缓存

计算机领域非常通用的概念，它介于应用程序和永久性数据存储源（如硬盘上的文件或者数据库）之间，其作用是降低应用程序直接读写永久性数据存储源的频率，从而提高应用的运行性能，缓存中的数据是数据存储源中数据的拷贝。
缓存的物理介质通常是内存。

Hibernate提供的两种级别的缓存：

• 第一级别的缓存：Session级别的缓存
  它是属于事务范围的缓存，这一级别的缓存是由Hibernate管理的。
• 第二级别的缓存：SessionFactory级别的缓存
  它是属于进程范围的缓存。

SessionFactory级别的缓存

SessionFactory级别的缓存可以分为两类

• 内置缓存
  Hibernate自带的，不可卸载的，通常在Hibernate的初始化阶段，Hibernate会把映射元数据和预定义的SQL语句放到SessionFactory的缓存中，映射元数据是映射文件中的数据（.hbm.xml文件中的数据）的复制，该内置缓存是只读的。

• 外置缓存（二级缓存）
  一个可配置的缓存插件。在默认情况下，SessionFactory不会启用这个缓存插件，外置缓存中的数据是数据库数据的复制，外置缓存的物理介质可以是内存或硬盘。

Hibernate的二级缓存

适合放入二级缓存中的数据：

• 很少被修改
• 不是很重要的数据，允许出现偶尔的并发问题

不适合放入二级缓存中的数据：

• 经常被修改
• 财务数据，绝对不允许出现并发问题
• 与其他应用程序共享的数据

二级缓存的并发访问策略

两个并发的事务同时访问持久层的缓存的相同数据时，也有可能出现各类并发问题。

二级缓存可以设定以下4种类型的并发访问策略，每一种访问策略对应一种事务隔离级别

• 非严格读写（Nostrict-read-write）
  不保证缓存与数据库中数据的一致性，提供Read Uncommited事务隔离级别，对于极少被修改，而且允许脏读的数据，可以采用这种策略。
• 读写型（Read-write）
  提供Read Commited数据隔离级别，对于经常读但是很少被修改的数据，可以采用这种隔离类型。因为它可以防止脏读。
• 事务型（Transactional）
  仅在受管理环境下适用，它提供了Repeatable Read事务隔离级别，对于经常读但是很少被修改的数据，揭阳采用这种隔离类型，因为它可以防止脏读和不可重复读。
• 只读型（Read-Only）
  提供了Serializable数据隔离级别，对于从来不会被修改的数据，可以采用这种访问策略。

配置进程范围内的二级缓存的步骤

• 加入二级缓存插件的jar包及配置文件
  jar包有：ehcache-2.10.6.jar,hibernate-ehcache-5.4.3.Final.jar,slf4j-api-1.7.25.jar。
  配置文件ehcache.xml如下：

<ehcache>
    <diskStore path="java.io.tmpdir"/>

    <defaultCache
        maxElementsInMemory="10000"
        eternal="false"
        timeToIdleSeconds="120"
        timeToLiveSeconds="120"
        overflowToDisk="true"
        />

    <cache name="sampleCache1"
        maxElementsInMemory="10000"
        eternal="false"
        timeToIdleSeconds="300"
        timeToLiveSeconds="600"
        overflowToDisk="true"
        />

    <cache name="sampleCache2"
        maxElementsInMemory="1000"
        eternal="true"
        timeToIdleSeconds="0"
        timeToLiveSeconds="0"
        overflowToDisk="false"
        /> 
</ehcache>

• 配置Hibernate.cfg.cml文件
  配置启用hibernate的二级缓存：<property name="cache.use_second_level_cache">true</property>
  配置Hibernate二级缓存使用的产品：<property name="hibernate.cache.region.factory_class">org.hibernate.cache.ehcache.internal.EhcacheRegionFactory</property>
  配置对哪些类使用Hibernate的二级缓存：<class-cache class="com.cerr.hibernate.entities.Employee" usage="read-write" />

实际上也可以在.hbm.xml文件中配置对哪些类使用二级缓存及二级缓存的策略。例如在Employee.hbm.xml文件的class节点里面加上<cache usage="read-write"/>。

设置二级缓存之后，测试如下：

@org.junit.Test
    public void testHibernateSecondLevelCache(){
        Employee employee = session.get(Employee.class,1);
        System.out.println(employee.getName());
        //关闭session后重新连接
        transaction.commit();
        session.close();
        session = sessionFactory.openSession();
        transaction = session.beginTransaction();
        Employee employee1 = session.get(Employee.class,1);
        System.out.println(employee1.getName());

    }

在没设置二级缓存的时候，该情形会发送两次sql语句，因为在中间关闭了session后再重新开启。而我们已经设置了二级缓存，因此只会发送一条sql语句。

集合级别的二级缓存的配置

• 配置对集合使用二级缓存，例如：<collection-cache collection="com.cerr.hibernate.entities.Department.emps" usage="read-write" />，也可以在hbm.xml文件中使用<cache>标签进行配置。
• 还需要配置集合中的元素对应的持久化类也使用二级缓存，否则将会多出n条SQL语句。

以Department为例，配置文件hibernate.cfg.xml如下：

<?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>
<!DOCTYPE hibernate-configuration PUBLIC
        "-//Hibernate/Hibernate Configuration DTD//EN"
        "http://www.hibernate.org/dtd/hibernate-configuration-3.0.dtd">
<hibernate-configuration>
    <session-factory>
        <!-- 配置连接数据库的基本信息 -->
        <property name="connection.driver_class">com.mysql.jdbc.Driver</property>
        <property name="connection.url">jdbc:mysql://localhost:3306/hibernate5</property>
        <property name="connection.username">root</property>
        <property name="connection.password">root</property>

        <!-- 配置hibernate的基本信息-->
        <!-- hibernate所使用的的数据库方言 -->
        <property name="dialect">org.hibernate.dialect.MySQL5Dialect</property>
        <!-- 执行操作时是否在控制台打印SQL-->
        <property name="show_sql">true</property>
        <!-- 是否对SQL进行格式化-->
        <property name="format_sql">true</property>
        <!-- 指定生成数据表的策略-->
        <property name="hibernate.hbm2ddl.auto">update</property>
        <!-- 设置hibernate的事务隔离级别 -->
        <property name="connection.isolation">2</property>
        <property name="use_identifier_rollback">true</property>

        <!-- 配置C3P0数据源 -->
        <property name="hibernate.connection.provider_class">org.hibernate.c3p0.internal.C3P0ConnectionProvider</property>
        <property name="c3p0.max_size">10</property>
        <property name="c3p0.min_size">5</property>
        <property name="c3p0.acquire_increment">2</property>
        <property name="c3p0.idle_test_period">2000</property>
        <property name="c3p0.timeout">2000</property>
        <property name="c3p0.max_statements">10</property>

        <!-- 设定JDBC的Statement读取数据的时候每次从数据库中取出的记录条数-->
        <property name="hibernate.jdbc.fetch_size">100</property>
        <!-- 设定对数据库进行批量删除，更新，插入的时候批次的大小 -->
        <property name="hibernate.jdbc.batch_size">30</property>


        <!-- 启用二级缓存-->
        <property name="cache.use_second_level_cache">true</property>
        <!-- 配置使用的二级缓存的产品 -->
        <property name="hibernate.cache.region.factory_class">org.hibernate.cache.ehcache.internal.EhcacheRegionFactory</property>

        <mapping resource="com/cerr/hibernate/entities/Employee.hbm.xml"/>
        <mapping resource="com/cerr/hibernate/entities/Department.hbm.xml"/>

        <class-cache class="com.cerr.hibernate.entities.Employee" usage="read-write" />
        <class-cache class="com.cerr.hibernate.entities.Department" usage="read-write" />
        <!-- 对Department的集合使用二级缓存-->
        <collection-cache collection="com.cerr.hibernate.entities.Department.emps" usage="read-write" />
    </session-factory>
</hibernate-configuration>

测试：

@org.junit.Test
    public void testCollectionSecondLevelCache(){
        Department department = session.get(Department.class,1);
        System.out.println(department.getName());
        System.out.println(department.getEmps().size());
        transaction.commit();
        session.close();
        session = sessionFactory.openSession();
        transaction = session.beginTransaction();

        Department department1 = session.get(Department.class,1);
        System.out.println(department1.getName());
        System.out.println(department1.getEmps().size());

    }

对ehcache.xml文件的解析

<ehcache>
    <!-- 指定一个目录：当EHCache把数据写到硬盘上时，将把数据写到这个目录下 -->
    <diskStore path="java.io.tmpdir"/>

    <!-- 设置缓存的默认数据过期策略 -->
    <defaultCache
        maxElementsInMemory="10000"
        eternal="false"
        timeToIdleSeconds="120"
        timeToLiveSeconds="120"
        overflowToDisk="true"
        />
    <!-- 设置具体的命名缓存的数据过期策略，每个命名缓存代表一个缓存区域-->
    <cache name="com.cerr.hibernate.entities.Employee"
        maxElementsInMemory="10000"
        eternal="false"
        timeToIdleSeconds="300"
        timeToLiveSeconds="600"
        overflowToDisk="true"
        />

    <cache name="com.cerr.hibernate.entities.Department"
        maxElementsInMemory="1000"
        eternal="true"
        timeToIdleSeconds="0"
        timeToLiveSeconds="0"
        overflowToDisk="false"
        />
</ehcache>

关于几个标签

• <diskStore>标签
  指定一个目录：当EHCache把数据写到硬盘上时，将把数据写到这个目录下
• <defaultCache>标签
  设置缓存的默认数据过期策略
• <cache>标签
  设置具体的命名缓存的数据过期策略，每个命名缓存代表一个缓存区域

Hibernate在不同的缓存区域保存不同的类/集合
对于类而言，区域的名称是类名，例如：com.cerr.domain.Customer
对于集合而言，区域的名称是类名加属性名，例如：com.cerr.domain.Customer.orders

cache元素的属性

• name：设置缓存的名字，它的取值为类的全限定名或类的集合的名字。
• maxInMemory：设置基于内存的缓存中可存放的对象的最大数目。
• etemal：设置对象是否为永久的，true表示永不过期，此时将忽略timeToldleSeconds和timeToLiveSeconds属性：默认是false。
• timeToldleSeconds：设置对象空闲最长时间，以秒为单位，超过这个时间，对象过期。当对象过期时，EHCache会把它从缓存中清除。如果此值为0，表示对象可以无限期地处于空闲状态。
• timeToLiveSeconds：设置对象生存最长时间，超过这个时间，对象过期。如果此值为0，表示对象可以无限期地存在于缓存中，该属性值必须大于或等于timeToldleSeconds属性值。
• overflowToDisk：设置基于内在的缓存中的对象数目达到上限后，是否把溢出的对象写在基于硬盘的缓存中。

查询缓存

默认情况下，设置的缓存对HQL及QBC查询是无效的，但可以通过设置查询缓存来使其支持这两种查询。

设置的步骤：

• 在hibernate.cfg.xml文件中声明开启查询缓存，例如：<property name="cache.use_query_cache">true</property>
• 调用Query或Criteria的setCacheable(true)。

注意：查询缓存依赖于二级缓存，即若要使用查询缓存，必须先配置二级缓存，否则无法使用。

Demo如下：

@org.junit.Test
    public void testQueryCache(){
        Query query = session.createQuery("FROM Employee ");
        //设置查询缓存
        query.setCacheable(true);

        List<Employee> employees = query.list();
        System.out.println(employees.size());

        employees = query.list();
        System.out.println(employees.size());
    }

时间戳缓存区域

时间戳缓存区域存放了对于查询结果相关的表进行插入，更新或删除操作的时间戳，Hibernate通过时间戳缓存区域来判断被缓存的查询结果是否过期，其运行过程如下：

• T1时刻执行查询操作，把查询结果存放在QueryCache区域，记录该区域的时间戳为T1.
• T2时刻对查询结果相关的表进行更新操作，Hibernate把T2时刻存放在UpdateTimestampCache区域。
• T3时刻执行查询结果前，先比较QueryCache区域的时间戳和UpdateTimestampCache区域的时间戳，若T2＞T1，那么就丢弃原先存放在QueryCache区域的查询结果，重新到数据库中查询数据，再把结果存放到QueryCache区域；若T2<T1，直接从QueryCache中获得查询结果。

Query接口的iterate()方法

同list()一样也能执行查询操作。
list()执行的SQL语句包含实体类对应的数据表的所有字段。
iterator()执行的SQL语句中仅包含实体类对应的数据表的ID字段。
当遍历访问结果集时，该方法先到Session缓存及二级缓存中查看是否存在特定OID的对象，如果存在，就直接返回该对象，如果不存在该对象就通过相应的SQL Select语句到数据库中加载特定的实体对象

大多数情况下，应考虑使用list()执行查询操作，iterator()仅仅在满足以下条件的场合，可以稍微提高查询性能：

• 要查询的数据表中包含大量字段
• 启用了二级缓存，且二级缓存中可能已经包含了待查询的对象。