型，但是Mybatis缓存中的key是一个CacheKey对象，并不是一个字符串。而且对key和value进行序列化，也可以节省缓存空间。
  

• SynchronizedCache：为Cache中的方法加上了Synchronized关键字，实现了不同线程对Cache的同步

• TransactionalCache：针对二级缓存，只有在事务提交后，才会将结果存放在二级缓存中。

这些装饰器可以对指定的Cache进行增强，例如：

//核心Cache
PerpetualCache perpetualCache = new PerpetualCache("123");
//通过装饰器模式，为Cache增加功能
//增加日志功能
LoggingCache loggingCache = new LoggingCache(perpetualCache);
//增加LRU算法
LruCache lruCache = new LruCache(loggingCache);