Mybatis二级缓存入门详解

本文介绍了Mybatis缓存体系结构中的二级缓存配置与使用方法，详细说明了如何在Mybatis中启用和配置二级缓存，包括全局配置和Mapper级别配置。文章通过示例代码展示了二级缓存的实际应用，并分析了其优点和潜在问题。

Mybatis是一个优秀的持久层框架，提供了强大的SQL映射及动态SQL生成功能。缓存是Mybatis中一个重要的特性，它有助于提高应用程序的性能，减少数据库访问的次数。Mybatis的缓存体系结构分为一级缓存和二级缓存，这两种缓存有着不同的作用和实现方式。

Mybatis的缓存体系结构主要分为一级缓存和二级缓存。一级缓存是Mybatis内置的缓存，每个SqlSession都有自己的缓存。这意味着在同一个SqlSession中执行相同的SQL语句，会直接从缓存中获取结果，而不会去数据库中查询。二级缓存则是全局缓存，可以被同一个Mapper的所有SqlSession共享。这意味着不同SqlSession之间执行相同的SQL语句时，可以复用二级缓存中的数据，从而提高性能。

一级缓存和二级缓存的主要区别在于：

1. 缓存范围：一级缓存局限于单个SqlSession，而二级缓存可以被多个SqlSession共享。
2. 缓存位置：一级缓存位于SqlSession中，而二级缓存位于Mapper之间。
3. 缓存管理：一级缓存由Mybatis自动管理，而二级缓存需要手动启用。
4. 生命周期：一级缓存的生命周期与SqlSession相同，而二级缓存的生命周期可以是整个应用程序。

要启用二级缓存，需要在application.properties或application.yml配置文件中启用全局缓存，并在Mapper XML文件中启用二级缓存。全局缓存的启用是在Mybatis配置文件中进行设置的，而Mapper XML文件的启用则是针对每个Mapper进行设置的。

配置全局缓存

在Mybatis的核心配置文件中，启用全局缓存，这通常是在mybatis-config.xml文件中进行的。以下是启用全局缓存的配置示例：

<configuration>
    <!-- 启用二级缓存 -->
    <settings>
        <setting name="cacheEnabled" value="true"/>
    </settings>
</configuration>

编写XML配置文件启用二级缓存

在每个Mapper对应的XML文件中启用二级缓存，这是通过在XML文件中添加<cache/>标签来完成的。例如，在UserMapper.xml文件中启用二级缓存：

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

为了演示二级缓存的使用，我们将创建一个简单的用户表，并编写代码来获取用户信息。以下是创建用户表的SQL语句：

CREATE TABLE `user` (
  `id` INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `username` VARCHAR(50) NOT NULL,
  `password` VARCHAR(50) NOT NULL,
  `email` VARCHAR(50),
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

接下来，我们将创建一个简单的Mapper接口和对应的XML配置文件：

package com.example.mapper;

import java.util.List;

public interface UserMapper {
    List<User> selectAllUsers();
}

<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
    <cache/>

    <resultMap id="userResultMap" type="com.example.model.User">
        <id property="id" column="id"/>
        <result property="username" column="username"/>
        <result property="password" column="password"/>
        <result property="email" column="email"/>
    </resultMap>

    <select id="selectAllUsers" resultMap="userResultMap">
        SELECT * FROM user
    </select>
</mapper>

然后，我们将编写一个测试类来演示二级缓存的使用：

package com.example.test;

import com.example.mapper.UserMapper;
import com.example.model.User;
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;
import java.util.List;

public class UserCacheTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 读取Mybatis配置文件
        String resource = "mybatis-config.xml";
        InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
        SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);

        try (SqlSession session1 = sqlSessionFactory.openSession();
             SqlSession session2 = sqlSessionFactory.openSession()) {

            // 使用第一个SqlSession查询用户列表
            List<User> users1 = session1.getMapper(UserMapper.class).selectAllUsers();
            System.out.println("Users from session1: " + users1);
            session1.commit();

            // 使用第二个SqlSession查询用户列表
            List<User> users2 = session2.getMapper(UserMapper.class).selectAllUsers();
            System.out.println("Users from session2: " + users2);
            session2.commit();
        }
    }
}

在上述示例代码中，我们创建了两个SqlSession，分别通过它们查询用户列表。第一个SqlSession执行查询后，会将结果存储到二级缓存中。当第二个SqlSession执行相同的查询时，会首先检查二级缓存中是否有该查询的结果。如果缓存中有结果，就会直接返回缓存中的数据，而不会执行实际的SQL查询。例如，如果数据库中只有一个用户记录，那么输出结果可能是：

Users from session1: [User{id=1, username='user1', password='password1', email='user1@example.com'}]
Users from session2: [User{id=1, username='user1', password='password1', email='user1@example.com'}]

从以上输出可以看出，两个SqlSession查询返回的结果是一样的，说明第二个SqlSession是从二级缓存中获取的数据。

为了更好地理解二级缓存的工作原理，我们展示了如何配置和使用二级缓存，并通过代码示例说明了缓存命中情况。

在启用二级缓存时，可以通过在<cache/>标签中设置一些配置选项来调整缓存的行为。以下是一些常用的配置选项：

• type：指定缓存实现类的全限定名，默认为org.apache.ibatis.cache.impl.PerpetualCache，这是一个永久缓存，不会过期。
• flushInterval：指定缓存刷新间隔，单位为毫秒。默认是0，表示不进行刷新。
• size：指定缓存的最大大小，默认为1024。
• readOnly：指定缓存是否只读。默认为false，表示可以读写。如果设置为true，则表示缓存只读，这样可以提高性能，但不能修改缓存中的数据。

如何根据需求调整配置

根据应用程序的实际情况，选择合适的缓存配置非常重要。例如，如果应用程序中某些数据需要频繁更新，那么你可以设置readOnly为false，使缓存可读写。如果需要定期刷新缓存，可以设置flushInterval。

以下是一个配置示例，设置了缓存为只读，并且每30分钟刷新一次：

<cache type="org.apache.ibatis.cache.impl.PerpetualCache" flushInterval="1800000" readOnly="true" size="1024"/>

启用二级缓存可以带来以下好处：

1. 提高性能：通过复用缓存中的数据，减少对数据库的访问次数，从而提高应用程序的性能。
2. 减少数据库负载：频繁的数据库访问会增加数据库负载，启用二级缓存可以减少这种访问，从而减轻数据库的负担。
3. 提高响应速度：由于数据可以从缓存中直接获取，因此响应速度更快。

使用二级缓存也可能带来一些问题，例如：

1. 数据一致性问题：如果应用程序中存在多个节点或多个线程，缓存的数据可能与数据库中的数据不一致。
2. 缓存失效问题：如果缓存机制实现不当，缓存中的数据可能过时，导致应用程序返回错误的数据。
3. 内存占用：使用二级缓存会占用一定的内存资源，如果缓存的数据过大，可能会导致内存溢出。

在使用二级缓存时，可能会遇到以下一些典型问题：

1. 缓存数据不一致：为了解决这个问题，可以在缓存中设置更新机制。例如，每次数据库中的数据发生变化时，同步更新缓存中的数据。

2. 缓存失效问题：可以通过设置合理的缓存过期时间来解决。例如，可以设置缓存刷新间隔或设置缓存的最大生存时间。

3. 内存占用过大：可以通过调整缓存的最大大小来限制缓存的使用。还可以考虑使用分层缓存策略，例如结合使用本地缓存和分布式缓存。

以下是一些常用的性能优化策略：

1. 合理设置缓存大小：根据应用程序的实际需求，合理设置缓存的最大大小，避免占用过多的内存资源。
2. 使用缓存刷新机制：设置合理的缓存刷新间隔，确保缓存中的数据始终是最新的。
3. 使用读写分离：对于读多写少的应用场景，可以使用读写分离策略，将读操作和写操作分别处理，从而提高性能。

通过上述策略，可以有效地提高应用程序的性能和响应速度，同时避免一些潜在的问题。