13. 说说 MyBatis 的缓存机制？

PangHu大约 4 分钟

MyBatis 提供了一级缓存和二级缓存两种缓存机制，用于提高应用程序的性能，减少数据库的访问次数。缓存机制是 MyBatis 的一个重要特性，通过缓存可以在一定程度上减少对数据库的访问，从而提高查询性能。

1. 一级缓存（Local Cache）

作用范围：一级缓存是 MyBatis 默认开启的缓存机制，作用于 SqlSession 级别。

特点：

生命周期：一级缓存的生命周期与 SqlSession 相同。在同一个 SqlSession 中执行多次相同的查询（条件相同），如果缓存中已经存在结果，则直接返回缓存中的结果，而不再向数据库发送查询请求。
存储方式：一级缓存是基于 PerpetualCache 和 HashMap 实现的，存储查询结果的键值对，键为 SQL 语句的字符串及其参数，值为查询结果。
失效条件：在 SqlSession 中，如果执行了 INSERT、UPDATE、DELETE 操作，一级缓存会被清空，确保数据的一致性。另外，手动清空缓存或关闭 SqlSession 也会使一级缓存失效。

示例：

SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession();
User user1 = session.selectOne("selectUserById", 1); // 从数据库查询
User user2 = session.selectOne("selectUserById", 1); // 从一级缓存中获取结果

2. 二级缓存（Global Cache）

作用范围：二级缓存是 MyBatis 的全局缓存机制，作用于 Mapper 映射器级别。即同一个 Mapper 映射器中的查询结果可以被不同的 SqlSession 实例共享。

特点：

默认关闭：二级缓存默认是关闭的，需要在配置文件或 Mapper 文件中显式开启。
跨 SqlSession：二级缓存是跨 SqlSession 的，多个 SqlSession 可以共享同一个 Mapper 中的缓存数据。
存储方式：二级缓存也是基于 PerpetualCache 实现的，并且需要将缓存对象序列化，因此缓存对象必须实现 Serializable 接口。
失效条件：当执行 INSERT、UPDATE、DELETE 等修改操作时，二级缓存会被清空。同时，事务提交后，查询结果才会写入二级缓存。

启用二级缓存：

在 MyBatis 全局配置文件中启用二级缓存：

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

在具体的 Mapper 文件中配置二级缓存：

<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
    <!-- 启用二级缓存 -->
    <cache />
    
    <select id="selectUserById" resultType="User">
        SELECT * FROM user WHERE id = #{id}
    </select>
</mapper>

示例：

// 第一次查询，结果存入二级缓存
try (SqlSession session1 = sqlSessionFactory.openSession()) {
    UserMapper mapper1 = session1.getMapper(UserMapper.class);
    User user1 = mapper1.selectUserById(1);
}

// 第二次查询，不同的 SqlSession 实例，结果从二级缓存中获取
try (SqlSession session2 = sqlSessionFactory.openSession()) {
    UserMapper mapper2 = session2.getMapper(UserMapper.class);
    User user2 = mapper2.selectUserById(1);
}

3. 一级缓存与二级缓存的比较

特性	一级缓存	二级缓存
作用范围	`SqlSession` 级别	`Mapper` 映射器级别，跨 `SqlSession`
默认状态	默认开启	默认关闭
缓存生命周期	与 `SqlSession` 相同	与 `Mapper` 相同
缓存失效	`SqlSession` 执行写操作时清空	`Mapper` 执行写操作时清空
缓存共享	不同的 `SqlSession` 之间不共享	不同的 `SqlSession` 之间共享

4. 配置和管理二级缓存

MyBatis 提供了多种方式来配置和管理二级缓存：

缓存策略：可以通过 <cache> 标签的 eviction 属性配置缓存回收策略。默认使用 LRU（最近最少使用），其他选项包括 FIFO（先进先出）、SOFT（软引用）、WEAK（弱引用）。
刷新间隔：通过 flushInterval 属性配置缓存的刷新间隔。默认情况下不会自动刷新，可以设置为毫秒级的刷新间隔。
缓存大小：通过 size 属性设置缓存的最大对象数量。
只读模式：通过 readOnly 属性设置缓存是否为只读模式。只读模式下，缓存中的对象在缓存期间不可修改，适合提高并发性能。

示例配置：

<cache 
    eviction="FIFO" 
    flushInterval="60000"  <!-- 缓存60秒刷新一次 -->
    size="512"              <!-- 缓存中最多保存512个对象 -->
    readOnly="true"         <!-- 只读缓存，提升并发性能 -->
/>

5. 使用注意事项

事务管理：二级缓存和事务管理紧密相关，只有在事务提交后，查询结果才会存入二级缓存。如果事务回滚，缓存不会更新。
对象序列化：由于二级缓存需要将对象序列化，所有被缓存的对象必须实现 Serializable 接口。
一致性问题：二级缓存会在更新数据时失效，但在高并发情况下，可能会有短暂的缓存不一致问题，需要根据实际情况权衡缓存带来的性能提升与一致性问题。

6. 总结

一级缓存：每个 SqlSession 维护自己的一级缓存，默认开启，不同 SqlSession 之间不共享。适用于单个会话内重复查询的场景。
二级缓存：二级缓存是跨 SqlSession 的全局缓存，默认关闭，需要手动开启和配置。适用于多次会话之间需要共享查询结果的场景。

通过合理配置 MyBatis 的一级和二级缓存，可以显著提升应用程序的性能，特别是在读多写少的场景中，缓存机制可以有效减少数据库访问次数，提升查询效率。