Mybatis一级缓存学习入门

本文介绍了Mybatis一级缓存的工作原理和适用场景，帮助读者快速掌握Mybatis一级缓存的学习入门知识。通过详细解释缓存机制和操作示例，文章展示了如何启用和禁用一级缓存，以及解决常见问题的方法。内容覆盖了缓存的生命周期、实现机制和优化策略，帮助读者深入理解Mybatis缓存的使用。

MyBatis概述

MyBatis 是一个优秀的持久层框架，它支持定制化 SQL、存储过程以及高级映射。MyBatis 避免了几乎所有的 JDBC 代码和手动设置参数以及获取结果集。MyBatis 可以使用简单的 XML 或注解进行配置和原始映射，将接口和 Java 的 POJOs(Plain Old Java Objects) 映射成数据库中的记录。

MyBatis 简化了数据库操作，提供了更简洁的编程模型，使得开发人员可以专注于业务逻辑的实现，而不需要过多考虑底层的数据库操作细节。

MyBatis的基本架构

MyBatis 的基本架构可以分为以下几个主要部分：

1. SqlSessionFactory：这是整个 MyBatis 框架的核心所在，开发人员需要根据配置文件构建 SqlSessionFactory，然后通过这个工厂创建 SqlSession。SqlSessionFactory 通常由一个独立的工厂对象创建，这个工厂对象是不可变的。

2. SqlSession：这是一个顶层的 API，提供了在数据库操作中的所有功能，包括执行 SQL 语句、提交或回滚事务等。

3. Configuration：配置 MyBatis 的内部对象，包括环境设置、类型处理器、插件、映射器等。

4. Executor：执行器接口，用于执行已编译的 SQL 语句。

5. Mapper：映射器接口负责映射 Java 数据模型到数据库表。映射器接口由 MyBatis 自动处理，实现时只需提供 SQL 语句的定义即可。

6. Mapped Statements：映射语句的封装，是 MyBatis 的核心对象，描述了 SQL 语句、参数映射、结果映射等。

7. ParameterMap：存放输入参数映射。

8. ResultSet：存放输出参数映射。

9. Configuration：配置对象，包含所有配置信息及动态构建机制的实现。

10. TypeHandler：类型处理器，负责处理 Java 类型与 JDBC 类型之间的映射。

11. Transaction：事务接口，负责定义事务管理的实现。

12. Environment：环境配置，包括数据库连接信息、事务管理配置等。

13. DataSource：数据源接口，负责连接数据库。

MyBatis的基本架构示例代码

<!-- mybatis-config.xml 配置文件 -->
<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/mybatis"/>
                <property name="username" value="root"/>
                <property name="password" value="password"/>
            </dataSource>
        </environment>
    </environments>
    <mappers>
        <mapper resource="com/mybatis/example/UserMapper.xml"/>
    </mappers>
</configuration>

// UserMapper.xml 映射文件
<mapper namespace="com.mybatis.example.UserMapper">
    <select id="selectUser" resultType="com.mybatis.example.User">
        SELECT * FROM user WHERE id = #{id}
    </select>
</mapper>

// UserMapper 接口
public interface UserMapper {
    User selectUser(int id);
}

// 创建 SqlSessionFactory
SqlSessionFactory factory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(Resources.getResourceAsReader("mybatis-config.xml"));

// 使用 SqlSessionFactory 创建 SqlSession
SqlSession session = factory.openSession();

// 使用 SqlSession 获取映射器接口的实例
UserMapper mapper = session.getMapper(UserMapper.class);

// 执行查询操作
User user = mapper.selectUser(1);

Java 配置类

@Configuration
public class MyBatisConfig {
    @Bean
    public SqlSessionFactory sqlSessionFactory(@Qualifier("dataSource") DataSource dataSource) throws Exception {
        SqlSessionFactoryBean factoryBean = new SqlSessionFactoryBean();
        factoryBean.setDataSource(dataSource);
        return factoryBean.getObject();
    }
}

缓存的作用

缓存是一种数据存储技术，用于存储频繁访问的数据以提高数据访问速度。缓存可以减少对数据库的直接访问，从而提高系统的整体性能和响应时间。在数据库操作中，缓存可以减少重复查询的开销，提高查询效率。

MyBatis一级缓存的定义

MyBatis 一级缓存指的是 SqlSession 级别的缓存，每个 SqlSession 实例都有自己的缓存，当 SqlSession 执行查询时，会先从缓存中查找，如果缓存中存在，则直接返回缓存中的结果，否则再去数据库中查询。一级缓存是 MyBatis 默认提供的缓存机制，不需要特别配置就可以使用。

一级缓存的存在减少了对数据库的直接访问次数，从而提高了查询效率。

缓存的生命周期

SqlSession 一级缓存的生命周期与 SqlSession 的生命周期相同。当 SqlSession 创建时，缓存也被创建，当 SqlSession 关闭时，缓存也被清空。因此，一级缓存只在单个 SqlSession 中有效。当同一个 SqlSession 执行相同的 SQL 查询时，如果缓存中存在数据，则直接从缓存中返回结果；如果缓存中没有数据，则去数据库中查询并将结果放入缓存中。

缓存的实现机制

MyBatis 一级缓存的实现机制主要涉及以下几个方面：

1. 查询缓存：当 SqlSession 执行查询时，会先从缓存中查找之前查询的结果，如果缓存中存在，则直接返回缓存中的结果；如果缓存中没有，则去数据库中查询并将结果放入缓存中。
2. 更新缓存：当 SqlSession 执行更新、插入或删除操作时，会将操作的结果更新到缓存中，并将缓存中的对应结果标记为脏数据，防止后续查询返回脏数据。
3. 清除缓存：当 SqlSession 执行 flushCache 操作时，会将缓存中的所有数据清除。
4. 关闭缓存：当 SqlSession 关闭时，会将缓存中的所有数据清除。

缓存的实现机制示例代码

// 创建 SqlSessionFactory
SqlSessionFactory factory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(Resources.getResourceAsReader("mybatis-config.xml"));

// 使用 SqlSessionFactory 创建 SqlSession
SqlSession session = factory.openSession();

// 执行查询操作
User user1 = session.selectOne("com.mybatis.example.UserMapper.selectUser", 1);

// 执行更新操作
User user2 = session.selectOne("com.mybatis.example.UserMapper.selectUser", 1);
user2.setName("NewName");
session.update("com.mybatis.example.UserMapper.updateUser", user2);

// 执行查询操作，由于更新操作已经执行，缓存中的数据被标记为脏数据
User user3 = session.selectOne("com.mybatis.example.UserMapper.selectUser", 1);

// 执行 flushCache 操作，清除缓存中的所有数据
session.clearCache();

// 执行查询操作，由于缓存已经被清除，重新从数据库中查询数据
User user4 = session.selectOne("com.mybatis.example.UserMapper.selectUser", 1);

// 关闭 SqlSession，缓存中的所有数据被清除
session.close();

编写MyBatis配置文件

MyBatis 一级缓存默认是开启的，无需特别配置。如果需要关闭一级缓存，可以在 SqlSession 执行查询操作之前调用 clearCache() 方法，或者在执行更新、插入或删除操作时调用 flushCache() 方法。

MyBatis配置文件示例

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

代码示例

// 创建 SqlSessionFactory
SqlSessionFactory factory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(Resources.getResourceAsReader("mybatis-config.xml"));

// 使用 SqlSessionFactory 创建 SqlSession
SqlSession session = factory.openSession();

// 执行查询操作
User user1 = session.selectOne("com.mybatis.example.UserMapper.selectUser", 1);

// 执行更新操作
User user2 = session.selectOne("com.mybatis.example.UserMapper.selectUser", 1);
user2.setName("NewName");
session.update("com.mybatis.example.UserMapper.updateUser", user2);

// 执行查询操作，由于更新操作已经执行，缓存中的数据被标记为脏数据
User user3 = session.selectOne("com.mybatis.example.UserMapper.selectUser", 1);

// 执行 flushCache 操作，清除缓存中的所有数据
session.clearCache();

// 执行查询操作，由于缓存已经被清除，重新从数据库中查询数据
User user4 = session.selectOne("com.mybatis.example.UserMapper.selectUser", 1);

// 关闭 SqlSession，缓存中的所有数据被清除
session.close();

何时使用一级缓存

1. 单个 SqlSession 中频繁查询相同的数据：如果在单个 SqlSession 中频繁查询相同的数据，可以利用一级缓存来提高查询效率，减少对数据库的直接访问。
2. 减少数据库访问次数：通过利用一级缓存，可以减少对数据库的直接访问次数，从而提高系统的整体性能和响应时间。
3. 提高查询效率：一级缓存可以减少重复查询的开销，提高查询效率。

项目实例

例如，在一个用户管理系统中，用户登录后会频繁访问用户信息。可以通过 MyBatis 的一级缓存来存储用户的会话信息，提高系统的响应速度。

一级缓存的优缺点

优点

1. 提高查询效率：一级缓存可以减少重复查询的开销，提高查询效率。
2. 减少数据库访问次数：通过利用一级缓存，可以减少对数据库的直接访问次数，从而提高系统的整体性能和响应时间。
3. 简单易用：一级缓存是 MyBatis 默认提供的缓存机制，不需要特别配置就可以使用。

缺点

1. 缓存一致性问题：当多个 SqlSession 同时访问同一个数据时，可能会导致缓存中的数据不一致。例如，一个 SqlSession 更新了数据，但其他 SqlSession 中的缓存中的数据仍然是旧的。
2. 缓存大小限制：一级缓存的大小有限制，当缓存中的数据过多时，可能会导致缓存中的数据被替换，从而影响系统的性能。
3. 缓存失效问题：当数据变化时，缓存中的数据可能会失效，导致查询结果不正确。

一级缓存的常见问题

1. 缓存一致性问题：当多个 SqlSession 同时访问同一个数据时，可能会导致缓存中的数据不一致。
2. 缓存大小限制问题：一级缓存的大小有限制，当缓存中的数据过多时，可能会导致缓存中的数据被替换，从而影响系统的性能。
3. 缓存失效问题：当数据变化时，缓存中的数据可能会失效，导致查询结果不正确。

解决方案示例

缓存一致性问题

为了解决缓存一致性问题，可以在执行更新、插入或删除操作时，调用 flushCache() 方法，将缓存中的数据标记为脏数据，防止后续查询返回脏数据。

// 执行更新操作
User user2 = session.selectOne("com.mybatis.example.UserMapper.selectUser", 1);
user2.setName("NewName");
session.update("com.mybatis.example.UserMapper.updateUser", user2);
session.flushCache();

缓存大小限制问题

为了解决缓存大小限制问题，可以在执行查询操作时，调用 clearCache() 方法，清除缓存中的所有数据。

// 执行查询操作
User user1 = session.selectOne("com.mybatis.example.UserMapper.selectUser", 1);

// 执行 flushCache 操作，清除缓存中的所有数据
session.clearCache();

缓存失效问题

为了解决缓存失效问题，可以在执行查询操作之前，调用 clearCache() 方法，清除缓存中的所有数据。

// 执行查询操作
User user1 = session.selectOne("com.mybatis.example.UserMapper.selectUser", 1);

// 执行 flushCache 操作，清除缓存中的所有数据
session.clearCache();

MyBatis 一级缓存是 SqlSession 级别的缓存，每个 SqlSession 实例都有自己的缓存。一级缓存的作用是减少对数据库的直接访问次数，提高查询效率。一级缓存默认是开启的，可以通过调用 flushCache() 和 clearCache() 方法来管理缓存。一级缓存的适用场景包括单个 SqlSession 中频繁查询相同的数据和减少数据库访问次数。一级缓存的常见问题包括缓存一致性问题、缓存大小限制问题和缓存失效问题，可以通过调用 flushCache() 和 clearCache() 方法来解决这些问题。