hibernate一級緩存和二級緩存的區(qū)別
緩存是介于應(yīng)用程序和物理數(shù)據(jù)源之間，其作用是為了降低應(yīng)用程序?qū)ξ锢頂?shù)據(jù)源訪問的頻次，從而提高了應(yīng)用的運行性能。緩存內(nèi)的數(shù)據(jù)是對物理數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)的復(fù)制，應(yīng)用程序在運行時從緩存讀寫數(shù)據(jù)，在特定的時刻或事件會同步緩存和物理數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)。
　　緩存的介質(zhì)一般是內(nèi)存，所以讀寫速度很快。但如果緩存中存放的數(shù)據(jù)量非常大時，也會用硬盤作為緩存介質(zhì)。緩存的實現(xiàn)不僅僅要考慮存儲的介質(zhì)，還要考慮到管理緩存的并發(fā)訪問和緩存數(shù)據(jù)的生命周期。
　　Hibernate的緩存包括Session的緩存和SessionFactory的緩存，其中SessionFactory的緩存又可以分為兩類：內(nèi)置緩存和外置緩存。Session的緩存是內(nèi)置的，不能被卸載，也被稱為Hibernate的第一級緩存。SessionFactory的內(nèi)置緩存和Session的緩存在實現(xiàn)方式上比較相似，前者是SessionFactory對象的一些集合屬性包含的數(shù)據(jù)，后者是指Session的一些集合屬性包含的數(shù)據(jù)。SessionFactory的內(nèi)置緩存中存放了映射元數(shù)據(jù)和預(yù)定義SQL語句，映射元數(shù)據(jù)是映射文件中數(shù)據(jù)的拷貝，而預(yù)定義SQL語句是在Hibernate初始化階段根據(jù)映射元數(shù)據(jù)推導(dǎo)出來，SessionFactory的內(nèi)置緩存是只讀的，應(yīng)用程序不能修改緩存中的映射元數(shù)據(jù)和預(yù)定義SQL語句，因此SessionFactory不需要進行內(nèi)置緩存與映射文件的同步。SessionFactory的外置緩存是一個可配置的插件。在默認情況下，SessionFactory不會啟用這個插件。外置緩存的數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的拷貝，外置緩存的介質(zhì)可以是內(nèi)存或者硬盤。SessionFactory的外置緩存也被稱為Hibernate的第二級緩存。
　　Hibernate的這兩級緩存都位于持久化層，存放的都是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的拷貝，那么它們之間的區(qū)別是什么呢？為了理解二者的區(qū)別，需要深入理解持久化層的緩存的兩個特性：緩存的范圍和緩存的并發(fā)訪問策略。
　　持久化層的緩存的范圍
　　緩存的范圍決定了緩存的生命周期以及可以被誰訪問。緩存的范圍分為三類。
　　1 事務(wù)范圍：緩存只能被當前事務(wù)訪問。緩存的生命周期依賴于事務(wù)的生命周期，當事務(wù)結(jié)束時，緩存也就結(jié)束生命周期。在此范圍下，緩存的介質(zhì)是內(nèi)存。事務(wù)可以是數(shù)據(jù)庫事務(wù)或者應(yīng)用事務(wù)，每個事務(wù)都有獨自的緩存，緩存內(nèi)的數(shù)據(jù)通常采用相互關(guān)聯(lián)的的對象形式。
　　2 進程范圍：緩存被進程內(nèi)的所有事務(wù)共享。這些事務(wù)有可能是并發(fā)訪問緩存，因此必須對緩存采取必要的事務(wù)隔離機制。緩存的生命周期依賴于進程的生命周期，進程結(jié)束時，緩存也就結(jié)束了生命周期。進程范圍的緩存可能會存放大量的數(shù)據(jù)，所以存放的介質(zhì)可以是內(nèi)存或硬盤。緩存內(nèi)的數(shù)據(jù)既可以是相互關(guān)聯(lián)的對象形式也可以是對象的松散數(shù)據(jù)形式。松散的對象數(shù)據(jù)形式有點類似于對象的序列化數(shù)據(jù)，但是對象分解為松散的算法比對象序列化的算法要求更快。
　　3 集群范圍：在集群環(huán)境中，緩存被一個機器或者多個機器的進程共享。緩存中的數(shù)據(jù)被復(fù)制到集群環(huán)境中的每個進程節(jié)點，進程間通過遠程通信來保證緩存中的數(shù)據(jù)的一致性，緩存中的數(shù)據(jù)通常采用對象的松散數(shù)據(jù)形式。
　　對大多數(shù)應(yīng)用來說，應(yīng)該慎重地考慮是否需要使用集群范圍的緩存，因為訪問的速度不一定會比直接訪問數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的速度快多少。
　　持久化層可以提供多種范圍的緩存。如果在事務(wù)范圍的緩存中沒有查到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，還可以到進程范圍或集群范圍的緩存內(nèi)查詢，如果還是沒有查到，那么只有到數(shù)據(jù)庫中查詢。事務(wù)范圍的緩存是持久化層的第一級緩存，通常它是必需的；進程范圍或集群范圍的緩存是持久化層的第二級緩存，通常是可選的。
　　持久化層的緩存的并發(fā)訪問策略
　　當多個并發(fā)的事務(wù)同時訪問持久化層的緩存的相同數(shù)據(jù)時，會引起并發(fā)問題，必須采用必要的事務(wù)隔離措施。
　　在進程范圍或集群范圍的緩存，即第二級緩存，會出現(xiàn)并發(fā)問題。因此可以設(shè)定以下四種類型的并發(fā)訪問策略，每一種策略對應(yīng)一種事務(wù)隔離級別。
　　事務(wù)型：僅僅在受管理環(huán)境中適用。它提供了Repeatable Read事務(wù)隔離級別。對于經(jīng)常被讀但很少修改的數(shù)據(jù)，可以采用這種隔離類型，因為它可以防止臟讀和不可重復(fù)讀這類的并發(fā)問題。
　　讀寫型：提供了Read Committed事務(wù)隔離級別。僅僅在非集群的環(huán)境中適用。對于經(jīng)常被讀但很少修改的數(shù)據(jù)，可以采用這種隔離類型，因為它可以防止臟讀這類的并發(fā)問題。
　　非嚴格讀寫型：不保證緩存與數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的一致性。如果存在兩個事務(wù)同時訪問緩存中相同數(shù)據(jù)的可能，必須為該數(shù)據(jù)配置一個很短的數(shù)據(jù)過期時間，從而盡量避免臟讀。對于極少被修改，并且允許偶爾臟讀的數(shù)據(jù)，可以采用這種并發(fā)訪問策略。 　　只讀型：對于從來不會修改的數(shù)據(jù)，如參考數(shù)據(jù)，可以使用這種并發(fā)訪問策略。
　　事務(wù)型并發(fā)訪問策略是事務(wù)隔離級別最高，只讀型的隔離級別最低。事務(wù)隔離級別越高，并發(fā)性能就越低。
　　什么樣的數(shù)據(jù)適合存放到第二級緩存中？
　　1、很少被修改的數(shù)據(jù)
　　2、不是很重要的數(shù)據(jù)，允許出現(xiàn)偶爾并發(fā)的數(shù)據(jù)
　　3、不會被并發(fā)訪問的數(shù)據(jù)
　　4、參考數(shù)據(jù)
　　不適合存放到第二級緩存的數(shù)據(jù)？
　　1、經(jīng)常被修改的數(shù)據(jù)
　　2、財務(wù)數(shù)據(jù)，絕對不允許出現(xiàn)并發(fā)
　　3、與其他應(yīng)用共享的數(shù)據(jù)。
　　Hibernate的二級緩存
　　如前所述，Hibernate提供了兩級緩存，第一級是Session的緩存。由于Session對象的生命周期通常對應(yīng)一個數(shù)據(jù)庫事務(wù)或者一個應(yīng)用事務(wù)，因此它的緩存是事務(wù)范圍的緩存。第一級緩存是必需的，不允許而且事實上也無法比卸除。在第一級緩存中，持久化類的每個實例都具有唯一的OID。
　　第二級緩存是一個可插拔的的緩存插件，它是由SessionFactory負責管理。由于SessionFactory對象的生命周期和應(yīng)用程序的整個過程對應(yīng)，因此第二級緩存是進程范圍或者集群范圍的緩存。這個緩存中存放的對象的松散數(shù)據(jù)。第二級對象有可能出現(xiàn)并發(fā)問題，因此需要采用適當?shù)牟l(fā)訪問策略，該策略為被緩存的數(shù)據(jù)提供了事務(wù)隔離級別。緩存適配器用于把具體的緩存實現(xiàn)軟件與Hibernate集成。第二級緩存是可選的，可以在每個類或每個集合的粒度上配置第二級緩存。
　　Hibernate的二級緩存策略的一般過程如下：
　　1) 條件查詢的時候，總是發(fā)出一條select * from table_name where …. （選擇所有字段）這樣的SQL語句查詢數(shù)據(jù)庫，一次獲得所有的數(shù)據(jù)對象。
　　2) 把獲得的所有數(shù)據(jù)對象根據(jù)ID放入到第二級緩存中。
　　3) 當Hibernate根據(jù)ID訪問數(shù)據(jù)對象的時候，首先從Session一級緩存中查；查不到，如果配置了二級緩存，那么從二級緩存中查；查不到，再查詢數(shù)據(jù)庫，把結(jié)果按照ID放入到緩存。
　　4) 刪除、更新、增加數(shù)據(jù)的時候，同時更新緩存。
　　Hibernate的二級緩存策略，是針對于ID查詢的緩存策略，對于條件查詢則毫無作用。為此，Hibernate提供了針對條件查詢的Query緩存。
　　Hibernate的Query緩存策略的過程如下：
　　1) Hibernate首先根據(jù)這些信息組成一個Query Key，Query Key包括條件查詢的請求一般信息：SQL, SQL需要的參數(shù)，記錄范圍（起始位置rowStart，最大記錄個數(shù)maxRows)，等。
　　2) Hibernate根據(jù)這個Query Key到Query緩存中查找對應(yīng)的結(jié)果列表。如果存在，那么返回這個結(jié)果列表；如果不存在，查詢數(shù)據(jù)庫，獲取結(jié)果列表，把整個結(jié)果列表根據(jù)Query Key放入到Query緩存中。
　　3) Query Key中的SQL涉及到一些表名，如果這些表的任何數(shù)據(jù)發(fā)生修改、刪除、增加等操作，這些相關(guān)的Query Key都要從緩存中清空。

Hibernate延遲加載機制
延遲加載：

   延遲加載機制是為了避免一些無謂的性能開銷而提出來的，所謂延遲加載就是當在真正需要數(shù)據(jù)的時候，才真正執(zhí)行數(shù)據(jù)加載操作。在Hibernate中提供了對實體對象的延遲加載以及對集合的延遲加載，另外在Hibernate3中還提供了對屬性的延遲加載。下面我們就分別介紹這些種類的延遲加載的細節(jié)。

A、實體對象的延遲加載：

如果想對實體對象使用延遲加載，必須要在實體的映射配置文件中進行相應(yīng)的配置，如下所示：

<hibernate-mapping> 

<class name=”com.neusoft.entity.User” table=”user” lazy=”true”> 

  …… 

</class> 

</hibernate-mapping> 

通過將class的lazy屬性設(shè)置為true，來開啟實體的延遲加載特性。如果我們運行下面的代碼：

User user=(User)session.load(User.class,”1”); 

（1）

System.out.println(user.getName()); 

（2）

當運行到(1)處時，Hibernate并沒有發(fā)起對數(shù)據(jù)的查詢，如果我們此時通過一些調(diào)試工具(比如JBuilder2005的Debug工具)，觀察此時user對象的內(nèi)存快照，我們會驚奇的發(fā)現(xiàn)，此時返回的可能是User$EnhancerByCGLIB$$bede8986類型的對象，而且其屬性為null,這是怎么回事？還記得前面我曾講過session.load()方法，會返回實體對象的代理類對象，這里所返回的對象類型就是User對象的代理類對象。在Hibernate中通過使用CGLIB,來實現(xiàn)動態(tài)構(gòu)造一個目標對象的代理類對象，并且在代理類對象中包含目標對象的所有屬性和方法，而且所有屬性均被賦值為null。通過調(diào)試器顯示的內(nèi)存快照，我們可以看出此時真正的User對象，是包含在代理對象的CGLIB$CALBACK_0.target屬性中，當代碼運行到（2）處時，此時調(diào)用user.getName()方法，這時通過CGLIB賦予的回調(diào)機制，實際上調(diào)用CGLIB$CALBACK_0.getName()方法，當調(diào)用該方法時，Hibernate會首先檢查CGLIB$CALBACK_0.target屬性是否為null，如果不為空，則調(diào)用目標對象的getName方法，如果為空，則會發(fā)起數(shù)據(jù)庫查詢，生成類似這樣的SQL語句：select * from user where id='1';來查詢數(shù)據(jù)，并構(gòu)造目標對象，并且將它賦值到CGLIB$CALBACK_0.target屬性中。

    這樣，通過一個中間代理對象，Hibernate實現(xiàn)了實體的延遲加載，只有當用戶真正發(fā)起獲得實體對象屬性的動作時，才真正會發(fā)起數(shù)據(jù)庫查詢操作。所以實體的延遲加載是用通過中間代理類完成的，所以只有session.load()方法才會利用實體延遲加載，因為只有session.load()方法才會返回實體類的代理類對象。

B、        集合類型的延遲加載：

在Hibernate的延遲加載機制中，針對集合類型的應(yīng)用，意義是最為重大的，因為這有可能使性能得到大幅度的提高，為此Hibernate進行了大量的努力，其中包括對JDK Collection的獨立實現(xiàn)，我們在一對多關(guān)聯(lián)中，定義的用來容納關(guān)聯(lián)對象的Set集合，并不是java.util.Set類型或其子類型，而是net.sf.hibernate.collection.Set類型，通過使用自定義集合類的實現(xiàn)，Hibernate實現(xiàn)了集合類型的延遲加載。為了對集合類型使用延遲加載，我們必須如下配置我們的實體類的關(guān)于關(guān)聯(lián)的部分：

<hibernate-mapping> 

  <class name=”com.neusoft.entity.User” table=”user”> 

….. 

<set name=”addresses” table=”address” lazy=”true” inverse=”true”> 

<key column=”user_id”/> 

<one-to-many class=”com.neusoft.entity.Arrderss”/> 

</set> 

  </class> 

</hibernate-mapping> 

通過將<set>元素的lazy屬性設(shè)置為true來開啟集合類型的延遲加載特性。我們看下面的代碼：

User user=(User)session.load(User.class,”1”); 

Collection addset=user.getAddresses();   

  (1)

Iterator it=addset.iterator();   

          (2)

while(it.hasNext()){ 

Address address=(Address)it.next(); 

System.out.println(address.getAddress()); 

} 

當程序執(zhí)行到(1)處時，這時并不會發(fā)起對關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的查詢來加載關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，只有運行到(2)處時，真正的數(shù)據(jù)讀取操作才會開始，這時Hibernate會根據(jù)緩存中符合條件的數(shù)據(jù)索引，來查找符合條件的實體對象。

這里我們引入了一個全新的概念——數(shù)據(jù)索引，下面我們首先將接一下什么是數(shù)據(jù)索引。在Hibernate中對集合類型進行緩存時，是分兩部分進行緩存的，首先緩存集合中所有實體的id列表，然后緩存實體對象，這些實體對象的id列表，就是所謂的數(shù)據(jù)索引。當查找數(shù)據(jù)索引時，如果沒有找到對應(yīng)的數(shù)據(jù)索引，這時就會一條select SQL的執(zhí)行，獲得符合條件的數(shù)據(jù)，并構(gòu)造實體對象集合和數(shù)據(jù)索引，然后返回實體對象的集合，并且將實體對象和數(shù)據(jù)索引納入Hibernate的緩存之中。另一方面，如果找到對應(yīng)的數(shù)據(jù)索引，則從數(shù)據(jù)索引中取出id列表，然后根據(jù)id在緩存中查找對應(yīng)的實體，如果找到就從緩存中返回，如果沒有找到，在發(fā)起select SQL查詢。在這里我們看出了另外一個問題，這個問題可能會對性能產(chǎn)生影響，這就是集合類型的緩存策略。如果我們?nèi)缦屡渲眉项愋停?/p>

<hibernate-mapping> 

  <class name=”com.neusoft.entity.User” table=”user”> 

….. 

<set name=”addresses” table=”address” lazy=”true” inverse=”true”> 

<cache usage=”read-only”/> 

<key column=”user_id”/> 

<one-to-many class=”com.neusoft.entity.Arrderss”/> 

</set> 

  </class> 

</hibernate-mapping> 

這里我們應(yīng)用了<cache usage=”read-only”/>配置，如果采用這種策略來配置集合類型，Hibernate將只會對數(shù)據(jù)索引進行緩存，而不會對集合中的實體對象進行緩存。如上配置我們運行下面的代碼：

User user=(User)session.load(User.class,”1”); 

Collection addset=user.getAddresses();   

Iterator it=addset.iterator();        

while(it.hasNext()){ 

Address address=(Address)it.next(); 

System.out.println(address.getAddress()); 

} 

System.out.println(“Second query……”); 

User user2=(User)session.load(User.class,”1”); 

Collection it2=user2.getAddresses(); 

while(it2.hasNext()){ 

Address address2=(Address)it2.next(); 

System.out.println(address2.getAddress()); 

} 

運行這段代碼，會得到類似下面的輸出：

Select * from user where id='1'; 

Select * from address where user_id='1'; 

Tianjin 

Dalian 

Second query…… 

Select * from address where id='1'; 

Select * from address where id='2'; 

Tianjin 

Dalian 

我們看到，當?shù)诙螆?zhí)行查詢時，執(zhí)行了兩條對address表的查詢操作，為什么會這樣？這是因為當?shù)谝淮渭虞d實體后，根據(jù)集合類型緩存策略的配置，只對集合數(shù)據(jù)索引進行了緩存，而并沒有對集合中的實體對象進行緩存，所以在第二次再次加載實體時，Hibernate找到了對應(yīng)實體的數(shù)據(jù)索引，但是根據(jù)數(shù)據(jù)索引，卻無法在緩存中找到對應(yīng)的實體，所以Hibernate根據(jù)找到的數(shù)據(jù)索引發(fā)起了兩條select SQL的查詢操作，這里造成了對性能的浪費，怎樣才能避免這種情況呢？我們必須對集合類型中的實體也指定緩存策略，所以我們要如下對集合類型進行配置：

<hibernate-mapping> 

  <class name=”com.neusoft.entity.User” table=”user”> 

….. 

<set name=”addresses” table=”address” lazy=”true” inverse=”true”> 

<cache usage=”read-write”/> 

<key column=”user_id”/> 

<one-to-many class=”com.neusoft.entity.Arrderss”/> 

</set> 

  </class> 

</hibernate-mapping> 

此時Hibernate會對集合類型中的實體也進行緩存，如果根據(jù)這個配置再次運行上面的代碼，將會得到類似如下的輸出：

Select * from user where id='1'; 

Select * from address where user_id='1'; 

Tianjin 

Dalian 

Second query…… 

Tianjin 

Dalian 

這時將不會再有根據(jù)數(shù)據(jù)索引進行查詢的SQL語句，因為此時可以直接從緩存中獲得集合類型中存放的實體對象。

C、       屬性延遲加載：

   在Hibernate3中，引入了一種新的特性——屬性的延遲加載，這個機制又為獲取高性能查詢提供了有力的工具。在前面我們講大數(shù)據(jù)對象讀取時，在User對象中有一個resume字段，該字段是一個java.sql.Clob類型，包含了用戶的簡歷信息，當我們加載該對象時，我們不得不每一次都要加載這個字段，而不論我們是否真的需要它，而且這種大數(shù)據(jù)對象的讀取本身會帶來很大的性能開銷。在Hibernate2中，我們只有通過我們前面講過的面性能的粒度細分，來分解User類，來解決這個問題（請參照那一節(jié)的論述），但是在Hibernate3中，我們可以通過屬性延遲加載機制，來使我們獲得只有當我們真正需要操作這個字段時，才去讀取這個字段數(shù)據(jù)的能力，為此我們必須如下配置我們的實體類：

<hibernate-mapping> 

<class name=”com.neusoft.entity.User” table=”user”> 

…… 

<property name=”resume” type=”java.sql.Clob” column=”resume” lazy=”true”/> 

  </class> 

</hibernate-mapping> 

通過對<property>元素的lazy屬性設(shè)置true來開啟屬性的延遲加載，在Hibernate3中為了實現(xiàn)屬性的延遲加載，使用了類增強器來對實體類的Class文件進行強化處理，通過增強器的增強，將CGLIB的回調(diào)機制邏輯，加入實體類，這里我們可以看出屬性的延遲加載，還是通過CGLIB來實現(xiàn)的。CGLIB是Apache的一個開源工程，這個類庫可以操縱java類的字節(jié)碼，根據(jù)字節(jié)碼來動態(tài)構(gòu)造符合要求的類對象。根據(jù)上面的配置我們運行下面的代碼：

String sql=”from User user where user.name='zx' ”; 

Query query=session.createQuery(sql);  

 (1)

List list=query.list(); 

for(int i=0;i<list.size();i++){ 

User user=(User)list.get(i); 

System.out.println(user.getName()); 

System.out.println(user.getResume()); } 

  (2)

當執(zhí)行到(1)處時，會生成類似如下的SQL語句：

Select id,age,name from user where name='zx'; 

這時Hibernate會檢索User實體中所有非延遲加載屬性對應(yīng)的字段數(shù)據(jù)，當執(zhí)行到(2)處時，會生成類似如下的SQL語句：

Select resume from user where id='1'; 

這時會發(fā)起對resume字段數(shù)據(jù)真正的讀取操作。

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