MyBatis一二級(jí)緩存

更新時(shí)間：2017年06月13日 09:05:52 作者：五月的倉頡

這篇文章主要介紹了MyBatis一二級(jí)緩存的相關(guān)知識(shí)，非常不錯(cuò)，具有參考借鑒價(jià)值,需要的朋友可以參考下

MyBatis緩存

我們知道，頻繁的數(shù)據(jù)庫操作是非常耗費(fèi)性能的（主要是因?yàn)閷?duì)于DB而言，數(shù)據(jù)是持久化在磁盤中的，因此查詢操作需要通過IO，IO操作速度相比內(nèi)存操作速度慢了好幾個(gè)量級(jí)），尤其是對(duì)于一些相同的查詢語句，完全可以把查詢結(jié)果存儲(chǔ)起來，下次查詢同樣的內(nèi)容的時(shí)候直接從內(nèi)存中獲取數(shù)據(jù)即可，這樣在某些場(chǎng)景下可以大大提升查詢效率。

MyBatis的緩存分為兩種：

一級(jí)緩存，一級(jí)緩存是SqlSession級(jí)別的緩存，對(duì)于相同的查詢，會(huì)從緩存中返回結(jié)果而不是查詢數(shù)據(jù)庫

二級(jí)緩存，二級(jí)緩存是Mapper級(jí)別的緩存，定義在Mapper文件的<cache>標(biāo)簽中并需要開啟此緩存，多個(gè)Mapper文件可以共用一個(gè)緩存，依賴<cache-ref>標(biāo)簽配置

下面來詳細(xì)看一下MyBatis的一二級(jí)緩存。

MyBatis一級(jí)緩存工作流程

接著看一下MyBatis一級(jí)緩存工作流程。前面說了，MyBatis的一級(jí)緩存是SqlSession級(jí)別的緩存，當(dāng)openSession()的方法運(yùn)行完畢或者主動(dòng)調(diào)用了SqlSession的close方法，SqlSession就被回收了，一級(jí)緩存與此同時(shí)也一起被回收掉了。前面的文章有說過，在MyBatis中，無論selectOne還是selectList方法，最終都被轉(zhuǎn)換為了selectList方法來執(zhí)行，那么看一下SqlSession的selectList方法的實(shí)現(xiàn)：

public <E> List<E> selectList(String statement, Object parameter, RowBounds rowBounds) {
  try {
   MappedStatement ms = configuration.getMappedStatement(statement);
   return executor.query(ms, wrapCollection(parameter), rowBounds, Executor.NO_RESULT_HANDLER);
  } catch (Exception e) {
   throw ExceptionFactory.wrapException("Error querying database. Cause: " + e, e);
  } finally {
   ErrorContext.instance().reset();
  }
}

繼續(xù)跟蹤第4行的代碼，到BaseExeccutor的query方法：

 public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler) throws SQLException {
   BoundSql boundSql = ms.getBoundSql(parameter);
   CacheKey key = createCacheKey(ms, parameter, rowBounds, boundSql);
   return query(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
 }

第3行構(gòu)建緩存條件CacheKey，這里涉及到怎么樣條件算是和上一次查詢是同一個(gè)條件的一個(gè)問題，因?yàn)橥粋€(gè)條件就可以返回上一次的結(jié)果回去，這部分代碼留在下一部分分析。

接著看第4行的query方法的實(shí)現(xiàn)，代碼位于CachingExecutor中：

public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql)
   throws SQLException {
  Cache cache = ms.getCache();
  if (cache != null) {
   flushCacheIfRequired(ms);
   if (ms.isUseCache() && resultHandler == null) {
    ensureNoOutParams(ms, parameterObject, boundSql);
    @SuppressWarnings("unchecked")
    List<E> list = (List<E>) tcm.getObject(cache, key);
    if (list == null) {
     list = delegate.<E> query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
     tcm.putObject(cache, key, list); // issue #578 and #116
    }
    return list;
   }
  }
  return delegate.<E> query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
}

第3行~第16行的代碼先不管，繼續(xù)跟第17行的query方法，代碼位于BaseExecutor中：

public <E> List<E> 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();
  }
  List<E> list;
  try {
   queryStack++;
   list = resultHandler == null ? (List<E>) localCache.getObject(key) : null;
   if (list != null) {
    handleLocallyCachedOutputParameters(ms, key, parameter, boundSql);
   } else {
    list = queryFromDatabase(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
   }
  } finally {
   queryStack--;
  }
  ...
}

看12行，query的時(shí)候會(huì)嘗試從localCache中去獲取查詢結(jié)果，如果獲取到的查詢結(jié)果為null，那么執(zhí)行16行的代碼從DB中撈數(shù)據(jù)，撈完之后會(huì)把CacheKey作為key，把查詢結(jié)果作為value放到localCache中。

MyBatis一級(jí)緩存存儲(chǔ)流程看完了，接著我們從這段代碼中可以得到三個(gè)結(jié)論：

MyBatis的一級(jí)緩存是SqlSession級(jí)別的，但是它并不定義在SqlSessio接口的實(shí)現(xiàn)類DefaultSqlSession中，而是定義在DefaultSqlSession的成員變量Executor中，Executor是在openSession的時(shí)候被實(shí)例化出來的，它的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)為SimpleExecutor

MyBatis中的一級(jí)緩存，與有沒有配置無關(guān)，只要SqlSession存在，MyBastis一級(jí)緩存就存在，localCache的類型是PerpetualCache，它其實(shí)很簡單，一個(gè)id屬性+一個(gè)HashMap屬性而已，id是一個(gè)名為"localCache"的字符串，HashMap用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，Key為CacheKey，Value為查詢結(jié)果

MyBatis的一級(jí)緩存查詢的時(shí)候默認(rèn)都是會(huì)先嘗試從一級(jí)緩存中獲取數(shù)據(jù)的，但是我們看第6行的代碼做了一個(gè)判斷，ms.isFlushCacheRequired()，即想每次查詢都走DB也行，將<select>標(biāo)簽中的flushCache屬性設(shè)置為true即可，這意味著每次查詢的時(shí)候都會(huì)清理一遍PerpetualCache，PerpetualCache中沒數(shù)據(jù)，自然只能走DB

從MyBatis一級(jí)緩存來看，它以單純的HashMap做緩存，沒有容量控制，而一次SqlSession中通常來說并不會(huì)有大量的查詢操作，因此只適用于一次SqlSession，如果用到二級(jí)緩存的Mapper級(jí)別的場(chǎng)景，有可能緩存數(shù)據(jù)不斷碰到而導(dǎo)致內(nèi)存溢出。

還有一點(diǎn)，差點(diǎn)忘了寫了，<insert>、<delete>、<update>最終都會(huì)轉(zhuǎn)換為update方法，看一下BaseExecutor的update方法：

public int update(MappedStatement ms, Object parameter) throws SQLException {
  ErrorContext.instance().resource(ms.getResource()).activity("executing an update").object(ms.getId());
  if (closed) {
   throw new ExecutorException("Executor was closed.");
  }
  clearLocalCache();
  return doUpdate(ms, parameter);
}

第6行clearLocalCache()方法，這意味著所有的增、刪、改都會(huì)清空本地緩存，這和是否配置了flushCache=true是無關(guān)的。

這很好理解，因?yàn)樵?、刪、改這三種操作都可能會(huì)導(dǎo)致查詢出來的結(jié)果并不是原來的結(jié)果，如果增、刪、改不清理緩存，那么可能導(dǎo)致讀取出來的數(shù)據(jù)是臟數(shù)據(jù)。

一級(jí)緩存的CacheKey

接著我們看下一個(gè)問題：怎么樣的查詢條件算和上一次查詢是一樣的查詢，從而返回同樣的結(jié)果回去？這個(gè)問題，得從CacheKey說起。

我們先看一下CacheKey的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

public class CacheKey implements Cloneable, Serializable {
 private static final long serialVersionUID = 1146682552656046210L;
 public static final CacheKey NULL_CACHE_KEY = new NullCacheKey();
 private static final int DEFAULT_MULTIPLYER = 37;
 private static final int DEFAULT_HASHCODE = 17;
 private int multiplier;
 private int hashcode;
 private long checksum;
 private int count;
 private List<Object> updateList;
 ...
}

其中最重要的是第14行的updateList這個(gè)兩個(gè)屬性，為什么這么說，因?yàn)镠ashMap的Key是CacheKey，而HashMap的get方法是先判斷hashCode，在hashCode沖突的情況下再進(jìn)行equals判斷，因此最終無論如何都會(huì)進(jìn)行一次equals的判斷，看下equals方法的實(shí)現(xiàn)：

public boolean equals(Object object) {
  if (this == object) {
   return true;
  }
  if (!(object instanceof CacheKey)) {
   return false;
  }
  final CacheKey cacheKey = (CacheKey) object;
  if (hashcode != cacheKey.hashcode) {
   return false;
  }
  if (checksum != cacheKey.checksum) {
   return false;
  }
  if (count != cacheKey.count) {
   return false;
  }
  for (int i = 0; i < updateList.size(); i++) {
   Object thisObject = updateList.get(i);
   Object thatObject = cacheKey.updateList.get(i);
   if (thisObject == null) {
    if (thatObject != null) {
     return false;
    }
   } else {
    if (!thisObject.equals(thatObject)) {
     return false;
    }
   }
  }
  return true;
}

看到整個(gè)方法的流程都是圍繞著updateList中的每個(gè)屬性進(jìn)行逐一比較，因此再進(jìn)一步的，我們要看一下updateList中到底存儲(chǔ)了什么。

關(guān)于updateList里面存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)我們可以看下哪里使用了updateList的add方法，然后一步一步反推回去即可。updateList中數(shù)據(jù)的添加是在doUpdate方法中：

private void doUpdate(Object object) {
  int baseHashCode = object == null ? 1 : object.hashCode();
  count++;
  checksum += baseHashCode;
  baseHashCode *= count;
  hashcode = multiplier * hashcode + baseHashCode;
  updateList.add(object);
}

它的調(diào)用方為update方法：

public void update(Object object) {
  if (object != null && object.getClass().isArray()) {
   int length = Array.getLength(object);
   for (int i = 0; i < length; i++) {
    Object element = Array.get(object, i);
    doUpdate(element);
   }
  } else {
   doUpdate(object);
  }
}

這里主要是對(duì)輸入?yún)?shù)是數(shù)組類型進(jìn)行了一次判斷，是數(shù)組就遍歷逐一做doUpdate，否則就直接做doUpdate。再看update方法的調(diào)用方，其實(shí)update方法的調(diào)用方有挺多處，但是這里我們要看的是Executor中的，看一下BaseExecutor中的createCacheKey方法實(shí)現(xiàn)：

...
CacheKey cacheKey = new CacheKey();
cacheKey.update(ms.getId());
cacheKey.update(rowBounds.getOffset());
cacheKey.update(rowBounds.getLimit());
cacheKey.update(boundSql.getSql());
...

到了這里應(yīng)當(dāng)一目了然了，MyBastis從三個(gè)維度判斷兩次查詢是相同的：

<select>標(biāo)簽所在的Mapper的Namespace+<select>標(biāo)簽的id屬性

RowBounds的offset和limit屬性，RowBounds是MyBatis用于處理分頁的一個(gè)類，offset默認(rèn)為0，limit默認(rèn)為Integer.MAX_VALUE

<select>標(biāo)簽中定義的sql語句

即只要兩次查詢滿足以上三個(gè)條件且沒有定義flushCache="true"，那么第二次查詢會(huì)直接從MyBatis一級(jí)緩存PerpetualCache中返回?cái)?shù)據(jù)，而不會(huì)走DB。

MyBatis二級(jí)緩存

上面說完了MyBatis，接著看一下MyBatis二級(jí)緩存，還是從二級(jí)緩存工作流程開始。還是從DefaultSqlSession的selectList方法進(jìn)去：

public <E> List<E> selectList(String statement, Object parameter, RowBounds rowBounds) {
  try {
   MappedStatement ms = configuration.getMappedStatement(statement);
   return executor.query(ms, wrapCollection(parameter), rowBounds, Executor.NO_RESULT_HANDLER);
  } catch (Exception e) {
   throw ExceptionFactory.wrapException("Error querying database. Cause: " + e, e);
  } finally {
   ErrorContext.instance().reset();
  }
}

執(zhí)行query方法，方法位于CachingExecutor中：

 public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler) throws SQLException {
   BoundSql boundSql = ms.getBoundSql(parameterObject);
   CacheKey key = createCacheKey(ms, parameterObject, rowBounds, boundSql);
   return query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
 }

繼續(xù)跟第4行的query方法，同樣位于CachingExecutor中：

public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql)
   throws SQLException {
  Cache cache = ms.getCache();
  if (cache != null) {
   flushCacheIfRequired(ms);
   if (ms.isUseCache() && resultHandler == null) {
    ensureNoOutParams(ms, parameterObject, boundSql);
    @SuppressWarnings("unchecked")
    List<E> list = (List<E>) tcm.getObject(cache, key);
    if (list == null) {
     list = delegate.<E> query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
     tcm.putObject(cache, key, list); // issue #578 and #116
    }
    return list;
   }
  }
  return delegate.<E> query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
}

從這里看到，執(zhí)行第17行的BaseExecutor的query方法之前，會(huì)先拿Mybatis二級(jí)緩存，而BaseExecutor的query方法會(huì)優(yōu)先讀取MyBatis一級(jí)緩存，由此可以得出一個(gè)重要結(jié)論：假如定義了MyBatis二級(jí)緩存，那么MyBatis二級(jí)緩存讀取優(yōu)先級(jí)高于MyBatis一級(jí)緩存。

而第3行~第16行的邏輯：

第5行的方法很好理解，根據(jù)flushCache=true或者flushCache=false判斷是否要清理二級(jí)緩存

第7行的方法是保證MyBatis二級(jí)緩存不會(huì)存儲(chǔ)存儲(chǔ)過程的結(jié)果

第9行的方法先嘗試從tcm中獲取查詢結(jié)果，這個(gè)tcm解釋一下，這又是一個(gè)裝飾器模式（數(shù)數(shù)MyBatis用到了多少裝飾器模式了），創(chuàng)建一個(gè)事物緩存TranactionalCache，持有Cache接口，Cache接口的實(shí)現(xiàn)類就是根據(jù)我們?cè)贛apper文件中配置的<cache>創(chuàng)建的Cache實(shí)例

第10行~第12行，如果沒有從MyBatis二級(jí)緩存中拿到數(shù)據(jù)，那么就會(huì)查一次數(shù)據(jù)庫，然后放到MyBatis二級(jí)緩存中去
至于如何判定上次查詢和這次查詢是一次查詢？由于這里的CacheKey和MyBatis一級(jí)緩存使用的是同一個(gè)CacheKey，因此它的判定條件和前文寫過的MyBatis一級(jí)緩存三個(gè)維度的判定條件是一致的。

最后再來談一點(diǎn)，"Cache cache = ms.getCache()"這句代碼十分重要，這意味著Cache是從MappedStatement中獲取到的，而MappedStatement又和每一個(gè)<insert>、<delete>、<update>、<select>綁定并在MyBatis啟動(dòng)的時(shí)候存入Configuration中：

protected final Map<String, MappedStatement> mappedStatements = new StrictMap<MappedStatement>("Mapped Statements collection");

因此MyBatis二級(jí)緩存的生命周期即整個(gè)應(yīng)用的生命周期，應(yīng)用不結(jié)束，定義的二級(jí)緩存都會(huì)存在在內(nèi)存中。

從這個(gè)角度考慮，為了避免MyBatis二級(jí)緩存中數(shù)據(jù)量過大導(dǎo)致內(nèi)存溢出，MyBatis在配置文件中給我們?cè)黾恿撕芏嗯渲美鐂ize（緩存大?。?、flushInterval（緩存清理時(shí)間間隔）、eviction（數(shù)據(jù)淘汰算法）來保證緩存中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不至于太過龐大。

MyBatis二級(jí)緩存實(shí)例化過程

接著看一下MyBatis二級(jí)緩存<cache>實(shí)例化的過程，代碼位于XmlMapperBuilder的cacheElement方法中：

private void cacheElement(XNode context) throws Exception {
  if (context != null) {
   String type = context.getStringAttribute("type", "PERPETUAL");
   Class<? extends Cache> typeClass = typeAliasRegistry.resolveAlias(type);
   String eviction = context.getStringAttribute("eviction", "LRU");
   Class<? extends Cache> evictionClass = typeAliasRegistry.resolveAlias(eviction);
   Long flushInterval = context.getLongAttribute("flushInterval");
   Integer size = context.getIntAttribute("size");
   boolean readWrite = !context.getBooleanAttribute("readOnly", false);
   boolean blocking = context.getBooleanAttribute("blocking", false);
   Properties props = context.getChildrenAsProperties();
   builderAssistant.useNewCache(typeClass, evictionClass, flushInterval, size, readWrite, blocking, props);
  }
}

這里分別取<cache>中配置的各個(gè)屬性，關(guān)注一下兩個(gè)默認(rèn)值：

type表示緩存實(shí)現(xiàn)，默認(rèn)是PERPETUAL，根據(jù)typeAliasRegistry中注冊(cè)的，PERPETUAL實(shí)際對(duì)應(yīng)PerpetualCache，這和MyBatis一級(jí)緩存是一致的

eviction表示淘汰算法，默認(rèn)是LRU算法

第3行~第11行拿到了所有屬性，那么調(diào)用12行的useNewCache方法創(chuàng)建緩存：

public Cache useNewCache(Class<? extends Cache> typeClass,
   Class<? extends Cache> evictionClass,
   Long flushInterval,
   Integer size,
   boolean readWrite,
   boolean blocking,
   Properties props) {
  Cache cache = new CacheBuilder(currentNamespace)
    .implementation(valueOrDefault(typeClass, PerpetualCache.class))
    .addDecorator(valueOrDefault(evictionClass, LruCache.class))
    .clearInterval(flushInterval)
    .size(size)
    .readWrite(readWrite)
    .blocking(blocking)
    .properties(props)
    .build();
  configuration.addCache(cache);
  currentCache = cache;
  return cache;
}

這里又使用了建造者模式，跟一下第16行的build()方法，在此之前該傳入的參數(shù)都已經(jīng)傳入了CacheBuilder：

public Cache build() {
  setDefaultImplementations();
  Cache cache = newBaseCacheInstance(implementation, id);
  setCacheProperties(cache);
  // issue #352, do not apply decorators to custom caches
  if (PerpetualCache.class.equals(cache.getClass())) {
   for (Class<? extends Cache> decorator : decorators) {
    cache = newCacheDecoratorInstance(decorator, cache);
    setCacheProperties(cache);
   }
   cache = setStandardDecorators(cache);
  } else if (!LoggingCache.class.isAssignableFrom(cache.getClass())) {
   cache = new LoggingCache(cache);
  }
  return cache;
}

第3行的代碼，構(gòu)建基礎(chǔ)的緩存，implementation指的是type配置的值，這里是默認(rèn)的PerpetualCache。

第6行的代碼，如果是PerpetualCache，那么繼續(xù)裝飾（又是裝飾器模式，可以數(shù)數(shù)這幾篇MyBatis源碼解析的文章里面出現(xiàn)了多少次裝飾器模式了），這里的裝飾是根據(jù)eviction進(jìn)行裝飾，到這一步，給PerpetualCache加上了LRU的功能。

第11行的代碼，繼續(xù)裝飾，這次MyBatis將它命名為標(biāo)準(zhǔn)裝飾，setStandardDecorators方法實(shí)現(xiàn)為：

private Cache setStandardDecorators(Cache cache) {
  try {
   MetaObject metaCache = SystemMetaObject.forObject(cache);
   if (size != null && metaCache.hasSetter("size")) {
    metaCache.setValue("size", size);
   }
   if (clearInterval != null) {
    cache = new ScheduledCache(cache);
    ((ScheduledCache) cache).setClearInterval(clearInterval);
   }
   if (readWrite) {
    cache = new SerializedCache(cache);
   }
   cache = new LoggingCache(cache);
   cache = new SynchronizedCache(cache);
   if (blocking) {
    cache = new BlockingCache(cache);
   }
   return cache;
  } catch (Exception e) {
   throw new CacheException("Error building standard cache decorators. Cause: " + e, e);
  }
}

這次是根據(jù)其它的配置參數(shù)來：

如果配置了flushInterval，那么繼續(xù)裝飾為ScheduledCache，這意味著在調(diào)用Cache的getSize、putObject、getObject、removeObject四個(gè)方法的時(shí)候都會(huì)進(jìn)行一次時(shí)間判斷，如果到了指定的清理緩存時(shí)間間隔，那么就會(huì)將當(dāng)前緩存清空
如果readWrite=true，那么繼續(xù)裝飾為SerializedCache，這意味著緩存中所有存儲(chǔ)的內(nèi)存都必須實(shí)現(xiàn)Serializable接口
跟配置無關(guān)，將之前裝飾好的Cache繼續(xù)裝飾為LoggingCache與SynchronizedCache，前者在getObject的時(shí)候會(huì)打印緩存命中率，后者將Cache接口中所有的方法都加了Synchronized關(guān)鍵字進(jìn)行了同步處理
如果blocking=true，那么繼續(xù)裝飾為BlockingCache，這意味著針對(duì)同一個(gè)CacheKey，拿數(shù)據(jù)與放數(shù)據(jù)、刪數(shù)據(jù)是互斥的，即拿數(shù)據(jù)的時(shí)候必須沒有在放數(shù)據(jù)、刪數(shù)據(jù)

Cache全部裝飾完畢，返回，至此MyBatis二級(jí)緩存生成完畢。

最后說一下，MyBatis支持三種類型的二級(jí)緩存：

MyBatis默認(rèn)的緩存，type為空，Cache為PerpetualCache
自定義緩存
第三方緩存

從build()方法來看，后兩種場(chǎng)景的Cache，MyBatis只會(huì)將其裝飾為LoggingCache，理由很簡單，這些緩存的定期清除功能、淘汰過期數(shù)據(jù)功能開發(fā)者自己或者第三方緩存都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)好了，根本不需要依賴MyBatis本身的裝飾。

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