Mybatis二级缓存学习教程

Mybatis二级缓存学习主要介绍了Mybatis的缓存机制，特别是二级缓存的配置和使用方法。文章详细讲解了开启和配置二级缓存的步骤，并提供了示例代码和测试案例来验证缓存的效果。通过学习，读者可以更好地优化应用程序的数据库访问性能。

Mybatis 是一个优秀的持久层框架，它支持定制化 SQL 映射和存储过程调用。Mybatis 的缓存机制是其重要的功能之一，它可以帮助提高数据库访问性能，减少数据库的访问次数，从而提升应用程序的性能。

Mybatis缓存机制概述

Mybatis 的缓存机制分为一级缓存和二级缓存两种。

• 一级缓存（Local Cache）：一级缓存也被称为会话级缓存，它是 SqlSession 实例级别的缓存。默认情况下，一级缓存已经开启，不需要任何配置。当一个 SqlSession 对象执行查询时，如果查询结果已经存在该 SqlSession 一级缓存中，那么将直接从缓存中返回结果，而不是向数据库发出查询请求。
• 二级缓存（Global Cache）：二级缓存也被称为全局缓存，它的作用范围是整个应用，所有 SqlSession 共享一个二级缓存实例。二级缓存需要手动开启和配置。

一级缓存和二级缓存的区别

二级缓存的概念

二级缓存（Second Level Cache）是 Mybatis 提供的一种跨 SqlSession 的缓存机制。二级缓存不是默认开启的，需要手动配置。二级缓存的数据对所有 SqlSession 都是可见的，当一个 SqlSession 从数据库中查询数据后，会将数据存储到二级缓存中，后续的 SqlSession 可以直接从二级缓存中获取数据，而无需再次查询数据库。

二级缓存的作用

二级缓存的主要作用是提高查询性能和减少数据库访问次数。当多个 SqlSession 需要访问相同的数据时，可以通过二级缓存来提高查询效率。同时，二级缓存还可以降低数据库的 I/O 负担，减少数据库的压力。

配置Mybatis全局缓存

在 Mybatis 的全局配置文件 mybatis-config.xml 中，可以通过配置 <setting> 标签来开启二级缓存。以下是配置示例：

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

配置Mapper级别缓存

在 Mapper XML 文件中，可以通过配置 <cache> 标签来开启二级缓存。以下是配置示例：

<cache/>

或者可以指定缓存的属性，例如缓存的实现类、缓存的引用等：

<cache
    eviction="FIFO"  <!-- 缓存回收策略，可以是 "LRU"，"LFU"，"FIFO"，"SOFT" 或 "WEAK" -->
    flushInterval="60000"  <!-- 缓存刷新间隔 -->
    size="512"  <!-- 缓存的最大缓存条数 -->
    readOnly="true"  <!-- 只读缓存，减少内存占用 -->
    />

示例代码

假设我们有一个 UserMapper.xml 文件，其中开启了二级缓存：

<cache/>

并且在全局配置文件 mybatis-config.xml 中，开启了全局缓存：

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

适合使用二级缓存的场景

二级缓存适合在以下场景中使用：

1. 数据不经常变化：例如某些统计信息、配置信息等。
2. 多个地方需要访问相同的数据：例如用户信息、商品信息等。

二级缓存的优势

• 提高查询效率：通过缓存机制，减少了数据库的访问次数，提高了查询效率。
• 减轻数据库压力：由于减少了数据库访问次数，可以减轻数据库 I/O 负担，提升数据库的性能。
• 减少网络延迟：对于分布式系统，通过缓存可以减少网络延迟。

哪些对象适合缓存

并不是所有对象都适合缓存。一般来说，以下类型的对象适合缓存：

• 数据不经常变化：缓存的数据应该是相对稳定的，否则频繁更新缓存会导致缓存失效，降低缓存的命中率。
• 数据量不大：如果数据量过大，缓存可能会占用大量内存空间，影响性能。
• 数据一致性要求不高：如果数据的一致性要求较高，缓存可能导致数据不一致的问题。

如何处理并发问题

在多线程环境下，缓存可能会出现并发问题。例如，多个线程同时访问同一个缓存，可能会导致缓存数据不一致或者缓存失效。为了处理并发问题，可以采用以下策略：

• 缓存同步机制：在缓存数据发生变化时，及时同步缓存数据。
• 缓存过期机制：设置缓存的过期时间，过期后自动刷新缓存。
• 缓存锁定机制：在访问缓存时，使用锁机制来保证缓存的线程安全性。

以下是一个使用锁机制来处理并发问题的例子：

public class UserService {
    @Autowired
    private UserMapper userMapper;

    public User getUserInfo(int userId) {
        // 使用锁机制保证线程安全
        synchronized (this) {
            return userMapper.selectUserById(userId);
        }
    }
}

并且在配置文件中可以指定缓存的属性，例如：

<cache
    eviction="FIFO"
    flushInterval="60000"
    size="512"
    readOnly="true"
/>

示例代码

假设我们有一个 UserService 类，其中有一个方法 getUserInfo 用于获取用户信息：

public class UserService {
    @Autowired
    private UserMapper userMapper;

    public User getUserInfo(int userId) {
        // 使用锁机制保证线程安全
        synchronized (this) {
            return userMapper.selectUserById(userId);
        }
    }
}

在 UserMapper.xml 中，开启了二级缓存：

<cache/>

这样，当多个线程同时访问同一个用户信息时，可以通过二级缓存来提高查询效率，减少数据库的访问次数。

编写单元测试

为了验证二级缓存的功能，可以编写单元测试来验证缓存的命中率。以下是一个简单的单元测试示例：

import org.apache.ibatis.session.SqlSession;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactory;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactoryBuilder;
import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;

import java.io.InputStream;

public class CacheTest {

    private SqlSessionFactory sqlSessionFactory;

    @BeforeEach
    public void setUp() throws Exception {
        // 读取 Mybatis 配置文件
        String resource = "mybatis-config.xml";
        InputStream inputStream = getClass().getClassLoader().getResourceAsStream(resource);
        sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
    }

    @Test
    public void testCache() throws Exception {
        SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
        UserMapper mapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);

        // 第一次查询用户信息
        User user1 = mapper.selectUserById(1);
        System.out.println("第一次查询结果：" + user1);

        // 关闭 SqlSession
        sqlSession.close();

        // 打开一个新的 SqlSession
        sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
        mapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);

        // 第二次查询用户信息
        User user2 = mapper.selectUserById(1);
        System.out.println("第二次查询结果：" + user2);

        // 验证两次查询结果是否相同
        assert user1.equals(user2);
    }

    @AfterEach
    public void tearDown() throws Exception {
        // 清理资源
        sqlSessionFactory.clearCache();
    }
}

测试缓存的命中率

为了进一步验证缓存的命中率，可以编写一个测试用例来统计缓存的命中次数和查询次数：

import org.apache.ibatis.session.SqlSession;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactory;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactoryBuilder;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;

import java.io.InputStream;

public class CacheHitRateTest {

    private SqlSessionFactory sqlSessionFactory;
    private int hitCount;
    private int queryCount;

    @BeforeEach
    public void setUp() throws Exception {
        // 读取 Mybatis 配置文件
        String resource = "mybatis-config.xml";
        InputStream inputStream = getClass().getClassLoader().getResourceAsStream(resource);
        sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
    }

    @Test
    public void testCacheHitRate() throws Exception {
        SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
        UserMapper mapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);

        // 第一次查询用户信息
        User user1 = mapper.selectUserById(1);
        System.out.println("第一次查询结果：" + user1);
        queryCount++;
        if (user1 != null) {
            hitCount++;
        }

        // 关闭 SqlSession
        sqlSession.close();

        // 打开一个新的 SqlSession
        sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
        mapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);

        // 第二次查询用户信息
        User user2 = mapper.selectUserById(1);
        System.out.println("第二次查询结果：" + user2);
        queryCount++;
        if (user2 != null) {
            hitCount++;
        }

        // 计算缓存命中率
        double hitRate = (double) hitCount / queryCount;
        System.out.println("缓存命中率：" + hitRate);
    }
}

用户模型和Mapper接口定义

为了更好地理解如何使用二级缓存，以下是一个简单的用户模型以及 UserMapper 接口的定义：

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

    // Getter 和 Setter 方法
}

public interface UserMapper {
    User selectUserById(int id);
}

通过上述测试用例，可以验证二级缓存的命中率，并验证缓存机制是否正常工作。

本文详细介绍了 Mybatis 二级缓存的基本概念、配置方法、使用场景和注意事项。通过示例代码和单元测试，可以更好地理解和使用二级缓存。希望本文能够帮助大家提高 Mybatis 缓存的使用水平，提升应用程序的性能。