MyBatis的二级缓存的设计原理

转自:《深入理解mybatis原理》 MyBatis的二级缓存的设计原理

       MyBatis的二级缓存是Application级别的缓存,它可以提高对数据库查询的效率,以提高应用的性能。本文将全面分析MyBatis的二级缓存的设计原理。

1.MyBatis的缓存机制整体设计以及二级缓存的工作模式

     如上图所示,当开一个会话时,一个SqlSession对象会使用一个Executor对象来完成会话操作,MyBatis的二级缓存机制的关键就是对这个Executor对象做文章。如果用户配置了”cacheEnabled=true“,那么MyBatis在为SqlSession对象创建Executor对象时,会对Executor对象加上一个装饰者:CachingExecutor,这时SqlSession使用CachingExecutor对象来完成操作请求。CachingExecutor对于查询请求,会先判断该查询请求在Application级别的二级缓存中是否有缓存结果,如果有查询结果,则直接返回缓存结果;如果缓存中没有,再交给真正的Executor对象来完成查询操作,之后CachingExecutor会将真正Executor返回的查询结果放置到缓存中,然后在返回给用户。


CachingExecutor
Executor的装饰者,以增强Executor的功能,使其具有缓存查询的功能,这里用到了设计模式中的装饰者模式,

      
CachingExecutor
Executor的接口的关系如下类图所示:

 

2 . MyBatis二级缓存的划分

MyBatis并不是简单地对整个Application就只有一个Cache缓存对象,它将缓存划分的更细,即是Mapper级别的,即每一个Mapper都可以拥有一个Cache对象,具体如下:

a.为每一个Mapper分配一个Cache缓存对象(使用<cache>节点配置);

b.多个Mapper共用一个Cache缓存对象(使用<cache-ref>节点配置);

 

a.为每一个Mapper分配一个Cache缓存对象(使用<cache>节点配置)

 

MyBatisApplication级别的二级缓存细分到Mapper级别,即对于每一个Mapper.xml,如果在其中使用了<cache>
节点,则MyBatis会为这个Mapper创建一个Cache缓存对象,如下图所示:

注:  上述的每一个Cache对象,都会有一个自己所属的namespace命名空间,并且会将Mapper的 namespace作为它们的ID;

 

b.多个Mapper共用一个Cache缓存对象(使用<cache-ref>节点配置)

 

如果你想让多个Mapper公用一个Cache的话,你可以使用<cache-ref
namespace=””>
节点,来指定你的这个Mapper使用到了哪一个MapperCache缓存。

 

3. 使用二级缓存,必须要具备的条件

MyBatis对二级缓存的支持粒度很细,它会指定某一条查询语句是否使用二级缓存。

     虽然在Mapper中配置了<cache>,并且为此Mapper分配了Cache对象,这并不表示我们使用Mapper中定义的查询语句查到的结果都会放置到Cache对象之中,我们必须指定Mapper中的某条选择语句是否支持缓存,即如下所示,在<select>
节点中配置useCache=”true”Mapper才会对此Select的查询支持缓存特性,否则,不会对此Select查询,不会经过Cache缓存。如下所示,Select语句配置了useCache=”true”,则表明这条Select语句的查询会使用二级缓存。

  1. <select id=“selectByMinSalary” resultMap=“BaseResultMap” parameterType=“java.util.Map” useCache=“true”>


总之,要想使某条Select查询支持二级缓存,你需要保证:

   1.  MyBatis支持二级缓存的总开关:全局配置变量参数   cacheEnabled=true

   2. 该select语句所在的Mapper,配置了<cache> 或<cached-ref>节点,并且有效

   3. 该select语句的参数 useCache=true

 

4. 一级缓存和二级缓存的使用顺序

      请注意,如果你的MyBatis使用了二级缓存,并且你的Mapperselect语句也配置使用了二级缓存,那么在执行select查询的时候,MyBatis会先从二级缓存中取输入,其次才是一级缓存,即MyBatis查询数据的顺序是:

               二级缓存    ———> 一级缓存——> 数据库


5. 二级缓存实现的选择

   
MyBatis
对二级缓存的设计非常灵活,它自己内部实现了一系列的Cache缓存实现类,并提供了各种缓存刷新策略如LRU,FIFO等等;另外,MyBatis还允许用户自定义Cache接口实现,用户是需要实现org.apache.ibatis.cache.Cache接口,然后将Cache实现类配置在<cache
type=””>
节点的type属性上即可;除此之外,MyBatis还支持跟第三方内存缓存库如Memecached的集成,总之,使用MyBatis的二级缓存有三个选择:

        1.MyBatis自身提供的缓存实现;

        2. 用户自定义的Cache接口实现;

        3.跟第三方内存缓存库的集成;

6.  MyBatis自身提供的二级缓存的实现

    
MyBatis
自身提供了丰富的,并且功能强大的二级缓存的实现,它拥有一系列的Cache接口装饰者,可以满足各种对缓存操作和更新的策略。

    
MyBatis
定义了大量的Cache的装饰器来增强Cache缓存的功能,如下类图所示。

     对于每个Cache而言,都有一个容量限制,MyBatis各供了各种策略来对Cache缓存的容量进行控制,以及对Cache中的数据进行刷新和置换。MyBatis主要提供了以下几个刷新和置换策略:

     LRU:(Least Recently Used),最近最少使用算法,即如果缓存中容量已经满了,会将缓存中最近做少被使用的缓存记录清除掉,然后添加新的记录;

     FIFO:(First in first out),先进先出算法,如果缓存中的容量已经满了,那么会将最先进入缓存中的数据清除掉;

     Scheduled:指定时间间隔清空算法,该算法会以指定的某一个时间间隔将Cache缓存中的数据清空;

 

6. 写在后面(关于涉及到的设计模式)

  在二级缓存的设计上,MyBatis大量地运用了装饰者模式,如CachingExecutor, 以及各种Cache接口的装饰器。关于装饰者模式,读者可以阅读相关资料,我的另外一篇博文
Java 设计模式 装饰者模式
供读者参考。

本文只是讲述MyBatis二级缓存的基本原理,关于自定义二级缓存和与第三方内存库的集成,将在后续的文章中再做讨论,敬请关注!

作者的话

    本文是《深入理解mybatis原理》系列的其中一篇,如果您有兴趣,请关注该系列的其他文章~

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