Mybatis二级缓存学习：从入门到实践指南

本文详细介绍了Mybatis二级缓存学习的相关内容，包括二级缓存的工作原理、优点及应用场景。通过开启和配置二级缓存，可以显著提高查询性能并减少数据库压力，但在使用过程中需要注意数据一致性和缓存失效机制。

什么是Mybatis二级缓存

Mybatis二级缓存（也称为二级区域缓存）是Mybatis中的一种缓存机制，它允许将一个Mapper的查询结果缓存起来，以提高查询效率，减少数据库访问次数。在Mybatis中，二级缓存是默认关闭的，需要手动开启。当开启二级缓存后，对于同一个Mapper中的相同SQL语句，如果查询条件相同，那么查询结果会被缓存起来，下次相同的查询语句执行时，直接从缓存中读取数据，而不需要再从数据库中获取。

二级缓存的优点和应用场景

二级缓存的主要优点包括：

1. 提高查询性能：当数据被频繁查询时，直接从缓存中读取数据可以显著提高查询效率。
2. 减少数据库压力：减少对数据库的访问次数，减轻数据库的负载。
3. 节省网络资源：减少网络传输数据的量，有利于资源优化。

应用场景包括：

• 频繁查询数据：如用户信息、商品信息等，这些数据被频繁查询但更新不频繁。
• 数据一致性要求较低：如统计信息、报表数据，这些数据的时效性要求不高，允许一定程度的数据延迟。

二级缓存的工作原理

二级缓存的工作原理如下：

1. 查询请求：当程序调用Mapper中的查询方法时，Mybatis会先检查缓存中是否有该查询的缓存数据。
2. 缓存检查：如果缓存中存在数据，且数据有效，则直接从缓存中读取数据返回。
3. 数据库访问：如果缓存中没有数据或数据无效，则Mybatis会访问数据库获取数据，并将查询结果缓存起来。
4. 缓存刷新：当数据更新时，需要刷新缓存中的相应数据，以保持缓存数据的一致性。

开启二级缓存的步骤

1. 在Mybatis的全局配置文件mybatis-config.xml中开启二级缓存。通过在configuration标签下的cacheEnabled属性设置为true。
2. 在每个Mapper的映射文件中，通过<cache>标签开启二级缓存。
3. 使用@CacheEnabled注解开启Mapper接口中的缓存功能。

Mybatis配置文件中的配置详解

在mybatis-config.xml中指定全局配置是否开启二级缓存：

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

在Mapper的映射文件UserMapper.xml中配置二级缓存：

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

@CacheEnabled注解的使用

在Mapper接口中使用@CacheEnabled注解开启缓存功能：

import org.apache.ibatis.annotations.CacheEnabled;
import org.apache.ibatis.annotations.Select;

@CacheEnabled
public interface UserMapper {
    @Select("SELECT * FROM user WHERE id = #{id}")
    User selectUserById(int id);
}

为什么需要自定义二级缓存

默认的二级缓存实现可能无法满足所有的需求，例如数据的持久化、多线程环境下的安全性等。此时可以自定义二级缓存实现，满足特定的业务需求。

自定义缓存的接口和实现类

Mybatis的二级缓存实现需要实现org.apache.ibatis.cache.Cache接口。该接口定义了缓存的基本操作，如添加、获取、删除缓存数据等。以下是一个简单的自定义缓存实现：

import org.apache.ibatis.cache.Cache;

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

public class CustomCache implements Cache {
    private final String id;
    private final ConcurrentHashMap<String, Object> cache = new ConcurrentHashMap<>();

    public CustomCache(String id) {
        this.id = id;
    }

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

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

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

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

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

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

    @Override
    public Collection<Object> values() {
        return cache.values();
    }
}

如何将自定义缓存集成到Mybatis中

将自定义缓存集成到Mybatis中，需要在Mapper的映射文件中指定自定义缓存的实现类：

<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
    <cache implementation="com.example.cache.CustomCache"/>
    <!-- 其他SQL语句 -->
</mapper>

编写简单的查询接口

我们以一个简单的查询接口为例，展示如何使用二级缓存。首先定义一个User实体类：

public class User {
    private int id;
    private String name;
    private String email;

    // 构造函数、getter和setter省略
}

定义UserMapper接口：

import org.apache.ibatis.annotations.CacheEnabled;
import org.apache.ibatis.annotations.Select;

@CacheEnabled
public interface UserMapper {
    @Select("SELECT * FROM user WHERE id = #{id}")
    User selectUserById(int id);
}

测试缓存的命中情况

在测试代码中，先执行一次查询，然后再次执行相同的查询，观察缓存是否命中：

import org.apache.ibatis.session.SqlSession;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        SqlSession sqlSession = MybatisUtil.getSqlSession();
        UserMapper userMapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);

        // 第一次查询
        User user1 = userMapper.selectUserById(1);
        System.out.println("第一次查询结果：" + user1);

        // 第二次查询
        User user2 = userMapper.selectUserById(1);
        System.out.println("第二次查询结果：" + user2);

        sqlSession.close();
    }
}

分析缓存命中率

通过上述测试代码，可以观察到第二次查询时，Mybatis会直接从缓存中获取数据，从而提高查询效率。可以通过日志或统计工具进一步分析缓存的命中率。

MybatisUtil.getSqlSession()方法的实现

为了确保读者可以复现测试代码，下面提供MybatisUtil.getSqlSession()方法的具体实现：

import org.apache.ibatis.io.Resources;
import org.apache.ibatis.session.SqlSession;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactory;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactoryBuilder;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

public class MybatisUtil {
    private static SqlSessionFactory sqlSessionFactory;

    static {
        try {
            String resource = "mybatis-config.xml";
            InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
            sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static SqlSession getSqlSession() {
        return sqlSessionFactory.openSession();
    }
}

数据一致性问题

二级缓存可能导致数据一致性问题，因为缓存中的数据可能并非实时数据。在数据更新时，需要刷新缓存中的相应数据，以保持数据的一致性。

缓存失效机制

缓存失效机制是保证数据一致性的重要手段。常见的缓存失效机制包括：

• 缓存刷新：当数据更新时，立即刷新缓存中的相应数据。
• 缓存过期时间：设置缓存的过期时间，过期后缓存数据被清除。

如何清理和更新缓存数据

在数据更新或删除时，需要清理或更新缓存中的相应数据。可以通过以下方式实现：

• 刷新缓存：在Mapper接口中，使用@Options(useCache=false)注解，禁用缓存，确保数据更新后缓存被刷新。
• 自定义缓存清理逻辑：在自定义缓存实现中，可以添加特定的逻辑来清理或更新缓存数据。

示例代码

为了实现数据一致性和缓存失效机制，可以使用如下示例代码：

import org.apache.ibatis.annotations.Options;
import org.apache.ibatis.annotations.Select;

@CacheEnabled
public interface UserMapper {
    @Select("SELECT * FROM user WHERE id = #{id}")
    @Options(useCache=false)
    User selectUserById(int id);
}

Mybatis二级缓存的优缺点总结

优点：

• 提高查询性能，减少数据库访问次数。
• 减轻数据库负载，节省网络资源。

缺点：

• 缓存数据的一致性问题，需要额外的缓存刷新机制。
• 缓存失效机制较为复杂，需要合理设置过期时间或实现自定义逻辑。

如何选择适合的缓存策略

选择适合的缓存策略需要综合考虑业务需求、数据更新频率和数据一致性要求等因素。对于数据更新频繁且一致性要求高的场景，可以考虑不使用缓存或使用更高级的缓存策略，如分布式缓存。

持续学习的资源推荐

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