Mybatis二级缓存教程：入门与实践指南

Mybatis二级缓存教程详细介绍了Mybatis缓存机制，包括一级缓存和二级缓存的区别、二级缓存的启用条件和配置方法。文章还探讨了二级缓存的使用场景、注意事项以及实践案例，帮助开发者更好地理解和应用二级缓存。

什么是Mybatis缓存

Mybatis是基于Java的持久化框架，用于将Java对象和数据库记录之间进行映射。其核心功能之一是提供了缓存机制，可以优化数据库访问的性能。Mybatis的缓存分为两级：一级缓存和二级缓存。

一级缓存是SqlSession级别的缓存，每个SqlSession都有自己的缓存，当向数据库查询数据时，先查询本地缓存，如果缓存中存在数据，则直接返回，否则再查询数据库，将查询到的结果放入本地缓存中。

二级缓存是Mapper级别的缓存，即在整个应用中共享的缓存。当查询数据时，如果本地缓存中没有数据，则会查询二级缓存。二级缓存是可选的，需要手动开启。

Mybatis缓存的类型介绍

Mybatis缓存主要分为两种类型：一级缓存和二级缓存。

• 一级缓存：也称为本地缓存，是SqlSession级别的缓存。在同一个SqlSession内，查询相同的数据时，会从缓存中直接获取，而不是从数据库中获取，这样可以减少数据库的访问次数，提高查询效率。当SqlSession关闭时，一级缓存将被清除。

• 二级缓存：也称为共享缓存，是Mapper级别的缓存，可以在整个应用范围内共享。当同一个Mapper的不同SqlSession查询相同的数据时，会先查询二级缓存。二级缓存可以提高系统整体的查询效率，但需要手动开启和配置。

一级缓存与二级缓存的区别

一级缓存和二级缓存主要在以下几个方面有所不同:

• 缓存级别：一级缓存是SqlSession级别的缓存，每个SqlSession都有自己的缓存；二级缓存是Mapper级别的缓存，可以在整个应用范围内共享。
• 缓存范围：一级缓存只影响当前的SqlSession，当SqlSession关闭时，缓存将被清除；二级缓存可以跨越SqlSession的范围，多个SqlSession可以共享缓存。
• 开启方式：一级缓存是默认开启的，不需要任何配置；二级缓存需要手动开启和配置。
• 应用场景：一级缓存主要用于减少同一SqlSession内的重复查询；二级缓存用于减少不同SqlSession之间的重复查询。

二级缓存的基本概念

二级缓存的主要作用是减少不同SqlSession之间的重复查询，提高系统整体的查询效率。当多个SqlSession查询同一个Mapper中的相同数据时，会先查询二级缓存，如果缓存中有数据，直接返回，否则再查询数据库。

二级缓存的启用条件

要启用二级缓存，需要满足以下几个条件：

1. 全局设置：需要在Mybatis配置文件中全局启用二级缓存。

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

2. Mapper级设置：需要在Mapper配置文件或注解中设置启用二级缓存。

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

   或使用注解方式：

   @CacheEnabled
   public interface UserMapper {
      // 方法定义
   }

3. 实体对象：实体对象需要实现Serializable接口，以便可以在不同SqlSession之间共享。

二级缓存的配置方法

二级缓存的配置主要分为全局配置和Mapper配置两种方式。

• 全局配置：在Mybatis配置文件中设置全局启用二级缓存。

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

• Mapper配置：在Mapper配置文件或注解中设置启用二级缓存。

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

  或使用注解方式：

  @CacheEnabled
  public interface UserMapper {
     // 方法定义
  }

配置全局二级缓存

全局启用二级缓存需要在Mybatis配置文件中的settings节点下设置cacheEnabled为true。

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

配置特定Mapper的二级缓存

在Mapper配置文件或注解中，可以通过<cache>标签或@CacheEnabled注解来配置特定Mapper的二级缓存。

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

或使用注解方式：

@CacheEnabled
public interface UserMapper {
    // 方法定义
}

使用注解开启二级缓存

除了@CacheEnabled注解，还可以使用@CacheNamespace注解来开启二级缓存。

@CacheNamespace
public interface UserMapper {
    // 方法定义
}

二级缓存适用于频繁读取数据的场景。例如，在一个电商系统中，商品信息通常被频繁查询，但更新较少。在这种情况下，可以启用二级缓存来提高查询效率。
二级缓存不适用于需要实时更新数据的场景。例如，在一个即时通讯系统中，消息状态需要实时更新，如果启用二级缓存，可能导致数据不一致的问题。

缓存更新策略

二级缓存需要设置缓存更新策略，以确定何时更新缓存。Mybatis提供了几种方式来更新缓存：

• 按需刷新：当查询的数据不在缓存中时，再查询数据库，并将查询到的数据放入缓存。
• 刷新缓存：当查询的数据在缓存中时，如果缓存中的数据过期了，会重新查询数据库并更新缓存。
• 手动刷新：可以通过代码手动刷新缓存，以确保缓存中的数据是最新的。

例如，手动刷新缓存的代码示例如下：

mapper.clearCache();

缓存的清除机制

二级缓存在某些情况下需要手动清除缓存，例如系统重启或数据更新后。可以通过以下方式清除缓存：

• 手动清除：调用Mapper的clearCache()方法来清除缓存。
• 按需清除：当执行某些操作（如更新、删除）后，可以自动清除缓存。

例如，手动清除缓存的代码示例如下：

mapper.clearCache();

如何避免缓存导致的问题

在使用二级缓存时，需要注意以下几点以避免缓存导致的问题：

• 数据一致性：确保缓存中的数据是最新的，可以通过设置合理的缓存过期时间来解决。
• 缓存穿透：当查询的数据不在数据库中时，需要确保缓存中没有这些数据，否则会导致缓存穿透。
• 缓存击穿：当查询的数据在缓存中过期后，需要确保缓存中的数据会被及时更新。

实战演示二级缓存的配置与效果

下面通过一个简单的案例来演示如何配置和使用Mybatis二级缓存。

1. 创建实体类

首先，创建一个实体类User，该类需要实现Serializable接口以便于缓存。

public class User implements Serializable {
    private int id;
    private String name;
    private String email;
    // 省略getter和setter方法
}

2. 编写Mapper接口

编写Mapper接口UserMapper，并使用@CacheEnabled注解开启二级缓存。

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

3. 编写Mapper配置文件

在Mapper配置文件中，设置开启二级缓存。

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

4. 编写测试代码

编写测试代码来验证二级缓存的效果。

@Test
public void testUserMapper() {
    SqlSessionFactory sqlSessionFactory = SqlSessionFactoryBuilder.builder().build(mybatisConfig());
    SqlSession sqlSession1 = sqlSessionFactory.openSession();
    SqlSession sqlSession2 = sqlSessionFactory.openSession();

    try {
        UserMapper userMapper1 = sqlSession1.getMapper(UserMapper.class);
        UserMapper userMapper2 = sqlSession2.getMapper(UserMapper.class);

        long startTime1 = System.currentTimeMillis();
        User user1 = userMapper1.getUserById(1);
        long endTime1 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("第一次查询耗时: " + (endTime1 - startTime1));

        sqlSession1.commit();

        long startTime2 = System.currentTimeMillis();
        User user2 = userMapper2.getUserById(1);
        long endTime2 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("第二次查询耗时: " + (endTime2 - startTime2));
    } finally {
        sqlSession1.close();
        sqlSession2.close();
    }
}

5. 运行测试代码

运行测试代码，观察查询时间和查询次数。第一次查询会从数据库中获取数据并放入缓存，第二次查询会直接从缓存中获取数据。

常见问题及解决方法

问题1：缓存数据过期

当缓存中的数据过期时，可以重新查询数据库并更新缓存。可以通过设置合适的缓存过期时间来解决。
例如：

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

问题2：缓存穿透

当查询的数据不存在时，需要确保缓存中没有这些数据。可以通过自定义缓存实现来处理这种情况。

问题3：缓存击穿

当查询的数据在缓存中过期后，需要确保缓存中的数据会被及时更新。可以通过设置合适的缓存过期时间或手动刷新缓存来解决。

通过以上步骤和示例，可以更好地理解和使用Mybatis二级缓存，从而提高系统的查询性能。