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Mybatis二级缓存项目实战入门教程

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Java SSM 数据库

概述

本文详细介绍了Mybatis二级缓存的配置方法和实战应用，从基础概念到配置步骤，再到项目实战，帮助读者全面理解Mybatis二级缓存项目实战。通过具体示例和配置实例，文章展示了如何在实际项目中有效使用二级缓存，提高系统性能。此外，文章还讨论了二级缓存的优化技巧和常见问题解决方法，确保读者能够合理利用缓存机制。

Mybatis基础介绍

Mybatis简介

MyBatis 是一款优秀的持久层框架，它支持定制化 SQL、存储过程以及高级映射。Mybatis 可以将 Java 应用程序中的对象转换为数据库中的记录。它使用简单的 XML 或注解进行配置和原始映射来将 Java 对象映射成数据库中的记录。

Mybatis的优势和应用场景

Mybatis 在设计上具有以下优势：

灵活性：可以编写任何形式的 SQL 语句。
性能：直接编程 SQL，没有中间层，性能较好。
易于维护：基于 XML 的配置文件使 SQL 语句易于维护。
支持存储过程：支持存储过程调用。
支持自定义类型处理器：支持 JDBC 中类型转换外的自定义类型处理。

Mybatis 适用的应用场景包括：

需要灵活的 SQL 语句。
需要高性能的数据库操作。
需要有较强的可维护性的应用。
需要支持不同的数据库系统（如 MySQL、Oracle、SQL Server 等）。

Mybatis的核心概念

Mybatis 的核心概念包括以下几点：

SqlSessionFactory：工厂接口，用于创建 SqlSession 实例。SqlSessionFactory 由 SqlSessionFactoryBuilder 创建，SqlSessionFactoryBuilder 从 XML 或注解创建 SqlSessionFactory 的实例。
```
SqlSessionFactory factory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(reader);
SqlSession session = factory.openSession();
```
SqlSession：Mybatis 的核心接口，提供了配置、执行 SQL 语句、提交或回滚事务的方法。通过 SqlSession 可以执行 CRUD 操作，还可以管理事务。
```
SqlSession session = factory.openSession();
List<User> users = session.selectList("selectUser");
session.commit();
```
Mapper 接口：定义了与数据库交互的方法，这些方法可以映射到 Mybatis 的配置文件或注解配置中。它提供了方法签名，Mybatis 通过反射机制调用这些方法并执行对应的 SQL 语句。
```
public interface UserMapper {
   @Select("SELECT * FROM user WHERE id = #{id}")
   User getUserById(int id);
}
```
Mapper XML 文件：XML 文件中定义了 SQL 语句，可以对应到 Mapper 接口中的方法。这种方式可以将 SQL 语句与 Java 代码分离，使代码更加清晰和可维护。
```
<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
   <select id="getUserById" resultType="com.example.model.User">
       SELECT * FROM user WHERE id = #{id}
   </select>
</mapper>
```

配置文件：配置文件可以是 XML（mybatis-config.xml）或注解。配置文件中可以包含数据库连接信息、事务管理器配置、映射文件路径等信息，还可以配置插件、类型处理器等。

<configuration>
   <environments default="development">
       <environment id="development">
           <transactionManager type="JDBC" />
           <dataSource type="POOLED">
               <property name="driver" value="com.mysql.jdbc.Driver" />
               <property name="url" value="jdbc:mysql://localhost:3306/mydb" />
               <property name="username" value="root" />
               <property name="password" value="password" />
           </dataSource>
       </environment>
   </environments>
   <mappers>
       <mapper resource="com/example/mapper/UserMapper.xml" />
   </mappers>
</configuration>

二级缓存的基本概念

缓存的工作原理

缓存可以分为一级缓存和二级缓存。一级缓存是 SqlSession 级别缓存，二级缓存是 Mapper 级别缓存。缓存的主要作用是减少数据库访问的次数，从而提高系统的性能。

一级缓存：每个 SqlSession 都有一个独立的缓存，当调用 SqlSession 的 select 方法时，会首先检查缓存中是否已经有相应查询的结果，如果有，则直接从缓存中返回结果，否则才会执行 SQL 查询。当提交事务或关闭 SqlSession 时，缓存中的数据会被刷新到数据库。

二级缓存：当多个 SqlSession 执行相同的查询时，会先查询二级缓存，如果二级缓存中有该查询的结果，则直接从二级缓存中返回，否则，会执行数据库查询，并将结果存入二级缓存。

Mybatis中一级缓存与二级缓存的区别

一级缓存和二级缓存的主要区别在于缓存的范围和作用域。

一级缓存：每个 SqlSession 都有一个独立的缓存，当调用 select 方法时，会先检查缓存中是否有相应查询的结果，如果有，则直接从缓存中返回结果。当提交事务或关闭 SqlSession 时，缓存中的数据会被刷新到数据库。
二级缓存：当多个 SqlSession 执行相同的查询时，会先查询二级缓存，如果二级缓存中有该查询的结果，则直接从二级缓存中返回，否则，会执行数据库查询，并将结果存入二级缓存。二级缓存的生命周期是 Mapper 级别的。

二级缓存的作用和优势

二级缓存的主要作用是减少对数据库的访问次数，从而提高系统的性能。它可以在多个 SqlSession 之间共享数据，避免重复查询数据库。

优势包括：

提高性能：减少对数据库的访问，加快应用响应速度。
减少数据库压力：减少数据库的查询次数，降低数据库的压力。
资源利用最大化：通过共享缓存中的数据，提高系统资源的利用效率。

示例代码

假设有一个 User 实体类和一个 UserMapper 接口，我们可以通过二级缓存来提高查询性能。

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

    // 构造函数、getter 和 setter 方法
}

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

在 UserMapper.xml 中配置二级缓存：

<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
    <cache/>
    <select id="getUserById" resultType="com.example.model.User">
        SELECT * FROM user WHERE id = #{id}
    </select>
</mapper>

通过二级缓存，我们可以在查询 User 时直接从缓存中获取数据，减少访问数据库的次数，提高性能。

Mybatis二级缓存的配置方法

开启二级缓存的步骤

要开启二级缓存，需要在配置文件中进行配置。主要步骤如下：

配置全局配置文件 mybatis-config.xml，开启二级缓存。
配置 Mapper XML 文件，指定每个 Mapper 的二级缓存配置。
在对应的 Mapper 接口上使用注解开启二级缓存。

配置全局配置文件

在全局配置文件 mybatis-config.xml 中，启用二级缓存。以下是配置示例：

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

配置 Mapper XML 文件

在每个 Mapper 的 XML 文件中，通过 <cache> 标签来指定缓存配置。以下是一个示例：

<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
    <cache/>
    <select id="getUserById" resultType="com.example.model.User">
        SELECT * FROM user WHERE id = #{id}
    </select>
</mapper>

Mapper 接口注解开启二级缓存

还可以通过 Mapper 接口的注解来开启二级缓存。假设有一个 Mapper 接口 UserMapper，可以在 Mapper 接口上使用 @CacheEnabled 注解来启用缓存。

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

配置二级缓存的XML方式

通过 XML 方式配置二级缓存，可以为每个 Mapper 配置不同的缓存策略。以下是一个完整的配置示例：

<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
    <cache
        type="com.example.cache.MyCustomCache"
        eviction="com.example.cache.MyCustomEviction"
        flushInterval="60000"
        size="100"
        readOnly="true">
        <property name="myProperty" value="myValue"/>
    </cache>
    <select id="getUserById" resultType="com.example.model.User">
        SELECT * FROM user WHERE id = #{id}
    </select>
</mapper>

配置项包括：

type：缓存实现类。
eviction：缓存回收策略。
flushInterval：刷新缓存的间隔时间（毫秒）。
size：缓存的最大条数。
readOnly：是否只读，不允许修改缓存。
property：自定义属性。

配置二级缓存的注解方式

通过注解方式开启二级缓存，可以在 Mapper 接口和 Mapper 接口的方法上使用注解来配置缓存。以下是一个示例：

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

配置项包括：

@CacheEnabled：开启缓存。
@CacheFlush：刷新缓存。当执行某个方法时，会清除对应的缓存。

实战项目搭建

项目环境搭建

搭建 Mybatis 项目环境，需要安装 JDK 和 Maven，然后创建 Maven 项目，引入 Mybatis 和数据库驱动依赖。

创建 Maven 项目：使用 IDE 创建一个新的 Maven 项目，如 IntelliJ IDEA 或 Eclipse。
添加依赖：在 pom.xml 文件中添加 Mybatis 和数据库驱动的依赖。以下是 MySQL 的依赖示例：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.mybatis</groupId>
        <artifactId>mybatis</artifactId>
        <version>3.5.6</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>mysql</groupId>
        <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        <version>8.0.23</version>
    </dependency>
</dependencies>

配置数据库连接信息：创建 mybatis-config.xml 配置文件，配置数据库连接信息和二级缓存。

<configuration>
    <environments default="development">
        <environment id="development">
            <transactionManager type="JDBC" />
            <dataSource type="POOLED">
                <property name="driver" value="com.mysql.cj.jdbc.Driver" />
                <property name="url" value="jdbc:mysql://localhost:3306/mydb" />
                <property name="username" value="root" />
                <property name="password" value="password" />
            </dataSource>
        </environment>
    </environments>
    <settings>
        <setting name="cacheEnabled" value="true"/>
    </settings>
    <mappers>
        <mapper resource="com/example/mapper/UserMapper.xml" />
    </mappers>
</configuration>

创建 Mapper XML 文件：创建 UserMapper.xml 文件，编写 SQL 语句和缓存配置。

<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
    <cache/>
    <select id="getUserById" resultType="com.example.model.User">
        SELECT * FROM user WHERE id = #{id}
    </select>
</mapper>

创建 Mapper 接口：创建 UserMapper.java 接口，定义对应的方法。

```java不再赘述，具体参见前述“二级缓存的作用和优势”部分示例代码。


## 二级缓存功能的应用实例
创建 `UserMapperTest` 类，模拟二级缓存的使用。

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

import java.io.InputStream;

public class UserMapperTest {
    private SqlSessionFactory sqlSessionFactory;

    public UserMapperTest() {
        String resource = "mybatis-config.xml";
        InputStream inputStream = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream(resource);
        sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
    }

    @Test
    public void testGetUserById() {
        try (SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession()) {
            UserMapper mapper = session.getMapper(UserMapper.class);
            User user1 = mapper.getUserById(1);
            User user2 = mapper.getUserById(1);

            // 输出两次查询的结果是否相同
            System.out.println(user1 == user2); // 输出 true，表示同一个对象
        }
    }
}

二级缓存的优化技巧

为了更好地使用二级缓存，可以采取以下优化技巧：

合理设置缓存的大小：根据实际情况设置缓存的大小，不要设置过大，以免占用过多内存。
设置合理的刷新时间：如果数据更新频繁，可以设置较短的刷新时间；如果数据更新较少，可以设置较长的刷新时间。
使用自定义缓存实现：Mybatis 允许自定义缓存实现，可以根据需要实现不同的缓存策略。
注意缓存的一致性问题：当涉及到多线程或多 SqlSession 时，注意缓存的一致性问题。
不要滥用缓存：根据实际需求，合理使用缓存，避免不必要的缓存，减少内存占用。

示例代码

假设我们有一个 User 实体类和一个 UserMapper 接口，并在 UserMapper.xml 文件中配置了二级缓存。为了进一步提高性能，我们可以采用以下优化技巧。

合理设置缓存大小：
在 UserMapper.xml 文件中，根据实际情况调整缓存大小：

<cache type="com.example.cache.MyCustomCache" eviction="com.example.cache.MyCustomEviction" flushInterval="60000" size="100" readOnly="true"/>

设置合理的刷新时间：
根据数据更新频率设置刷新时间：

<cache type="com.example.cache.MyCustomCache" eviction="com.example.cache.MyCustomEviction" flushInterval="60000" size="100" readOnly="true"/>

使用自定义缓存实现：
实现自定义缓存策略：

public class MyCustomCache implements Cache {
   // 缓存实现代码
}

注意多线程的一致性问题：
当多个线程使用同一个 Mapper 时，注意缓存的一致性问题，避免数据不一致的情况。

二级缓存常见问题及解决方法

常见问题及现象

缓存失效：当数据库数据变化时，二级缓存中的数据没有及时更新。
缓存命中率低：查询的数据在缓存中没有命中，每次都从数据库中查询。
缓存一致性问题：多个 SqlSession 之间缓存数据不一致。
缓存过大：缓存占用过多内存，导致系统性能下降。

解决方案和最佳实践

手动刷新缓存：在数据更新后手动刷新缓存，确保缓存中的数据是最新的。
```
mapper.getUserById(1);
mapper.flushCache();
```

合理设置缓存参数：根据实际需求设置缓存的大小、刷新时间等参数。

<cache type="com.example.cache.MyCustomCache" eviction="com.example.cache.MyCustomEviction" flushInterval="60000" size="100" readOnly="true"/>

使用自定义缓存实现：根据实际需求实现自定义缓存策略，提高缓存的灵活性和性能。
```
public class MyCustomCache implements Cache {
   // 缓存实现代码
}
```
注意多线程的一致性：当多个线程使用同一个 Mapper 时，注意缓存的一致性问题，避免数据不一致的情况。
合理设计缓存策略：根据实际需求设计缓存策略，避免缓存过大或命中率过低。

注意事项和编程规范

不要滥用缓存：缓存不能解决所有问题，要根据实际需求合理使用缓存。
确保缓存的一致性：当数据发生变化时，及时刷新缓存，确保缓存中的数据是最新的。
注意缓存的大小：避免缓存过大导致内存占用过多。
合理设置缓存参数：根据实际需求设置缓存的大小、刷新时间等参数。
注意缓存的使用场景：缓存适用于数据不经常变化且查询频率高的场景。

总结与实践

二级缓存总结

二级缓存可以显著提高系统的性能，减少数据库访问次数。通过合理配置和使用二级缓存，可以提高应用的响应速度，降低数据库的压力。但是，二级缓存也有一些需要注意的问题，如缓存一致性、缓存大小等。

示例代码

为了验证二级缓存的效果，我们可以在 UserMapperTest 类中添加更多的测试用例来验证二级缓存的功能，如验证缓存刷新、缓存大小等。

实战项目回顾

在实战项目中，我们搭建了 Mybatis 项目环境，配置了二级缓存，并编写了测试代码。通过测试代码，我们验证了二级缓存的功能，并了解了其工作原理。

进一步学习的方向和资源

为了进一步学习 Mybatis 和二级缓存，可以参考以下资源：

官方文档：Mybatis 官方文档详细介绍了 Mybatis 的配置、使用方法以及缓存机制。
慕课网：慕课网提供了大量的 Mybatis 课程，可以帮助你深入学习 Mybatis。
GitHub：GitHub 上有很多 Mybatis 的示例项目，可以参考这些项目来学习二级缓存的使用。

通过这些资源，你可以进一步提高对 Mybatis 二级缓存的理解和应用能力。

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