缓存 缓存MyBatis中岂能少得了缓存？中的缓存是如何实现的

前言

在计算机的世界中，缓存无处不在，操作系统有操作系统的缓存，数据库也会有数据库的缓存，各种中间件如Redis也是用来充当缓存的作用，编程语言中又可以利用内存来作为缓存。自然的，作为一款优秀的ORM框架，MyBatis中又岂能少得了缓存，那么本文的目的就是带领大家一起探究一下MyBatis的缓存是如何实现的。给我五分钟，带你彻底掌握MyBatis的缓存工作原理

为什么要缓存

在计算机的世界中，CPU的处理速度可谓是一马当先，远远甩开了其他操作，尤其是I/O操作，除了那种CPU密集型的系统，其余大部分的业务系统性能瓶颈最后或多或少都会出现在I/O操作上，所以为了减少磁盘的I/O次数，那么缓存是必不可少的，通过缓存的使用我们可以大大减少I/O操作次数，从而在一定程度上弥补了I/O操作和CPU处理速度之间的鸿沟。而在我们ORM框架中引入缓存的目的就是为了减少读取数据库的次数，从而提升查询的效率。

MyBatis缓存

MyBatis中的缓存相关类都在cache包下面，而且定义了一个顶级接口Cache，默认只有一个实现类PerpetualCache，PerpetualCache中是内部维护了一个HashMap来实现缓存。

下图就是MyBatis中缓存相关类：

需要注意的是decorators包下面的所有类也实现了Cache接口，那么为什么我还是要说Cache只有一个实现类呢？其实看名字就知道了，这个包里面全部是装饰器，也就是说这其实是装饰器模式的一种实现。

我们随意打开一个装饰器：

可以看到，最终都是调用了delegate来实现，只是将部分功能做了增强，其本身都需要依赖Cache的唯一实现类PerpetualCache(因为装饰器内需要传入Cache对象，故而只能传入PerpetualCache对象，因为接口是无法直接new出来传进去的)。

在MyBatis中存在两种缓存，即一级缓存和二级缓存。

一级缓存

一级缓存也叫本地缓存，在MyBatis中，一级缓存是在会话(SqlSession)层面实现的，这就说明一级缓存作用范围只能在同一个SqlSession中，跨SqlSession是无效的。

MyBatis中一级缓存是默认开启的，不需要任何配置。

我们先来看一个例子验证一下一级缓存是不是真的存在，作用范围又是不是真的只是对同一个SqlSession有效。

一级缓存真的存在吗

package com.lonelyWolf.mybatis;import com.lonelyWolf.mybatis.mapper.UserAddressMapper;import com.lonelyWolf.mybatis.mapper.UserMapper;import com.lonelyWolf.mybatis.model.LwUser;

import org.apache.ibatis.io.Resources;
import org.apache.ibatis.session.SqlSession;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactory;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactoryBuilder;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.util.List;
public class TestMyBatisCache {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        String resource = "mybatis-config.xml";
        //读取mybatis-config配置文件
        InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
        //创建SqlSessionFactory对象
        SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
        //创建SqlSession对象
        SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession();
        UserMapper userMapper = session.getMapper(UserMapper.class);
        List<LwUser> userList =  userMapper.selectUserAndJob();
        List<LwUser> userList2 =  userMapper.selectUserAndJob();
    }
}

执行后，输出结果如下：

我们可以看到，sql语句只打印了一次，这就说明第2次用到了缓存，这也足以证明一级缓存确实是存在的而且默认就是是开启的。

一级缓存作用范围

现在我们再来验证一下一级缓存是否真的只对同一个SqlSession有效，我们对上面的示例代码进行如下改变：

SqlSession session1 = sqlSessionFactory.openSession(); SqlSession session2 = sqlSessionFactory.openSession(); UserMapper userMapper1 = session1.getMapper(UserMapper.class); UserMapper userMapper2 = session2.getMapper(UserMapper.class); List<LwUser> userList =  userMapper1.selectUserAndJob(); List<LwUser> userList2 =  userMapper2.selectUserAndJob();

这时候再次运行，输出结果如下：

可以看到缓存，打印了2次，没有用到缓存，也就是不同SqlSession中不能共享一级缓存。

一级缓存原理分析

首先让我们来想一想，既然一级缓存的作用域只对同一个SqlSession有效，那么一级缓存应该存储在哪里比较合适是呢？

是的，自然是存储在SqlSession内是最合适的，那我们来看看SqlSession的唯一实现类DefaultSqlSession：

DefaultSqlSession中只有5个成员属性，后面3个不用说，肯定不可能用来存储缓存，然后Configuration又是一个全局的配置文件，也不合适存储一级缓存，这么看来就只有Executor比较合适了，因为我们知道缓存，SqlSession只提供对外接口，实际执行sql的就是Executor。

既然这样，那我们就进去看看Executor的实现类BaseExecutor：

看到果然有一个localCache。而上面我们有提到PerpetualCache内缓存是用一个HashMap来存储缓存的，那么接下来大家肯定就有以下问题：

接下来就让我们逐一分析

一级缓存CacheKey的构成

既然缓存那么肯定是针对的查询语句，一级缓存的创建就是在BaseExecutor中的query方法内创建的：

createCacheKey这个方法的代码就不贴了，在这里我总结了一下CacheKey的组成，CacheKey主要是由以下6部分组成

一级缓存的使用

创建完CacheKey之后，我们继续进入query方法：

可以看到，在查询之前就会去localCache中根据CacheKey对象来获取缓存，获取不到才会调用后面的queryFromDatabase方法

一级缓存的创建

queryFromDatabase方法中会将查询得到的结果存储到localCache中

一级缓存什么时候会被清除

一级缓存的清除主要有以下两个地方：

PS：利用插件我们也可以自己去将缓存清除，后面我们会介绍插件相关知识。

二级缓存

一级缓存因为只能在同一个SqlSession中共享，所以会存在一个问题，在分布式或者多线程的环境下，不同会话之间对于相同的数据可能会产生不同的结果，因为跨会话修改了数据是不能互相感知的，所以就有可能存在脏数据的问题，正因为一级缓存存在这种不足，所以我们需要一种作用域更大的缓存，这就是二级缓存。

二级缓存的作用范围

一级缓存作用域是SqlSession级别，所以它存储的SqlSession中的BaseExecutor之中，但是二级缓存目的就是要实现作用范围更广，那肯定是要实现跨会话共享的，在MyBatis中二级缓存的作用域是namespace，也就是作用范围是同一个命名空间，所以很显然二级缓存是需要存储在SqlSession之外的，那么二级缓存应该存储在哪里合适呢？

在MyBatis中为了实现二级缓存，专门用了一个装饰器来维护，这就是我们上一篇文章介绍Executor时还留下的没有介绍的一个对象：CachingExecutor。

如何开启二级缓存

二级缓存相关的配置有三个地方：

1、mybatis-config中有一个全局配置属性，这个不配置也行，因为默认就是true。

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

想详细了解mybatis-config的可以点击这里。