Mybatis一级缓存教程：入门与实践详解

MyBatis 提供了强大的缓存机制，分为一级缓存和二级缓存，其中一级缓存是 SqlSession 级别的本地缓存，可以显著提升应用的性能。本文将详细介绍 MyBatis 一级缓存的工作原理、配置方法、常见问题及解决方案，帮助读者更好地理解和应用 MyBatis 一级缓存。

MyBatis 缓存简介

什么是 MyBatis 缓存

MyBatis 是一个优秀的持久层框架，它支持自定义 SQL、存储过程以及高级映射。MyBatis 提供了强大的缓存机制，可以显著提升应用的性能。缓存的目标是在获取数据时减少数据库的访问次数，从而提高数据访问的效率。MyBatis 缓存分为一级缓存和二级缓存。

缓存的作用和意义

缓存可以有效地减少数据库访问次数，提高应用的响应速度。在数据库操作过程中，缓存可以存储查询结果，当再次请求相同的数据时，可以直接从缓存中读取，而不需要再次访问数据库。

1. 降低数据库访问次数：缓存可以减少对数据库的查询次数，减轻数据库的压力。
2. 提高响应速度：缓存数据可以直接提供给应用程序，从而提高系统的响应速度。
3. 提高系统性能：通过减少数据库交互，系统性能得到提升。

MyBatis 缓存的分类

MyBatis 缓存主要分为一级缓存和二级缓存。

1. 一级缓存：
   • 概念：一级缓存也称为本地缓存，它是 SqlSession 级别的缓存。每个 SqlSession 对象都有一个本地缓存，用于缓存从数据库获取的数据。本地缓存是默认开启的。
   • 生命周期：一级缓存的生命周期与 SqlSession 相同。当 SqlSession 被关闭或提交时，本地缓存中的数据会被清除。
2. 二级缓存：
   • 概念：二级缓存也称为全局缓存或共享缓存，它是全局级别的缓存。二级缓存可以被多个 SqlSession 共享，存储的数据更持久。
   • 生命周期：二级缓存的生命周期通常与整个应用或应用服务器的生命周期相同。

MyBatis 一级缓存的原理和工作方式

一级缓存的概念

一级缓存是 SqlSession 级别的缓存。当一个 SqlSession 执行查询操作时，查询结果会暂时存储在该 SqlSession 的本地缓存中。当同一个 SqlSession 再次执行相同的数据查询时，结果直接从缓存中获取，而不会再次访问数据库。

一级缓存的默认行为

一级缓存默认是开启的，不需要特殊配置。当 SqlSession 执行查询操作时，查询结果会被缓存到本地缓存中。后续的相同查询可以直接从缓存中获取结果。

一级缓存的工作流程

1. 查询操作：当 SqlSession 执行查询操作时，首先会尝试从本地缓存中查找数据。
2. 缓存命中：如果缓存中有该查询的结果，则直接返回缓存中的数据。
3. 缓存未命中：如果缓存中没有该查询的结果，则从数据库中获取数据，并将数据存储到缓存中。
4. 结果返回：将查询结果返回给应用程序。

一级缓存的生命周期

一级缓存的生命周期与 SqlSession 相同。当 SqlSession 被关闭或提交时，本地缓存中的数据会被清除。具体生命周期如下：

1. SqlSession 创建：创建一个新的 SqlSession 时，会自动创建一个新的本地缓存。
2. 数据查询：执行数据查询操作时，数据会被缓存到本地缓存中。
3. SqlSession 关闭或提交：当 SqlSession 被关闭或提交时，本地缓存中的数据会被清除。

如何开启和关闭 MyBatis 一级缓存

默认配置下的缓存行为

默认情况下，一级缓存是开启的，不需要特殊配置。当 SqlSession 执行查询操作时，查询结果会被缓存到本地缓存中。后续的相同查询可以直接从缓存中获取结果。

通过设置开启或关闭一级缓存

在 MyBatis 的配置文件中，可以通过设置 cacheEnabled 参数来开启或关闭一级缓存。例如：

<cacheEnabled>true</cacheEnabled>

• true 表示开启一级缓存，默认值。
• false 表示关闭一级缓存，不使用本地缓存。

配置文件中的相关参数解释

在 MyBatis 的配置文件中，可以配置一级缓存的相关参数。例如：

<cacheEnabled>true</cacheEnabled>
<useCache>false</useCache>

• <cacheEnabled>：启用或禁用一级缓存。
• <useCache>：在映射器配置文件中，可以为每个查询语句单独设置是否使用缓存。例如：

<select id="selectUser" resultMap="UserResultMap" useCache="true">
    SELECT * FROM users WHERE id = #{id}
</select>

• useCache="true" 表示该查询语句使用缓存。
• useCache="false" 表示该查询语句不使用缓存。

MyBatis 一级缓存的常见问题及解决方案

缓存的问题示例

1. 缓存失效问题：

   • 当执行插入、更新或删除操作时，如果缓存中有对应的查询结果，会导致缓存中的数据不一致。
2. 查询缓存不一致问题：
   • 当多个 SqlSession 执行相同的查询操作时，如果其中一个 SqlSession 修改了数据，其他 SqlSession 的查询结果仍然是旧的缓存数据，导致结果不一致。

常见问题分析

1. 缓存失效问题：

   • 插入、更新或删除操作会刷新缓存，如果缓存中有对应的查询结果，会导致缓存中的数据不一致。
   • 例如，执行一个更新操作后，本地缓存中的数据仍然是旧的，导致查询结果不一致。
2. 查询缓存不一致问题：
   • 多个 SqlSession 执行相同的查询操作时，如果其中一个 SqlSession 修改了数据，其他 SqlSession 的查询结果仍然是旧的缓存数据，导致结果不一致。
   • 例如，SqlSession A 更新了用户信息，但 SqlSession B 查询用户信息时仍然获取到旧的缓存数据，导致查询结果不一致。

解决方案和最佳实践

1. 刷新缓存：

   • 在执行插入、更新或删除操作后，刷新缓存以确保缓存中的数据是最新的。
   • 例如，使用 SqlSession.refresh() 或 SqlSession.clearCache() 方法刷新缓存。

2. 手动清除缓存：

   • 在需要时手动清除缓存，确保缓存中的数据是最新的。
   • 例如，执行更新操作后手动清除缓存：

   sqlSession.update("updateUser", user);
   sqlSession.clearCache();

3. 合理设置缓存策略：
   • 在缓存配置中合理设置缓存策略，确保缓存的有效性。
   • 例如，设置合理的缓存过期时间，避免缓存数据过期。

MyBatis 一级缓存与二级缓存的区别

二级缓存的概念

二级缓存是全局缓存或共享缓存，它是多个 SqlSession 共享的缓存。二级缓存可以被多个 SqlSession 共享，存储的数据更持久。

一级缓存和二级缓存的对比

1. 缓存级别：

   • 一级缓存：SqlSession 级别的缓存。
   • 二级缓存：全局级别的缓存。

2. 缓存生命周期：

   • 一级缓存：生命周期与 SqlSession 相同。
   • 二级缓存：生命周期通常与整个应用或应用服务器的生命周期相同。

3. 缓存共享：

   • 一级缓存：每个 SqlSession 有一个独立的缓存。
   • 二级缓存：多个 SqlSession 共享同一个缓存。
4. 缓存开启方式：
   • 一级缓存：默认开启，不需要特殊配置。
   • 二级缓存：需要配置开启，通常在配置文件中开启。

何时使用一级缓存，何时使用二级缓存

• 一级缓存：

  • 适用于不需要共享缓存的场景，每个 SqlSession 有独立的缓存。
  • 适用于单个 SqlSession 内部的数据查询。
  • 适用于缓存生命周期较短的场景。
• 二级缓存：
  • 适用于需要共享缓存的场景，多个 SqlSession 共享同一个缓存。
  • 适用于多个 SqlSession 需要访问相同数据的场景。
  • 适用于缓存生命周期较长的场景，更持久的数据存储。

MyBatis 一级缓存的实战应用

一级缓存的使用场景

1. 减少数据库访问次数：

   • 当同一个 SqlSession 内部多次执行相同的查询操作时，可以利用一级缓存减少数据库访问次数。
   • 例如，在用户登录场景中，查询用户信息可以利用一级缓存减少数据库访问次数。
2. 提高响应速度：
   • 从缓存中读取数据比从数据库中读取数据要快，可以提高系统的响应速度。
   • 例如，在频繁访问的数据查询场景中，利用一级缓存提高系统响应速度。

示例代码演示

下面是一个简单的示例代码，演示如何使用一级缓存。

1. 配置文件：

   • 在 MyBatis 的配置文件中，确保开启缓存：

   <cacheEnabled>true</cacheEnabled>

2. DAO 接口：

   • 定义一个简单的 DAO 接口，用于查询用户信息：

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

3. 映射文件：

   • 定义用户查询的映射文件，设置缓存：

   <mapper namespace="com.example.UserDao">
      <cache/>
   
      <select id="selectUserById" resultMap="UserResultMap" useCache="true">
          SELECT * FROM users WHERE id = #{id}
      </select>
   </mapper>

4. Java 代码：

   • 创建两个 SqlSession，分别执行查询操作，演示一级缓存的效果：

   SqlSessionFactory factory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(Resources.getResourceAsReader("mybatis-config.xml"));
   SqlSession sqlSession1 = factory.openSession();
   SqlSession sqlSession2 = factory.openSession();
   
   UserDao userDao1 = sqlSession1.getMapper(UserDao.class);
   UserDao userDao2 = sqlSession2.getMapper(UserDao.class);
   
   // 第一次查询
   User user1 = userDao1.selectUserById(1);
   System.out.println("User 1: " + user1);
   
   // 第二次查询，使用同一个 SqlSession
   User user2 = userDao1.selectUserById(1);
   System.out.println("User 2: " + user2);
   
   // 第三次查询，使用另一个 SqlSession
   User user3 = userDao2.selectUserById(1);
   System.out.println("User 3: " + user3);
   
   sqlSession1.close();
   sqlSession2.close();

   上述代码中，第一次查询结果会被缓存到 sqlSession1 的本地缓存中。第二次查询时，由于使用同一个 SqlSession，直接从缓存中获取结果。第三次查询使用另一个 SqlSession，需要从数据库中获取结果。

实际项目中的应用案例

在实际项目中，一级缓存可以广泛应用于需要频繁进行数据库查询的场景中，如用户登录、商品信息查询等。以下是一个实际项目中的应用案例：

1. 用户登录：

   • 在用户登录场景中，需要查询用户信息，可以利用一级缓存减少数据库访问次数。

   public User login(String username, String password) {
      SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
      try {
          UserDao userDao = sqlSession.getMapper(UserDao.class);
          User user = userDao.selectUserByUsername(username);
          if (user != null && user.getPassword().equals(password)) {
              return user;
          }
          return null;
      } finally {
          sqlSession.close();
      }
   }

2. 商品信息查询：

   • 在商品信息查询场景中，可以利用一级缓存提高系统响应速度。

   
   public List<Product> getProducts() {
      SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
      try {
          ProductDao productDao = sqlSession.getMapper(ProductDao.class);
          List<Product> products = productDao.getAllProducts();
          return products;
      } finally {
          sqlSession.close();
      }
   }
   ``

通过上述示例，可以看到一级缓存在实际项目中的应用，可以显著提升系统的性能和响应速度。