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11 缓存

JAVA学习网 2020-12-11 13:18:06

11 缓存

简介

1、什么是缓存 [ Cache ] ?

  • 存在内存中的临时数据
  • 将用户经常查询的数据存放在缓存中（内存），用户去查询数据就不用从磁盘上（关系型数据库文件）查询，从缓存中直接查询，从而提高查询效率，解决了高并发系统的性能问题。

2、为什么使用缓存？

  • 减少和数据库的交互次数，减少系统的开销，提高系统的效率。

3、什么样的数据能使用缓存？

  • 经常查询并且不经常改变的数据。

MyBatis缓存

  • MyBatis包含一个非常强大的查询缓存特性，它可以非常方便地定制和配置缓存。缓存可以极大的提升查询效率。

  • MyBatis系统中默认定义了两级缓存：一级缓存和二级缓存

    • 默认情况下，只有一级缓存开启。（SqlSession级别的缓存，也称为本地缓存）
    • 二级缓存需要手动开启和配置，他是基于namespace级别的缓存。
    • 为了提高扩展性，MyBatis定义了缓存接口Cache。我们可以通过实现Cache接口来自定义二级缓存

一级缓存

一级缓存也叫本地缓存：

  • 与数据库同一次会话期间查询到的数据会放在本地缓存中；
  • 以后如果需要获取相同的数据，直接从缓存中拿，没必须再去查询数据库。

测试

module：mybatis-08

1、在MyBatis核心配置文件中加入日志，方便测试结果的查看。

2、编写实体类User.java

package com.zzb.pojo;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;

import java.io.Serializable;

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class User implements Serializable {
    private int id;
    private String name;
    private String pwd;
}

3、编写UserMapper接口

package com.zzb.dao;

import com.zzb.pojo.User;
import org.apache.ibatis.annotations.Param;

public interface UserMapper {

    // 根据Id查询用户
    User getUserById(@Param("id") int id);
}

4、编写UserMapper.xml配置文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE mapper
        PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Config 3.0//EN"
        "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<!--configuration-->
<mapper namespace="com.zzb.dao.UserMapper">

    <cache/>

    <select id="getUserById" resultType="User">
        select * from user where id = #{id}
    </select>


</mapper>

5、测试

    @Test
    public void test2(){
        SqlSession sqlSession = MybatisUtils.getSqlSession();
        UserMapper userMapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);

        User user = userMapper.getUserById(1);
        System.out.println(user);
        User user2 = userMapper.getUserById(1);
        System.out.println(user == user2);


        sqlSession.close();

    }

测试结果：

image-20201210212931401

很显然，测试仅从数据库中查询了一次，并将结果存入了缓存中。

一级缓存失效的四种情况

一级缓存是SqlSession级别的缓存，是一直开启的，我们关闭不了它；

一级缓存失效情况：没有使用到当前的一级缓存，那么还需要再向数据库中发起一次查询请求！

1、SqlSession不同

测试

    @Test
    public void test(){
        SqlSession sqlSession = MybatisUtils.getSqlSession();
        SqlSession sqlSession2 = MybatisUtils.getSqlSession();
        UserMapper userMapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);
        UserMapper userMapper2 = sqlSession2.getMapper(UserMapper.class);

        User user = userMapper.getUserById(1);
        System.out.println(user);

        User user2 = userMapper2.getUserById(1);
        System.out.println(user2);

        System.out.println(user == user2);

        sqlSession.close();
        sqlSession2.close();
    }

测试结果：

image-20201210213236283

测试结果中执行了两次SQL语句，表明每个SqlSession中的缓存相互独立！

2、SqlSession相同，查询条件不同

测试

    @Test
    public void test2(){
        SqlSession sqlSession = MybatisUtils.getSqlSession();
        UserMapper userMapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);

        User user = userMapper.getUserById(1);
        System.out.println(user);
        User user2 = userMapper.getUserById(2);
        System.out.println(user == user2);
        
        sqlSession.close();

    }

测试结果：

image-20201210213508832

两个SQL语句不同，查询结果不同，故不会从一级缓存中命中结果！

3、SqlSession相同，但两次查询之间执行了增删改操作！

UserMapper接口中增加方法：

    // 修改一个用户
    int updateUser(Map map);

UserMapper.xml编写：

    <update id="updateUser" parameterType="map">
        update user set name = #{name} where id = #{id}
    </update>

测试

    @Test
    public void test3(){
        SqlSession sqlSession = MybatisUtils.getSqlSession();
        UserMapper userMapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);

        User user1 = userMapper.getUserById(1);
        System.out.println(user1);

        Map<Object, Object> map = new HashMap<Object, Object>();
        map.put("name", "zb");
        map.put("id", 4);
        int i = userMapper.updateUser(map);
        if(i == 1){
            System.out.println("修改数据成功！");
        }else{
            System.out.println("修改数据失败！");
        }

        User user2 = userMapper.getUserById(1);
        System.out.println(user2);

        System.out.println(user1 == user2);

        sqlSession.close();
    }

测试结果:

image-20201210214315828

测试结果表明，两次查询间如果执行了增删改方法，一级缓存会被清空！因为增删改操作可能会对当前数据产生影响！

4、SqlSession相同，手动清除一级缓存

测试

    @Test
    public void test2(){
        SqlSession sqlSession = MybatisUtils.getSqlSession();
        UserMapper userMapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);

        User user = userMapper.getUserById(1);
        System.out.println(user);

        // 手动清除一级缓存
        sqlSession.clearCache();

        User user2 = userMapper.getUserById(1);
        System.out.println(user == user2);

        sqlSession.close();

    }

测试结果：

image-20201210214648807

二级缓存

  • 二级缓存也叫全局缓存，一级缓存作用域太低了，所以诞生了二级缓存

  • 基于namespace级别的缓存，一个名称空间，对应一个二级缓存；

  • 工作机制

    • 一个会话查询一条数据，这个数据就会被放在当前会话的一级缓存中；
    • 如果当前会话关闭了，这个会话对应的一级缓存就没了；但是我们想要的是，会话关闭了，一级缓存中的数据被保存到二级缓存中；
    • 新的会话查询信息，就可以从二级缓存中获取内容；
    • 不同的mapper查出的数据会放在自己对应的缓存（map）中；

使用步骤

1、开启全局缓存

在mybatis核心配置文件中添加如下配置：

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

2、在每一个Mapper.xml配置文件中使用二级缓存

<cache/>

官方示例=====>查看官方文档
<cache
 eviction="FIFO"
 flushInterval="60000"
 size="512"
 readOnly="true"/>
这个更高级的配置创建了一个 FIFO 缓存，每隔 60 秒刷新，最多可以存储结果对象或列表的 512 个引用，而且返回的对象被认为是只读的，因此对它们进行修改可能会在不同线程中的调用者产生冲突。

3、代码测试

所有实体类先实现序列化接口。

测试代码：

    @Test
    public void test(){
        SqlSession sqlSession = MybatisUtils.getSqlSession();
        SqlSession sqlSession2 = MybatisUtils.getSqlSession();
        UserMapper userMapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);
        UserMapper userMapper2 = sqlSession2.getMapper(UserMapper.class);

        User user = userMapper.getUserById(1);
        System.out.println(user);
		// 关闭sqlSession，是该sqlSession中的一级缓存的内容存放到二级缓存中
        sqlSession.close();

        User user2 = userMapper2.getUserById(1);
        System.out.println(user2);

        System.out.println(user == user2);

        sqlSession.close();
        sqlSession2.close();
    }

测试结果：

image-20201210215634682

  • 只要开启了二级缓存，我们在同一个Mapper中的查询，可以在二级缓存中拿到数据
  • 查出的数据都会被默认先放在一级缓存中
  • 只有会话提交或者关闭以后，一级缓存中的数据才会转到二级缓存中

缓存原理图

image-20201210220100854

EhCache

image-20201210220223892

第三方缓存实现--EhCache;

Ehcache是一种广泛使用的java分布式缓存，用于通用缓存；

要在应用程序中使用Ehcache，需要引入依赖的jar包：

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.mybatis.caches/mybatis-ehcache -->
<dependency>
   <groupId>org.mybatis.caches</groupId>
   <artifactId>mybatis-ehcache</artifactId>
   <version>1.1.0</version>
</dependency>

在mapper.xml中使用对应的缓存即可

<mapper namespace = “org.acme.FooMapper” > 
   <cache type = “org.mybatis.caches.ehcache.EhcacheCache” /> 
</mapper>

编写ehcache.xml文件，如果在加载时未找到/ehcache.xml资源或出现问题，则将使用默认配置。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ehcache xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
        xsi:noNamespaceSchemaLocation="http://ehcache.org/ehcache.xsd"
        updateCheck="false">
   <!--
      diskStore：为缓存路径，ehcache分为内存和磁盘两级，此属性定义磁盘的缓存位置。参数解释如下：
      user.home – 用户主目录
      user.dir – 用户当前工作目录
      java.io.tmpdir – 默认临时文件路径
    -->
   <diskStore path="./tmpdir/Tmp_EhCache"/>
   
   <defaultCache
           eternal="false"
           maxElementsInMemory="10000"
           overflowToDisk="false"
           diskPersistent="false"
           timeToIdleSeconds="1800"
           timeToLiveSeconds="259200"
           memoryStoreEvictionPolicy="LRU"/>

   <cache
           name="cloud_user"
           eternal="false"
           maxElementsInMemory="5000"
           overflowToDisk="false"
           diskPersistent="false"
           timeToIdleSeconds="1800"
           timeToLiveSeconds="1800"
           memoryStoreEvictionPolicy="LRU"/>
   <!--
      defaultCache：默认缓存策略，当ehcache找不到定义的缓存时，则使用这个缓存策略。只能定义一个。
    -->
   <!--
     name:缓存名称。
     maxElementsInMemory:缓存最大数目
     maxElementsOnDisk：硬盘最大缓存个数。
     eternal:对象是否永久有效，一但设置了，timeout将不起作用。
     overflowToDisk:是否保存到磁盘，当缓存存储的数据达到maxInMemory限制时
     timeToIdleSeconds:设置对象在失效前的允许闲置时间（单位：秒）。仅当eternal=false对象不是永久有效时使用，可选属性，默认值是0，也就是可闲置时间无穷大。
     timeToLiveSeconds:设置对象在失效前允许存活时间（单位：秒）。最大时间介于创建时间和失效时间之间。仅当eternal=false对象不是永久有效时使用，默认是0.，也就是对象存活时间无穷大。
     diskPersistent：是否缓存虚拟机重启期数据 Whether the disk store persists between restarts of the Virtual Machine. The default value is false.
     diskSpoolBufferSizeMB：这个参数设置DiskStore（磁盘缓存）的缓存区大小。默认是30MB。每个Cache都应该有自己的一个缓冲区。
     diskExpiryThreadIntervalSeconds：磁盘失效线程运行时间间隔，默认是120秒。
     memoryStoreEvictionPolicy：当达到maxElementsInMemory限制时，Ehcache将会根据指定的策略去清理内存。默认策略是LRU（最近最少使用）。你可以设置为FIFO（先进先出）或是LFU（较少使用）。
     clearOnFlush：内存数量最大时是否清除。
     memoryStoreEvictionPolicy:可选策略有：LRU（最近最少使用，默认策略）、FIFO（先进先出）、LFU（最少访问次数）。
     FIFO，first in first out，这个是大家最熟的，先进先出。
     LFU， Less Frequently Used，就是上面例子中使用的策略，直白一点就是讲一直以来最少被使用的。如上面所讲，缓存的元素有一个hit属性，hit值最小的将会被清出缓存。
     LRU，Least Recently Used，最近最少使用的，缓存的元素有一个时间戳，当缓存容量满了，而又需要腾出地方来缓存新的元素的时候，那么现有缓存元素中时间戳离当前时间最远的元素将被清出缓存。
  -->

</ehcache>
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