七、Mybatis缓存

缓存就是内存中的数据，常常来自对数据库查询结果的保存，使用缓存、可以避免频繁的与数据库进行交互，进而提高响应速度
一级缓存是sqlSession级别的缓存，在操作数据库时需要构造sqlsession对象，在对象中有一个数据结构（hashmap）用于存储缓存数据，不同的sqlsession的缓存数据区域是互相不影响的。
二级缓存是mapper级别的缓存，多个sqlsession去操作同一个mapper的sql语句，多个sqlsession可以共用二级缓存、二级缓存是跨sqlsession的。

1.一级缓存

操作：

1. 在一个sqlSession中，对User表根据id进行两次查询，查看他们发出sql语句的情况

     @Test
    public void firstLevelTest(){
        //第一次查询，发出sql语句，并将查询出来的结果放进缓存中
        User u1 = userMapper.findUserById(1);
        System.out.println(u1);
        //第二次查询，由于是同⼀个sqlSession,会在缓存中查询结果
        //如果有，则直接从缓存中取出来，不和数据库进行交互
        User u2 = userMapper.findUserById(1);
        System.out.println(u2);
        System.out.println(u1==u2);
        sqlSession.close();
    }

2. 同样是对user表进行两次查询，两次查询之间进行一次update操作

    @Test
    public void firstLevelTest(){
        //第一次查询，发出sql语句，并将查询出来的结果放进缓存中
        User u1 = userMapper.findUserById(1);
        System.out.println(u1);

        User user = new User();
        user.setId(1);
        user.setUsername("cookie");
        user.setPassword("123");
        userMapper.updateUser(user);
        sqlSession.commit();
        sqlSession.clearCache();

        //第二次查询，由于是同⼀个sqlSession,会在缓存中查询结果
        //如果有，则直接从缓存中取出来，不和数据库进⾏交互
        User u2 = userMapper.findUserById(1);
        System.out.println(u2);
        System.out.println(u1==u2);
        sqlSession.close();
    }

总结：

1. 第一次发起查询用户id为1的用户信息，先去找缓存中是否有id为1的用户信息，如果没有，从数据库查询用户信息。得到用户信息，将用户信息存储到一级缓存中
2. 如果中间sqlSession去执行commit操作（执行插入、更新、删除），则会清空SqlSession中的 一级缓存，这样做的目的为了让缓存中存储的是最新的信息，避免脏读。
3. 第二次发起查询用户id为1的用户信息，先去找缓存中是否有id为1的用户信息，缓存中有，直接从缓存中获取用户信息

、

1.1 一级缓存原理探究与源码分析

直接从SqlSession看看有没有创建缓存或者与缓存有关的属性或者方法

上述所有方法中，好像只有clearCache()和缓存沾点关系，直接从这个方法入手，分析源码时，要看它(此类)是谁，它的父类和子类分别又是谁，对如上关系了解了，才会对这个类有更深的认识，分析后得到如下这个流程图**：

流程走到Perpetualcache中的clear()方法之后，会调用其cache.clear()方法。点进去发现，cache其实就是private Map cache = new HashMap()；也就是一个Map，所以说cache.clear()其实就是map.clear()，缓存其实就是本地存放的一个map对象，每⼀个SqISession都会存放⼀个map对象的引用。
最有可能创建缓存的地方是Executor**，因为Executor是执行器，用来执行SQL请求，而且清除缓存的方法也在Executor中执行，所以很可能缓存的创建也很有可能在Executor中，Executor中有一个createCacheKey方法，createCacheKey方法是由BaseExecutor执行的。

    public CacheKey createCacheKey(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, BoundSql boundSql) {
        if (this.closed) {
            throw new ExecutorException("Executor was closed.");
        } else {
            CacheKey cacheKey = new CacheKey();
            cacheKey.update(ms.getId());
            cacheKey.update(rowBounds.getOffset());
            cacheKey.update(rowBounds.getLimit());
            cacheKey.update(boundSql.getSql());
            ListParameterMapping> parameterMappings = boundSql.getParameterMappings();
            TypeHandlerRegistry typeHandlerRegistry = ms.getConfiguration().getTypeHandlerRegistry();
            Iterator var8 = parameterMappings.iterator();

            while(var8.hasNext()) {
                ParameterMapping parameterMapping = (ParameterMapping)var8.next();
                if (parameterMapping.getMode() != ParameterMode.OUT) {
                    String propertyName = parameterMapping.getProperty();
                    Object value;
                    if (boundSql.hasAdditionalParameter(propertyName)) {
                        value = boundSql.get服务器托管网AdditionalParameter(propertyName);
                    } else if (parameterObject == null) {
                        value = null;
                    } else if (typeHandlerRegistry.hasTypeHandler(parameterObject.getClass())) {
                        value = parameterObject;
                    } else {
                        MetaObject metaObject = this.configuration.newMetaObject(parameterObject);
                        value = metaObject.getValue(propertyName);
                    }

                    cacheKey.update(value);
                }
            }

            if (this.configuration.getEnvironment() != null) {
                cacheKey.update(this.configuration.getEnvironment().getId());
            }

            return cacheKey;
        }
    }

创建缓存key会经过⼀系列的update方法，udate方法由一个CacheKey这个对象来执行的，这个 update方法最终由updateList的list来把五个值存进去：

最后⼀个值，configuration.getEnvironment().getId()是定义在mybatis-config.xml中的标签。

    environments default="development">
        environment id="development">
            !--当前事务交给JDBC处理-->
            transactionManager type="JDBC"/>
            !--当前使用mybatis提供的连接池-->
            dataSource type="POOLED">
                property name="driver" value="${jdbc.driver}"/>
                property name="url" value="${jdbc.url}"/>
                property name="username" value="${jdbc.username}"/>
                property name="password" value="${jdbc.password}"/>
            /dataSource>
        /environment>
    /environments>

创建完缓存使用：Executor的query方法

  @Override
  public E> ListE> query(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler) throws SQLException {
    BoundSql boundSql = ms.getBoundSql(parameter);
    //创建缓存
    CacheKey key = createCacheKey(ms, parameter, rowBounds, boundSql);
    return query(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
 }

  @SuppressWarnings("unchecked")
  @Override
  public E> ListE> query(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql) throws SQLException {
    ErrorContext.instance().resource(ms.getResource()).activity("executing a query").object(ms.getId());
    if (closed) {
      throw new ExecutorException("Executor was closed.");
    }
    if (queryStack == 0 && ms.isFlushCacheRequired()) {
      clearLocalCache();
    }
    ListE> list;
    try {
      queryStack++;
      list = resultHandler == null ? (ListE>) localCache.getObject(key) : null;
      if (list != null) {
        handleLocallyCachedOutputParameters(ms, key, parameter, boundSql);
      } else {
        list = queryFromDatabase(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
      }
    } finally {
      queryStack--;
    }
    if (queryStack == 0) {
      for (DeferredLoad deferredLoad : deferredLoads) {
        deferredLoad.load();
      }
      // issue #601
      deferredLoads.clear();
      if (configuration.getLocalCacheScope() == LocalCacheScope.STATEMENT) {
        // issue #482
        clearLocalCache();
      }
    }
    return list;
  }

  private E> ListE> queryFromDatabase(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql) throws SQLException {
    ListE> list;
    localCache.putObject(key, EXECUTION_PLACEHOLDER);
    try {
      list = doQuery(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, boundSql);
    } finally {
      localCache.removeObject(key);
    }
    localCache.putObject(key, list);
    if (ms.getStatementType() == StatementType.CALLABLE) {
      localOutputParameterCache.putObject(key, parameter);
    }
    return list;
  }

  @Override
  public void putObject(Object key, Object value) {
    cache.put(key, value);
  }

先查缓存，缓存没有查数据库并放入缓存中。

2.二级缓存

二级缓存的原理和一级缓存原理一样，第一次查询，会将数据放入缓存中，然后第二次查询则会直接去缓存中取。 但是一级缓存是基于sqlSession的，而⼆级缓存是基于mapper文件的namespace的，也就是说多个sqlSession可以共享一个mapper中的⼆级缓存区域，并且如果两个mapper的namespace 相同，即使是两个mapper,那么这两 个mapper中执行sql查询到的数据也将存在相同的⼆级缓存区域中。

2.1 如何使用二级缓存

①开启二级缓存
和一级缓存默认开启不一样，⼆级缓存需要手动开启，首先在全局配置文件sqlMapConfig.xml文件中加入如下代码:

    !--开启二级缓存-->
    settings>
        setting name="cacheEnabled" value="true"/>
    /settings>

其次在UserMapper.xml文件中开启缓存

!--开启⼆级缓存-->
cache>/cache>

mapper.xml文件中就这么一个空标签，这里可以配置,PerpetualCache这个类是mybatis默认实现缓存功能的类。不写type就使用mybatis默认的缓存，也可以去实现Cache接口来自定义缓存。

public class PerpetualCache implements Cache {

  private final String id;

  private MapObject, Object> cache = new HashMapObject, Object>();

  public PerpetualCache(String id) {
    this.id = id;
  }
}

二级缓存底层还是HashMap结构

public class User implements Serializable {
    private Integer id;
    private String username;
    private String password;
    private Date birthday;
}

开启了二级缓存后，还需要将要缓存的pojo实现Serializable接口，为了将缓存数据取出执行反序列化操 作，因为二级缓存数据存储介质多种多样，不⼀定只存在内存中，有可能存在硬盘中，如果我们要再取 这个缓存的话，就需要反序列化了，所以mybatis中的pojo都去实现Serializable接口
②测试
1.测试二级缓存和sqlSession无关

    @Test
    public void secondLevelTest(){
        SqlSession sqlSession1 = sqlSessionFactory.openSession();
        SqlSession sqlSession2 = sqlSessionFactory.openSession();
        
        UserMapper mapper1 = sqlSession1.getMapper(UserMapper.class);
        UserMapper mapper2 = sqlSession2.getMapper(UserMapper.class);

        //第⼀次查询，发出sql语句，并将查询的结果放⼊缓存中
        User u1 = userMapper1.selectUserByUserId(1);
        System.out.println(u1);
        sqlSession1.close(); //第⼀次查询完后关闭 sqlSession

        //第⼆次查询，即使sqlSession1已经关闭了，这次查询依然不发出sql语句
        User u2 = userMapper2.selectUserByUserId(1);
        System.out.println(u2);
        sqlSession2.close();
    }

上面两个不同的sqlSession,第一个关闭了，第二次查询依然不发出sql查询语句
2.测试执行commit()操作，二级缓存数据清空

@Test
public void testTwoCache(){
 //根据 sqlSessionFactory 产生 session
 SqlSession sqlSession1 = sessionFactory.openSession();
 SqlSession sqlSession2 = sessionFactory.openSession();
 SqlSession sqlSession3 = sessionFactory.openSession();
 String statement = "com.cookie.pojo.UserMapper.selectUserByUserld" ;
 UserMapper userMapper1 = sqlSession1.getMapper(UserMapper. class );
 UserMapper userMapper2 = sqlSession2.getMapper(UserMapper. class );
 UserMapper userMapper3 = sqlSession2.getMapper(UserMapper. class );
 //第⼀次查询，发出sql语句，并将查询的结果放⼊缓存中
 User u1 = userMapperl.selectUserByUserId(1);
 System.out.println(u1);
 sqlSessionl.close(); //第一次查询完后关闭sqlSession
 
 //执⾏更新操作，commit()
 u1.setUsername("aaa");
 userMapper3.updateUserByUserId(u1);
 sqlSession3.commit();
 
 //第⼆次查询，由于上次更新操作，缓存数据已经清空(防⽌数据脏读)，这⾥必须再次发出sql语句
 User u2 = userMapper2.selectUserByUserId(1);
 System.out.println(u2);
 sqlSession2.close();
}

③useCache和flushCache
mybatis中还可以配置userCache和flushCache等配置项，userCache是用来设置是否禁用⼆级缓存的，在statement中设置useCache=false可以禁用当前select语句的⼆级缓存，即每次查询都会发出 sql去查询，默认情况是true,即该sql使用⼆级缓存

select id="selectUserByUserId" useCache="false" resultType="com.cookie.pojo.User" parameterType="int">
 select * from user where id=#{id}
/select>

这种情况是针对每次查询都需要最新的数据sql,要设置成useCache=false，禁用二级缓存，直接从数据库中获取。在mapper的同一个namespace中，如果有其它insert、update, delete操作数据后需要刷新缓存，如果不执行刷新缓存会出现脏读。 设置statement配置中的flushCache=”true”属性，默认情况下为true,即刷新缓存，如果改成false则 不会刷新。使用缓存时如果手动修改数据库表中的查询数据会出现脏读。

select id="selectUserByUserId" flushCache="true" useCache="false" resultType="com.cookie.pojo.User" parameterType="int">
 select * from user where id=#{id}
/select>

一般执行完commit操作都需要刷新缓存，flushCache=true表示刷新缓存，这样可以避免数据库脏读。所以不用设置，默认即可

3.二级缓存整合Redis

mybatis自带的二级缓存是单服务器工作，无法实现分布式缓存。 假设现在有两个服务器1和2,用户访问的时候访问了 1服务器，查询后的缓存就会放在1服务器上，假设现在有个用户访问的是2服务器，那么他在2服务器上就无法获取刚刚那个缓存，如下图所示：

为了解决这个问题，就得找一个分布式的缓存，专门用来存储缓存数据的，这样不同的服务器要缓存数据都往它那里存，取缓存数据也从它那里取，如下图所示：

如上图所示，在几个不同的服务器之间，使用第三方缓存框架，将缓存都放在这个第三方框架中, 然后无论有多少台服务器，都能从缓存中获取数据。
mybatis与redis的整合：
mybatis提供了一个cache接口，如果要实现自己的缓存逻辑，实现cache接口开发即可。** **
mybatis本身默认实现了一个，但是这个缓存的实现无法实现分布式缓存， redis分布式缓存可以，mybatis提供了一个针对cache接口的redis实现类，该类存在mybatis-redis包中
实现：
1.pom

        !--mybatis-redis-->
        dependency>
            groupId>org.mybatis.caches/groupId>
            artifactId>mybatis-redis/artifactId>
            version>1.0.0-beta2/version>
        /dependency>

2.配置文件

?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN"
"http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
mapper namespace="com.lagou.mapper.IUserMapper">
cache type="org.mybatis.caches.redis.RedisCache" />
select id="findAll" resultType="com.lagou.pojo.User" useCache="true">
 select * from user
/select>

注解方式：

@CacheNamespace(implementation = RedisCache.class) //开启二级缓存
public interface UserMapper {
    ListUser> findAll();
    ListUser> findAllUserAndRole();
}

3.redis.properties

redis.host=localhost
redis.port=6379
redis.connectionTimeout=5000
redis.password=
redis.database=0

4.测试

@Test
public void SecondLevelCache(){
 SqlSession sqlSession1 = sqlSessionFactory.openSession();
 SqlSession sqlSession2 = sqlSessionFactory.openSession();
 SqlSession sqlSession3 = sqlSessionFactory.openSession();
 IUserMapper mapper1 = sqlSession1.getMapper(IUserMapper.class);
 lUserMapper mapper2 = sqlSession2.getMapper(lUserMapper.class);
 lUserMapper mapper3 = sqlSession3.getMapper(IUserMapper.class);
 User user1 = mapper1.findUserById(1);
 sqlSession1.close(); //清空⼀级缓存
 
 User user = new User();
 user.setId(1);
 user.setUsername("lisi");
 mapper3.updateUser(user);
 sqlSession3.commit();
 User user2 = mapper2.findUserById(1);
 System.out.println(user1==user2);
}

源码分析：
RedisCache和普遍实现Mybatis的缓存方案大同小异，无非是实现Cache接口，并使用jedis操作缓存；不过该项目在设计细节上有⼀些区别；

public final class RedisCache implements Cache {
    public RedisCache(final String id) {
        if (id == null) {
          throw new IllegalArgumentException("Cache instances require an ID");
        }
        this.id = id;
        RedisConfig redisConfig = RedisConfigurationBuilder.getInstance().parseConfiguration();
	    pool = new JedisPool(redisConfig, redisConfig.getHost(), redisConfig.getPort(),
			    redisConfig.getConnectionTimeout(), redisConfig.getSoTimeout(), redisConfig.getPassword(),
			    redisConfig.getDatabase(), redisConfig.getClientName());
  }


}

RedisCache在mybatis启动的时候，由MyBatis的CacheBuilder创建，创建的方式很简单，就是调用 RedisCache 的带有String参数的构造方法，即RedisCache(String id)；而在RedisCache的构造方法中， 调用了 RedisConfigurat服务器托管网ionBuilder 来创建 RedisConfig 对象，并使用 RedisConfig 来创建JedisPool。 RedisConfig类继承了 JedisPoolConfig，并提供了 host,port等属性的包装，看一下RedisConfig的属性：

public class RedisConfig extends JedisPoolConfig {

	private String host = Protocol.DEFAULT_HOST;
	private int port = Protocol.DEFAULT_PORT;
	private int connectionTimeout = Protocol.DEFAULT_TIMEOUT;
	private int soTimeout = Protocol.DEFAULT_TIMEOUT;
	private String password;
	private int database = Protocol.DEFAULT_DATABASE;
	private String clientName;

}

RedisConfig对象是由RedisConfigurationBuilder创建的，简单看下这个类的主要方法：

	public RedisConfig parseConfiguration(ClassLoader classLoader) {
		Properties config = new Properties();

		InputStream input = classLoader.getResourceAsStream(redisPropertiesFilename);
		if (input != null) {
			try {
				config.load(input);
			} catch (IOException e) {
				throw new RuntimeException(
						"An error occurred while reading classpath property '"
								+ redisPropertiesFilename
								+ "', see nested exceptions", e);
			} finally {
				try {
					input.close();
				} catch (IOException e) {
					// close quietly
				}
			}
		}

		RedisConfig jedisConfig = new RedisConfig();
		setConfigProperties(config, jedisConfig);
		return jedisConfig;
	}

核心的方法就是parseConfiguration方法，该方法从classpath中读取一个redis.properties文件:

redis.host=localhost
redis.port=6379
redis.connectionTimeout=5000
redis.password=
redis.database=0

并将该配置文件中的内容设置到RedisConfig对象中，并返回；接下来，就是RedisCache使用 RedisConfig类创建完成JedisPool；在RedisCache中实现了⼀个简单的模板方法，用来操作Redis：

  private Object execute(RedisCallback callback) {
    Jedis jedis = pool.getResource();
    try {
      return callback.doWithRedis(jedis);
    } finally {
      jedis.close();
    }
  }

模板接口为RedisCallback，这个接口中就只需要实现了一个doWithRedis方法而已

public interface RedisCallback {
	Object doWithRedis(Jedis jedis);
}

Cache中最重要的两个方法：putObject和getObject，通过这两个方法来查看mybatis-redis 储存数据
的格式：

    public void putObject(final Object key, final Object value) {
        this.execute(new RedisCallback() {
            public Object doWithRedis(Jedis jedis) {
                jedis.hset(RedisCache.this.id.toString().getBytes(), key.toString().getBytes(), SerializeUtil.serialize(value));
                return null;
            }
        });
    }

    public Object getObject(final Object key) {
        return this.execute(new RedisCallback() {
            public Object doWithRedis(Jedis jedis) {
                return SerializeUtil.unserialize(jedis.hget(RedisCache.this.id.toString().getBytes(), key.toString().getBytes()));
            }
        });
    }

可以很清楚的看到，mybatis-redis在存储数据的时候，是使用的hash结构，把cache的id作为这个hash的key (cache的id在mybatis中就是mapper的namespace)；这个mapper中的查询缓存数据作为 hash的field,需要缓存的内容直接使用SerializeUtil存储，SerializeUtil和其他的序列化类差不多，负责对象的序列化和反序列化；

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