MyBatis 缓存（5）
MyBatis有必要使用缓存吗？为什么?
一般的ORM框架都会提供缓存功能来提升查询效率、减少数据库的压力。跟Hibernate一样，Mybatis也有一级缓存、二级缓存，并预留了集成第三方的缓存接口。
在Mybatis中，与缓存相关的类都在cache包中，其中有一个Cache接口，只有一个默认的实现类PerpetualCache，它是用HashMap实现的。
PerpetualCache这个对象是一定会创建的，所以是基础缓存。但是缓存又可以有很多额外的功能，比如回收策略、日志记录、定时刷新等等，如果需要的话，就可以给基础缓存加上这些功能。
除了基础缓存之外，MyBatis也定义了很多装饰器，同样实现了Cache接口，通过这些装饰器可以额外实现很多功能。
所有缓存可以分为三大类：基本缓存、淘汰算法缓存、装饰器缓存。
类型 | 缓存实现类 | 描述 | 作用 | 装饰条件 |
|---|---|---|---|---|
基本缓存 | PerpetualCache | 缓存基本实现类 | 默认是PeretualCache也可以自定义比如RedisCache、EhCache等，具备基本能功能的缓存 | 无 |
淘汰算法缓存 | LruCache | LRU淘汰策略的缓存 | 当缓存达到上限时，删除最少使用的缓存(Laste Recently Use) | eviction="LRU"(默认) |
FifoCache | FIFO策略缓存 | 当缓存达到上限时，删除最先入队的缓存 | evication="FIFO" | |
SoftCache \ WeakCache | 带清理策略的缓存 | 通过JVM的软引用和弱引用来实现缓存，当JVM内存不足时，会自动清理这些缓存。 | evication="SOFT" \ evication="WEAK" | |
装饰器缓存 | LoggingCache | 带日志功能的缓存 | 如可以输出缓存命中率 | 基本 |
SynchronnizedCache | 同步缓存 | 基于synchronized关键字实现，解决并发问题 | 基本 | |
BlockingCache | 阻塞缓存 | 通过在get/put方式中加锁，保证只有一个线程操作缓存，基于java重入锁实现 | bloking=true | |
SerializedCache | 支持序列化的缓存 | 将对象序列化以后存到缓存中，取出时反序列化 | readOnly=false（默认） | |
ScheduledCache | 定时调度的缓存 | 在进行get 、put、remove、getSize等操作前，判断缓存时间是否超过了设置的最长缓存时间（默认一小时），如果是则清空缓存——每隔一段时间清空一次缓存 | flushInterval不为空 | |
TransactionnalCache | 事务缓存 | 在二级缓存中使用，可一次存入多个缓存，移除多个缓存 | 在TransactionalCacheManager中用Map维护对应关系 |
一级缓存
一级缓存也叫本地缓存（Local Cache），MyBatis的一级缓存是在绘画（SqlSession）层进行缓存的。MyBatis一缓存默认是开启的，不需要任何配置（localCacheScope=STATEMENT相当于关闭一级缓存）。
可以在BaseExecutor的query()方法中找到localCacheScope清除逻辑：
if (configuration.getLocalCacheScope() == LocalCacheScope.STATEMENT) {
// issue #482
clearLocalCache();
}在MyBatis执行流程里面，涉及到这么多对象，那么缓存PerpetualCache应该放在哪个对象里面去呢？
如果要在同一个会话里共享一级缓存，最好的办法是在SqlSession里创建的，作为SqlSession的一个属性，跟SqlSession生命周期相同，这样就不需要为SqlSession编号、再根据编号查找对应缓存了。
DefaultSqlSession里只有两个对象属性：Configuration和Executor。
Configuration是全局的，不属于SqlSession，所以缓存只可能放在Executor里，因为Executor是一个接口，实际上他是在基本执行器中（SimpleExecutor\ReuseExecutor\BatchExecutor的父类BaseExecutor的构造函数中持有了PerpetualCache）。
在同一个会话里，多次执行相同SQL语句，会直接从内存取到缓存的结果，不要再发送SQL到数据库。但在不同的会话里，即使执行的SQL一样，也不能使用一级缓存（因为跨了Session）。
下边来通过实际例子来验证一级缓存，并通过分析源码了解实现原理。
/**
* 测试一级缓存作用域，是在SqlSession -> Executor -> localCache 中存储
*/
@Test
public void testFirestCache(){
SqlSession sqlSession1 = sqlSessionFactory.openSession();
SqlSession sqlSession2 = sqlSessionFactory.openSession();
try {
//使用相同sqlsession执行查询方法，只打印了1次查询语句
UserMapper userMapper1 = sqlSession1.getMapper(UserMapper.class);
UserMapper userMapper2 = sqlSession1.getMapper(UserMapper.class);
User user1 = userMapper1.byId(1L);
User user2 = userMapper2.byId(1L);
LoggerUtil.printThread("相同Session第1个结果：" + user1.toString());
LoggerUtil.printThread("相同Session第2个结果：" + user2.toString());
LoggerUtil.split();
//使用不同session对象执行查询，会打印出2次查询语句
UserMapper userMapper3 = sqlSession2.getMapper(UserMapper.class);
User user3 = userMapper3.byId(1L);
LoggerUtil.printThread("不同Session结果：" + user3.toString());
}finally {
sqlSession1.close();
sqlSession2.close();
}
}执行结果：
通过上边的测试代码可以看出，在使用sqlSession1的分别执行的两次查询，只输出一条执行sql语句，表示第二次查询时使用了缓存，未发送sql到数据库。
在sqlSession2执行的相同SQL时新输出了一条SQL表示没有使用缓存。
一级缓存的不足
使用一级缓存的时候，因为缓存不能跨会话共享，不同的会话之间对于相同的数据可能有不一样的缓存。在有多个回话或者分布式环境下，会存在查到过时数据的问题（缓存脏读）。如下别的例子：
/**
* 缓存脏读，当有两个sqlsession同时操作一条数据时，会导致其中一个sqlsession不触发缓存清空，导致其中一个使用旧的缓存数据（已是脏数据）
*/
@Test
public void testCacheDirtyRead(){
SqlSession sqlSession1 = sqlSessionFactory.openSession();
SqlSession sqlSession2 = sqlSessionFactory.openSession();
try {
UserMapper userMapper1 = sqlSession1.getMapper(UserMapper.class);
UserMapper userMapper2 = sqlSession2.getMapper(UserMapper.class);
User user1 = userMapper1.byId(1001L);
LoggerUtil.printThread("session1 第1个结果：" + user1.toString());
LoggerUtil.split();
LoggerUtil.printThread("在session2 中更新数据。");
User newUser = new User(1001L,"测试" + DateUtil.now(),20);
userMapper2.update(newUser);
sqlSession2.commit();
LoggerUtil.printThread("session2 第1个结果（更新数据）：" + userMapper2.byId(1001L).toString());
LoggerUtil.split();
//使用session1再次查询，使用缓存，导致使用旧数据
User user3 = userMapper1.byId(1001L);
LoggerUtil.printThread("session1 第2个结果（旧数据）：" + user3.toString());
}finally {
sqlSession1.close();
sqlSession2.close();
}
}执行结果：
可以看到，在session2时已把用户名称修改为最新时间，但因为session1中使用一级缓存，不知道其他session的变更，所以导致缓存脏读。
如果要结果这个问题，就需要用到工作范围更广的二级缓存。
二级缓存
二级缓存是用来解决一级缓存不能跨会话共享问题的，范围是namespace级别的，可以被多个SqlSession共享（只要是同一个接口里的相同方法，都可以共享），生命周期和应用同步。
如果开启了二级缓存，二级缓存应用是工作在一级缓存之前，还是一级缓存之后呢？
作为一个作用范围更广的缓存，它肯定是在SqlSession的外层，否则不可能被多个SqlSession共享。
而一级缓存是在SqlSession内部的，所以肯定是工作在一级缓存之前，也就是只有取不到二级缓存的情况下才到一个会话中去取一级缓存。
二级缓存是在哪里维护的呢？
要夸会话共享的话，SqlSession本身和它里面的BaseExecutor已经满足不了需求了，那我们应该在BaseExecutor之外创建一个对象。
但是二级缓存是不一定开启的。也就是说，开启了二级缓存，就启用这个对象，如果没有，就不用这个对象，我们应用怎么做呢？
实际上MyBatis用了一个装饰器的类来维护，就是CachingExecutor。如果启用了二级缓存，MyBatis在创建Executor的时候会对Executor进行装饰。
CachingExecutor对于查询请求，会判断二级缓存是否有缓存结果，如果有就直接返回，如果没有委派给真正的查询器Executor实现类，比如SimpleExecutor来执行查询，再走到一级缓存的流程。最后会把结果缓存起来，并且返回给用户。
开启二级缓存的方法
在mybatis-config.xml中配置了（可以不配置，默认是true）
<setting name="cacheEnabled" value="true" />只要没显示的设置cacheEnabled=false，都会用CachingExecutor装饰基本的执行器（Simple、Reuse、Batch）。
二级缓存的总开关默认是开启的。但是每个Mapper的二级缓存开关是默认关闭的。一个Mapper要用到二级缓存，还要单独打开它自己的开关。
<!-- 在mapper.xml中声明这个namespace使用二级缓存 -->
<cache type="org.apache.ibatis.cache.impl.PerpetualCache"
size="1024" <!--最多缓存对象个数，默认1024-->
eviction="LRU" <!--回收策略-->
flushInterval="120000" <!--自动刷新时间ms，未配置时只有调用时刷新-->
readOnly="false"<!--默认是false（安全），改为true可读写时，对象必须支持序列化-->
/>mapper.xml配置了<cache>之后，select()会被缓存。update()、delete()、insert()会刷新缓存。
如果二级缓存拿到结果了，就直接返回（最外层判断），否则再到一级缓存，最后到数据库。
如果一个Mapper需要开启二级缓存，但是这个里面的某些查询方法对数据的实时性要求很高，不需要二级缓存，怎么办？
我们可以在单个Statement ID上显示关闭二级缓存（默认是true）：
<select id="byId" resultMap="BaseResultMap" useCache="false" >
...
</select>什么场景适合使用二级缓存？
- 因为所有增删改都会刷新二级缓存，导致二级缓存失效，所以适合在查询为主的应用中使用，比如历史交易、历史订单查询等（查多写少）。如果写多查少就失去了缓存的意义。
- 如果多个namespace中针对同一个表的操作，比如User表，如果在一个namespace中刷新了缓存，另一个namespace中没有刷新，就会出现脏数据的情况。
所以，推荐在一个Mapper里只操作单表的情况使用。
如果让多个namespace共享一个二级缓存，应该怎么做？
<cache-ref namespace="<其他命名空间>" />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。在关联表比较少，或者按照业务可以对表进行分组的时候可以使用。
注意：这种情况下，多个Mapper操作都会引起缓存刷新，缓存的意义已经不大了。
腾讯云开发者
