大厂面试真题-说一下Mybatis的缓存

首先看一下原理图

Mybatis提供了两种缓存机制：一级缓存（L1 Cache）和二级缓存（L2 Cache），旨在提高数据库查询的性能，减少数据库的访问次数。注意查询的顺序是先二级缓存，再一级缓存。

相关配置

映射文件中的开关（二级缓存的）

一级缓存（L1 Cache）

实现原理：

一级缓存是SqlSession级别的缓存，它基于PerpetualCache类实现，该类是Mybatis默认的缓存实现，内部使用HashMap来存储缓存数据。每个SqlSession在创建时都会关联一个Executor，Executor中包含了两个重要的缓存对象：localCache和localOutputParameterCache（后者主要用于存储过程调用，此处主要讨论localCache）。

在BaseExecutor类中，localCache被初始化为PerpetualCache的实例，并存储在Executor对象中。当执行查询操作时，Mybatis会首先检查localCache中是否存在相同的查询（通过CacheKey来唯一标识一个查询），如果存在，则直接从缓存中返回结果；如果不存在，则执行数据库查询，将结果放入localCache中，并返回给调用者。

在BaseExecutor类中，可以看到localCache的声明和初始化：

protected PerpetualCache localCache;  protected BaseExecutor(Configuration configuration, Transaction transaction) {  // ... 其他初始化代码  this.localCache = new PerpetualCache("LocalCache");  // ... 其他初始化代码  
}

PerpetualCache类实现了Cache接口，其内部使用HashMap来存储缓存数据：

Executor

概述：

Executor是Mybatis中的一个核心接口，它定义了数据库操作的基本方法，如查询（query）、更新（update）、提交（commit）、回滚（rollback）以及清空缓存（clearCache）等。Executor接口的实现类负责具体的SQL执行和缓存管理逻辑。

实现类：

• BaseExecutor：这是一个抽象类，实现了Executor接口的大部分方法，并为子类提供了缓存管理和事务管理的基本功能。子类需要实现doUpdate、doQuery、doQueryCursor和doFlushStatements等四个基本方法来完成数据库的相关操作。
• SimpleExecutor：这是BaseExecutor的一个子类，实现了最基础的SQL执行逻辑，每次执行SQL时都会创建一个新的Statement对象，并不涉及复杂的缓存机制。它是Mybatis的默认执行器。
• ReuseExecutor：这个执行器实现了Statement的重用功能，它通过内部缓存机制，在同一个SqlSession范围内重用相同的Statement对象，以减少SQL预编译的开销。
• BatchExecutor：顾名思义，这个执行器用于执行批量操作，它将多个SQL语句打包发送到数据库执行，以减少网络开销和提高性能。

特点与生效条件：

• 作用域：一级缓存是SqlSession级别的缓存，缓存的数据只在当前SqlSession内有效。
• 默认状态：Mybatis默认开启一级缓存。
• 生效条件：同一个SqlSession中执行相同的SQL查询时，第一次查询会查询数据库，并将结果存储在缓存中；后续的相同查询则直接从缓存中获取数据，不再访问数据库。
• 失效条件：
  1. 使用不同的SqlSession。
  2. 在同一个SqlSession中，两次查询之间执行了增删改操作（insert、update、delete），这些操作会清空SqlSession中的缓存。
  3. 手动清空了缓存。
  4. 两次查询的查询条件不一致。

应用场景：

一级缓存适用于单个SqlSession中的多次相同查询场景，可以有效减少数据库的访问次数，提高查询效率。然而，由于其作用域限制，它不适用于跨SqlSession的查询优化。

二级缓存（L2 Cache）

实现原理：

二级缓存是Mapper级别的缓存，它允许多个SqlSession共享缓存数据。二级缓存的开启需要在全局配置文件和Mapper XML文件中进行设置。在Mybatis中，二级缓存是通过Cache接口的实现类来管理的，但Mybatis默认提供了PerpetualCache作为二级缓存的实现。

当二级缓存开启后，Mybatis会为每个Mapper的namespace创建一个独立的缓存区域。当执行查询时，Mybatis会首先检查该Mapper的二级缓存中是否存在相同的查询结果；如果存在，则直接返回缓存中的数据；如果不存在，则执行数据库查询，将结果放入二级缓存中，并返回给调用者。

CachingExecutor

概述：

CachingExecutor是Executor的一个实现类，它通过包装其他Executor实现类（如SimpleExecutor、ReuseExecutor或BatchExecutor，这里使用的是装饰器模式），实现了二级缓存机制。它首先检查缓存中是否存在相同查询的结果，如果存在则直接返回缓存中的结果，否则通过被包装的Executor执行查询操作，并将结果存入缓存。

实现步骤：

• 缓存检查：在执行查询操作之前，CachingExecutor会首先检查其管理的二级缓存中是否存在相同查询的结果。这通常通过比较查询的CacheKey来实现，CacheKey是根据查询的SQL语句、参数等信息生成的唯一标识符。
• 执行查询：如果缓存中不存在相同查询的结果，CachingExecutor会委托给被包装的Executor执行查询操作，并获取查询结果。
• 缓存结果：将查询结果存入二级缓存中，以便后续相同的查询能够直接从缓存中获取结果。
• 缓存管理：CachingExecutor还负责缓存的清空、提交和回滚等操作，以确保数据的一致性和缓存的有效性。

特点与生效条件：

• 作用域：二级缓存是Mapper级别的缓存，同一个namespace下的所有SqlSession共享这个缓存。
• 默认状态：Mybatis默认关闭二级缓存，需要手动开启。
• 开启条件：
  1. 在mapper.xml文件中设置<cache/>标签。
  2. 查询数据所转换的实体类类型必须实现序列化接口。
  3. 必须在SqlSession关闭或提交后，才会开启二级缓存。
• 失效条件：
  1. 同一个namespace下的增删改操作会清空缓存。
  2. 缓存超时设置（如果有的话）。
  3. 手动清空缓存。

应用场景：

1. 查询频率高且数据不经常变动的场景：当一个查询被频繁执行，且查询结果很少发生改变时，可以将查询结果缓存在二级缓存中，以提高查询性能。
2. 多个会话共享相同数据的场景：当多个SqlSession需要共享相同的数据时，可以使用二级缓存来避免重复的数据库查询操作，提高系统性能。
3. 减轻数据库的负载：在高并发的情况下，数据库可能会成为系统的瓶颈。通过使用二级缓存，可以减轻数据库的负载，提高系统的并发处理能力。