mybatis缓存机制

一级缓存

定义：一级缓存也叫本地缓存，是在会话（SqlSession）层面进行缓存的。一级缓存是默认打开的，并没有任何设置或判断语句控制是否执行一级缓存查询、添加操作。所以，无法关闭掉一级缓存。

在DefaultSqlSession中，Executor接口实现类BaseExecutor里有个缓存对象PerpetualCache localCache。

public class PerpetualCache implements Cache {

  // 对象id，如LocalCache
  private final String id;

  /**
   * 缓存map
   * key为createCacheKey(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, BoundSql boundSql)生成
   * value为数据库查询出的结果集List<E>
   *
   */
  private Map<Object, Object> cache = new HashMap<>();
}

在同一个会话里面，多次执行相同的SQL 语句，会直接从内存取到缓存的结果，不会再发送SQL 到数据库。但是不同的会话里面，即使执行的SQL 一模一样（通过一个Mapper 的同一个方法的相同参数调用），也不能使用到一级缓存。

一级缓存的工作流程

对于某个查询，根据statementId,params,rowBounds来构建一个key值，根据这个key值去缓存Cache中取出对应的key值存储的缓存结果。
判断从Cache中根据特定的key值取的数据数据是否为空，即是否命中。
如果命中，则直接将缓存结果返回。
如果没命中，则去数据库中查询数据，得到查询结果；将key和查询到的结果分别作为key,value对存储到Cache中；将查询结果返回。

一级缓存的生命周期

MyBatis在开启一个数据库会话时，会创建一个新的SqlSession对象，SqlSession对象中会有一个新的Executor对象，Executor对象中持有一个新的PerpetualCache对象；当会话结束时，SqlSession对象及其内部的Executor对象还有PerpetualCache对象也一并释放掉。
如果SqlSession调用了close()方法，会释放掉一级缓存PerpetualCache对象，一级缓存将不可用。
如果SqlSession调用了clearCache()，会清空PerpetualCache对象中的数据，但是该对象仍可使用。
SqlSession中执行了任何一个update操作(update()、delete()、insert())，都会清空PerpetualCache对象的数据，但是该对象可以继续使用。

一级缓存范围

MyBatis 一级缓存（MyBaits 称其为 Local Cache）无法关闭，但是有两种级别可选：

session 级别的缓存，在同一个 sqlSession 内，对同样的查询将不再查询数据库，直接从缓存中。
statement 级别的缓存，避坑：为了避免这个问题，可以将一级缓存的级别设为 statement 级别的，这样每次查询结束都会清掉一级缓存。

<!-- MyBatis 利用本地缓存机制（Local Cache）防止循环引用（circular references）和加速重复嵌套查询。
             默认值为 SESSION，这种情况下会缓存一个会话中执行的所有查询。
            若设置值为 STATEMENT，本地会话仅用在语句执行上，对相同 SqlSession 的不同调用将不会共享数据。  -->
<setting name="localCacheScope" value="SESSION"/>

一级缓存的不足

使用一级缓存的时候，因为缓存不能跨会话共享，不同的会话之间对于相同的数据可能有不一样的缓存。在有多个会话或者分布式环境下，会存在脏数据的问题。如果要解决这个问题，就要用到二级缓存。

二级缓存

定义：范围是namespace级别的，可以被多个SqlSession 共享（只要是同一个接口里面的相同方法，都可以共享），生命周期和应用同步。MyBatis查询数据的顺序是：二级缓存 —> 一级缓存 —> 数据库。

在DefaultSqlSession中，Executor接口实现类CachingExecutor里有个缓存对象TransactionalCacheManager tcm。

/**
 * 用于管理CachingExecutor使用的二级缓存对象，只定义了一个transactionalCaches字段
 */
public class TransactionalCacheManager {
   /**
    *   二级缓存map，key和value与一级缓存map一样
   */
  private final Map<Cache, TransactionalCache> transactionalCaches = new HashMap<>();
  
  /**
   * CachingExecutor调用此方法，用key查询返回value，
   * @param cache
   * @param key
   * @return
   */
  public Object getObject(Cache cache, CacheKey key) {
    return getTransactionalCache(cache).getObject(key);
  }
  
  /**
   * map.computeIfAbsent(K key,
   *             Function<? super K, ? extends V> mappingFunction)
   * key 就是我们要用来做映射的key
   * mappingFunction 就是我们的映射函数
   * 这个方法返回当前与key关联的值（无论是之前已经存在的，或者是刚刚计算出来的），可能为null。
   * TransactionalCache::new, 调用TransactionalCache的构造方法
   * @param cache
   * @return
   */
  private TransactionalCache getTransactionalCache(Cache cache) {
    return transactionalCaches.computeIfAbsent(cache, TransactionalCache::new);
  }
  }
}

缓存对象TransactionalCacheManager里的TransactionalCache对象

public class TransactionalCache implements Cache {
//对应的二级缓存对象
  private final Cache delegate;
  //是否在commit时清除缓存
  private boolean clearOnCommit;
  //需要在commit时提交到二级缓存的数据
  private final Map<Object, Object> entriesToAddOnCommit;
  //缓存未命中的数据，事务commit时，也会放入二级缓存（key,null）
  private final Set<Object> entriesMissedInCache;
}

开启二级缓存方法

1.全局缓存开关：mybatis配置文件中声明

<!-- mybatis-config.xml 开启二级缓存（默认是开的，这里写出来是为了方便代码维护） -->
<setting name="cacheEnabled" value="true" />

2.各个namespace下的二级缓存实例 mapper.xml

<!--Mapper.xml 中配置<cache/>标签 namespace同级  -->
<cache type="org.apache.ibatis.cache.impl.PerpetualCache"
    size="1024"
eviction="LRU"
flushInterval="120000"
readOnly="false"/>

或引用其他namespace的缓存

<cache-ref namespace="com.someone.application.data.SomeMapper"/>

Mapper.xml 配置了<cache>之后，select()会被缓存。update()、delete()、insert()会刷新缓存。如果cacheEnabled=true，Mapper.xml没有配置标签，则不会有二级缓存，但只要配置cacheEnabled=true，基本执行器就会被装饰，还是会出现CachingExecutor包装对象。

3.<select>节点中配置useCache属性
默认为true，设置false时，二级缓存针对该条select语句不会生效

缓存的清除策略

1.LRU（mybatis默认） – 最近最少使用
Least Recently Used，移除最长时间不被使用的对象。
2.LFU - 一定时期内被访问次数最少的
Least Frequently Used,移除某段时间内被访问次数最少的
3.FIFO – 先进先出
按对象进入缓存的顺序来移除它们。
4.SOFT – 软引用
基于垃圾回收器状态和软引用规则移除对象。
5.WEAK – 弱引用