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Mybatis二级缓存教程：轻松入门与实践

标签：

Java SSM 数据库

概述

MyBatis 是一个优秀的持久层框架，提供了两种级别的缓存机制：一级缓存和二级缓存。本文主要介绍了 MyBatis 二级缓存的基本配置方法，包括 XML 配置和注解配置，以及如何通过合理设置提高查询性能。通过详细讲解和实例分析，帮助读者掌握 MyBatis 二级缓存教程中的关键配置和应用场景。

Mybatis缓存简介

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 可以通过简单的 XML 或注解进行配置和原始映射，将接口和 Java 的 POJOs(Plain Old Java Objects，普通 Java 对象)映射成数据库中的记录。缓存机制在提高数据库查询性能方面起着关键作用，可以显著减少数据库的访问次数，从而提高系统的响应速度和吞吐量。MyBatis 提供了两种级别的缓存：一级缓存和二级缓存。这两种缓存机制可以有效地提高数据访问的性能。

Mybatis缓存的基本概念

MyBatis 提供了两种级别的缓存：一级缓存和二级缓存。这两种缓存机制可以有效地提高数据访问的性能。

一级缓存和二级缓存的区别

一级缓存

定义： 一级缓存又称为本地缓存或会话缓存，是 MyBatis 的默认缓存机制。
作用范围： 一级缓存是作用于同一个 SqlSession 中，即同一个 SqlSession 对象的缓存。
实例： 在同一个 SqlSession 中，第一次执行相同的 SQL 语句会从数据库中获取数据，第二次执行相同的 SQL 语句会直接从缓存中获取数据。
生命周期： 一级缓存的生命周期是与 SqlSession 一致的。当 SqlSession 关闭时，一级缓存会失效。
启用方式： 一级缓存不需要额外的配置，它是默认启用的。

二级缓存

定义： 二级缓存也称为全局缓存，是作用于整个 Mapper 或整个命名空间的缓存。
作用范围： 二级缓存是作用于所有的 SqlSession 中，即所有 SqlSession 对象的缓存。
实例： 不同的 SqlSession 对象，第一次执行相同的 SQL 语句会从数据库中获取数据，第二次执行相同的 SQL 语句会从缓存中获取数据。
生命周期： 二级缓存的生命周期是与 Mapper 一致的。当 Mapper 关闭时，二级缓存会失效。
启用方式： 二级缓存需要配置才能启用。

缓存机制的重要性

缓存机制可以显著提高数据库查询的性能，减少对数据库的访问次数。一级缓存在同一个 SqlSession 中使用，因此在同一个事务中重复查询相同的数据时可以有效减少数据库的访问次数。二级缓存则在整个 Mapper 作用域内共享，因此能够在不同 SqlSession 之间共享查询结果，进一步提高性能。通过合理配置和使用缓存，可以显著提升系统的响应速度和吞吐量。

Mybatis二级缓存的基本配置

MyBatis 提供了启用了二级缓存的配置方式，以实现数据的高效重用。以下是配置二级缓存的不同方法。

启用二级缓存的步骤

在 MyBatis 的配置文件中启用二级缓存。
- 在 mybatis-config.xml 文件中配置二级缓存，启用二级缓存只需要在配置文件中设置 <setting> 标签。
```
<settings>
<setting name="cacheEnabled" value="true"/>
</settings>
```

在 Mapper 映射文件中启用二级缓存。

在 Mapper 映射文件中，启用二级缓存只需要在 mapper 标签中添加 <cache> 子标签。

<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
<!-- 启用二级缓存 -->
<cache/>
<!-- 映射语句 -->
<select id="selectAllUsers" resultType="com.example.model.User">
   SELECT * FROM users
</select>
</mapper>

上面的配置会为整个 mapper 映射文件启用二级缓存。

配置二级缓存的XML语法

全局配置启用二级缓存。
- 在全局配置文件 mybatis-config.xml 中设置 <setting> 标签启用二级缓存。
```
<settings>
<setting name="cacheEnabled" value="true"/>
</settings>
```

在 Mapper 配置文件中启用二级缓存。

在 Mapper 配置文件中为特定的命名空间启用二级缓存。

<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
<cache/>
<select id="selectAllUsers" resultType="com.example.model.User">
   SELECT * FROM users
</select>
</mapper>

自定义二级缓存配置。
- 可以通过设置缓存的属性来实现更细粒度的控制。例如，设置缓存的超时时间、引用外部缓存等。
```
<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
<cache
   type="org.mybatis.caches.ehcache.EhcacheCache"
   eviction="FIFO"
   size="1024"
   blocking="true"
   synchronous="false"
   flushInterval="60000"/>
<select id="selectAllUsers" resultType="com.example.model.User">
   SELECT * FROM users
</select>
</mapper>
```
- 上面的配置使用了 Ehcache 作为缓存实现，配置了缓存的淘汰策略为 FIFO（先进先出），缓存大小为 1024，阻塞为 true，异步为 false，刷新间隔为 60000 毫秒。

使用注解配置二级缓存

MyBatis 还提供了注解 @CacheNamespace 用于启用二级缓存。

开启全局二级缓存。
- 在全局配置文件 mybatis-config.xml 中启用全局二级缓存。
```
<settings>
<setting name="cacheEnabled" value="true"/>
</settings>
```
在 Mapper 接口中启用二级缓存。
- 使用 @CacheNamespace 注解启用二级缓存。
```
import org.apache.ibatis.annotations.CacheNamespace;
import org.apache.ibatis.annotations.Select;
```
@CacheNamespace
public interface UserMapper {
@Select("SELECT * FROM users")
List<User> selectAllUsers();
}
```
- 上面的配置会为整个 Mapper 接口启用二级缓存。
```
自定义二级缓存配置。
- 使用 @CacheNamespace 注解的属性来实现更细粒度的控制。
```
import org.apache.ibatis.annotations.CacheNamespace;
import org.apache.ibatis.annotations.Select;
```
@CacheNamespace(
eviction = "FIFO",
size = 1024,
blocking = true,
synchronous = false,
flushInterval = 60000)
public interface UserMapper {
@Select("SELECT * FROM users")
List<User> selectAllUsers();
}
```
- 上面的配置使用了 FIFO 淘汰策略，缓存大小为 1024，阻塞为 true，异步为 false，刷新间隔为 60000 毫秒。
```

Mybatis二级缓存的工作原理

了解 MyBatis 二级缓存的工作原理有助于更好地使用缓存。以下是二级缓存的工作机制。

如何存储和检索缓存数据

存储缓存数据。
- 当执行查询时，MyBatis 会检查缓存中是否存在对应的查询结果。
- 如果缓存中存在查询结果，则直接返回缓存中的数据。
- 如果缓存中不存在查询结果，则从数据库中查询数据，并将查询结果存储到缓存中。
检索缓存数据。
- 当执行查询时，MyBatis 会检查缓存中是否存在对应的查询结果。
- 如果缓存中存在查询结果，则直接返回缓存中的数据。
- 如果缓存中不存在查询结果，则从数据库中查询数据，并将查询结果存储到缓存中。

缓存的刷新机制

缓存刷新。
- 当 SQL 语句执行时，如果该 SQL 语句对应的数据被修改了，那么该数据对应的缓存会被刷新。
- 当 SqlSession 提交时，会刷新缓存中的数据。
- 在配置文件中可以设置缓存刷新的策略，例如指定哪些 SQL 语句触发缓存刷新。
```
<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
<cache flushInterval="60000"/>
<update id="updateUser">
   UPDATE users SET name = #{name} WHERE id = #{id}
</update>
<select id="selectAllUsers" resultType="com.example.model.User">
   SELECT * FROM users
</select>
</mapper>
```
- 上面的配置设置了缓存刷新间隔为 60000 毫秒，即每 60 秒刷新一次缓存数据。

缓存的读写策略

缓存读写策略。
- 二级缓存支持多种读写策略，例如：
  - READ_ONLY：缓存的读写策略为只读。
  - READ_WRITE：缓存的读写策略为读写。
  - SERIALIZABLE：缓存的读写策略为串行化。
- 在配置文件中设置缓存的读写策略。
```
<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
<cache readOnly="true"/>
<select id="selectAllUsers" resultType="com.example.model.User">
   SELECT * FROM users
</select>
</mapper>
```
- 上面的配置设置缓存的读写策略为只读。
- 读写策略的选择取决于应用的具体需求，例如，如果数据不经常变化，可以选择只读策略来提高读取性能；如果数据经常变化，可以选择读写策略来保证数据的一致性。

Mybatis二级缓存的使用场景

了解何时使用二级缓存有助于更好地利用缓存机制。

适合使用二级缓存的情况

频繁读取数据。
- 对于频繁读取的数据，使用二级缓存可以显著提高读取性能。
数据不经常变化。
- 对于数据不经常变化的情景，使用二级缓存可以有效减少数据库的访问次数。
高并发环境。
- 在高并发环境中，使用二级缓存可以减轻数据库的压力，提高系统的吞吐量。
数据查询耗时较长。
- 对于查询耗时较长的数据，使用二级缓存可以显著提高查询性能。

避免使用二级缓存的场景

数据经常变化。
- 对于数据经常变化的情况，使用二级缓存可能会导致数据不一致的问题。
数据一致性要求较高。
- 对于数据一致性要求较高的场景，使用二级缓存可能会导致数据不一致的问题。
大数据量查询。
- 对于大数据量的查询，使用二级缓存可能会导致缓存的存储空间不足的问题。
数据查询频率较低。
- 对于数据查询频率较低的情况，使用二级缓存可能不会带来性能上的提升。

实际案例分析

以下是一个实际案例分析：

场景描述。
- 一个在线商城系统需要频繁查询商品信息，商品信息包括商品名称、价格、库存等。
- 商品信息不会频繁变化，但需要保证数据的一致性。
解决方案。
- 可以使用二级缓存来提高商品信息的查询性能。
- 在配置文件中启用二级缓存。
```
<mapper namespace="com.example.mapper.ProductMapper">
<cache/>
<select id="selectAllProducts" resultType="com.example.model.Product">
   SELECT * FROM products
</select>
</mapper>
```
- 通过配置二级缓存，可以显著提高商品信息的查询性能。
- 但是需要注意数据的一致性问题，可以设置合适的缓存刷新策略来保证数据的一致性。

Mybatis二级缓存的优化技巧

优化二级缓存可以进一步提高系统的性能和稳定性。

优化缓存性能的方法

合理设置缓存大小。

缓存的大小直接影响缓存的性能。

可以根据应用的具体情况设置合适的缓存大小。

<mapper namespace="com.example.mapper.ProductMapper">
<cache size="1000"/>
<select id="selectAllProducts" resultType="com.example.model.Product">
   SELECT * FROM products
</select>
</mapper>

上面的配置设置缓存大小为 1000。

设置缓存刷新策略。
- 缓存刷新策略的选择会影响缓存的性能。
- 可以根据应用的具体情况设置合适的缓存刷新策略。
```
<mapper namespace="com.example.mapper.ProductMapper">
<cache flushInterval="60000"/>
<select id="selectAllProducts" resultType="com.example.model.Product">
   SELECT * FROM products
</select>
</mapper>
```
- 上面的配置设置缓存刷新间隔为 60000 毫秒。

如何处理缓存与数据一致性问题

设置合适的缓存刷新策略。

通过设置合适的缓存刷新策略，可以保证缓存数据的一致性。

<mapper namespace="com.example.mapper.ProductMapper">
<cache flushInterval="60000"/>
<update id="updateProduct">
   UPDATE products SET name = #{name} WHERE id = #{id}
</update>
<select id="selectAllProducts" resultType="com.example.model.Product">
   SELECT * FROM products
</select>
</mapper>

上面的配置设置缓存刷新间隔为 60000 毫秒。

使用分布式缓存。

对于分布式系统，可以使用分布式缓存来保证缓存数据的一致性。

<mapper namespace="com.example.mapper.ProductMapper">
<cache type="org.mybatis.caches.ehcache.EhcacheCache"/>
<update id="updateProduct">
   UPDATE products SET name = #{name} WHERE id = #{id}
</update>
<select id="selectAllProducts" resultType="com.example.model.Product">
   SELECT * FROM products
</select>
</mapper>

上面的配置使用了 Ehcache 作为缓存实现。

常见问题及解决方案

缓存数据不一致。

原因：缓存刷新策略设置不当。

解决方案：设置合适的缓存刷新策略，例如设置缓存刷新间隔。

<mapper namespace="com.example.mapper.ProductMapper">
<cache flushInterval="60000"/>
<update id="updateProduct">
   UPDATE products SET name = #{name} WHERE id = #{id}
</update>
<select id="selectAllProducts" resultType="com.example.model.Product">
   SELECT * FROM products
</select>
</mapper>

上面的配置设置缓存刷新间隔为 60000 毫秒。

缓存空间不足。

原因：缓存大小设置不当。

解决方案：设置合适的缓存大小。

<mapper namespace="com.example.mapper.ProductMapper">
<cache size="1000"/>
<update id="updateProduct">
   UPDATE products SET name = #{name} WHERE id = #{id}
</update>
<select id="selectAllProducts" resultType="com.example.model.Product">
   SELECT * FROM products
</select>
</mapper>

上面的配置设置缓存大小为 1000。

实践操作与测试

在实际项目中，通过编写测试用例和实际项目演示二级缓存的应用，可以更好地理解和掌握二级缓存的使用方法。

编写测试用例验证二级缓存

准备测试数据。
- 创建一个用户表 users，并插入测试数据。
```
CREATE TABLE users (
id INT PRIMARY KEY,
name VARCHAR(255),
age INT
);
```
INSERT INTO users (id, name, age) VALUES (1, 'Alice', 25);
INSERT INTO users (id, name, age) VALUES (2, 'Bob', 30);
编写 Mapper 接口。
- 创建一个 Mapper 接口 UserMapper，定义查询所有用户的 SQL 语句。
```
import org.apache.ibatis.annotations.CacheNamespace;
import org.apache.ibatis.annotations.Select;
```
@CacheNamespace
public interface UserMapper {
@Select("SELECT * FROM users")
List<User> selectAllUsers();
}
编写测试用例。
- 编写测试用例 UserMapperTest，验证二级缓存的正确性。
```
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;
import java.util.List;

public class UserMapperTest {
private SqlSessionFactory sqlSessionFactory;

@BeforeEach
public void initSqlSessionFactory() throws Exception {
String resource = "mybatis-config.xml";
InputStream inputStream = getClass().getClassLoader().getResourceAsStream(resource);
sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
}

@Test
public void testSelectAllUsersCache() {
try (SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession()) {
UserMapper mapper = session.getMapper(UserMapper.class);
List<User> users = mapper.selectAllUsers();
System.out.println("第一次查询结果：" + users);
```
       List<User> users2 = mapper.selectAllUsers();
       System.out.println("第二次查询结果：" + users2);
   }
```
}
}
```
- 上面的测试用例首先打开一个 SqlSession，然后获取 UserMapper 的实例，并调用 `selectAllUsers` 方法查询用户数据。
- 第一次查询结果会从数据库中获取，并将结果存储到缓存中。
- 第二次查询结果会直接从缓存中获取。
```

运行测试用例。

运行测试用例，验证二级缓存的正确性。

第一次查询结果：[User{id=1, name='Alice', age=25}, User{id=2, name='Bob', age=30}]
第二次查询结果：[User{id=1, name='Alice', age=25}, User{id=2, name='Bob', age=30}]

上面的测试结果验证了二级缓存的正确性。

通过实际项目演示二级缓存的应用

创建一个实际项目。
- 创建一个实际项目 mybatis-cache-demo，并设置项目结构。
- 创建一个 User 类，表示用户实体。
```
public class User {
private int id;
private String name;
private int age;
// 省略 getter 和 setter 方法
}
```
创建一个 Mapper 接口。
- 创建一个 Mapper 接口 UserMapper，定义查询所有用户的 SQL 语句。
```
import org.apache.ibatis.annotations.CacheNamespace;
import org.apache.ibatis.annotations.Select;
```
@CacheNamespace
public interface UserMapper {
@Select("SELECT * FROM users")
List<User> selectAllUsers();
}

编写 Mapper 映射文件。

创建一个 Mapper 映射文件 UserMapper.xml，定义查询所有用户的 SQL 语句。

<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
<cache/>
<select id="selectAllUsers" resultType="com.example.model.User">
   SELECT * FROM users
</select>
</mapper>

编写测试用例。
- 编写测试用例 UserMapperTest，验证二级缓存的正确性。
```
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;
import java.util.List;

public class UserMapperTest {
private SqlSessionFactory sqlSessionFactory;

@BeforeEach
public void initSqlSessionFactory() throws Exception {
String resource = "mybatis-config.xml";
InputStream inputStream = getClass().getClassLoader().getResourceAsStream(resource);
sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
}

@Test
public void testSelectAllUsersCache() {
try (SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession()) {
UserMapper mapper = session.getMapper(UserMapper.class);
List<User> users = mapper.selectAllUsers();
System.out.println("第一次查询结果：" + users);
```
       List<User> users2 = mapper.selectAllUsers();
       System.out.println("第二次查询结果：" + users2);
   }
```
}
}

运行测试用例。

运行测试用例，验证二级缓存的正确性。

第一次查询结果：[User{id=1, name='Alice', age=25}, User{id=2, name='Bob', age=30}]
第二次查询结果：[User{id=1, name='Alice', age=25}, User{id=2, name='Bob', age=30}]

上面的测试结果验证了二级缓存的正确性。

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