Mybatis缓存机制（一级缓存和二级缓存）

前言

为什么要学习Mybatis 缓存机制？

学习Mybatis 缓存机制，可以有效解决 数据库的压力，提高数据库的性能。

例如：你要  对tb_user 表 ，查询 所有用户的信息,并且多次查询所有用户信息。我们知道第一次查询表信息流程是 ，执行 sql 查询语句，找到存储在数据库的目标数据【在硬盘】，最后得到这些数据。那如果第二次查询，我们依旧如此，这般循环往复，如果是存储很多数据的数据库，这样一次查询，耗时是很长的，且会数据库的性能。

思考，当 第一次得到查询数据或者进行其他的操作后，能否把最终的数据临时存储在一个地方。当第二次执行相同的sql 语句时，传递相同的参数,可以直接从这地方获得，不再需要从 数据库进行二次查询。这样不仅节省了时间，还提高了性能。-------Mybatis 缓存机制 的功能

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Mybatis一级缓存

一级缓存的功能

一级缓存会将第一次执行SQL语句后查询到的结果存储在缓存中。这些数据会被暂存，以便后续的查询操作可以直接从缓存中读取，而无需再次访问数据库。

• 一级缓存 是SqlSession 级别的缓存。如果同一个SqlSession 对象 多次执行完全相同的sql 语句，在第一次执行完成后， Mybatis 会将查询结果写入一级缓存中，此后如果程序没有执行插入，更新，删除操作，当第二次执行相同的查询语句，Mybatis 会直接 读取一级缓存中的数据，而不用再去数据库查询，从而提高数据库的查询效率。

例子

从 数据表 tb_book 中多次 查询 di=1 的图书信息，使用 一级缓存 。

注意：学习 一级缓存的核心 不仅仅理解 一级缓存是临时存储场所，而且始终与数据库存储的数据保持同步------这里具体表现为数据的一致性

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数据一致性的真正含义

数据一致性是指在缓存机制中，缓存中的数据与数据库中的数据始终保持一致。具体来说，这意味着：

1. 读取操作：当从缓存中读取数据时，缓存中的数据必须是最新的，与数据库中的数据完全一致。

2. 写入操作：当数据库中的数据发生变化时（例如通过INSERT、UPDATE、DELETE操作），缓存中的数据必须及时更新或失效，以避免读取到过时的数据。

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验证 数据的一致性

1 当执行相同的sql 语句时，获得相同的结果

2 存储在 一级缓存的数据，在数据库中也要存在，并且不会轻易被改变

demo(案例：验证 数据的一致性）

目的： 查询  id=1 时，图书信息

项目准备

tb_book 表 和与之对应的 实体类 Book 类

• tb_book 表

• 实体类 Book 类

添加 需要的依赖

• mybatis 框架固定的依赖 + log4j 日志依赖 通过控制台直观看到整个过程

 <dependencies><!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.mybatis/mybatis --><dependency><groupId>org.mybatis</groupId><artifactId>mybatis</artifactId><version>3.5.6</version></dependency><!-- https://mvnrepository.com/artifact/mysql/mysql-connector-java --><dependency><groupId>mysql</groupId><artifactId>mysql-connector-java</artifactId><version>8.0.16</version></dependency><!-- https://mvnrepository.com/artifact/log4j/log4j --><dependency><groupId>log4j</groupId><artifactId>log4j</artifactId><version>1.2.17</version></dependency></dependencies>

和log4j 日志依赖配套的log4j.properties 配置文件

# Set root logger level
log4j.rootLogger=DEBUG, stdout# Set the log output format
log4j.appender.stdout=org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.stdout.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.stdout.layout.ConversionPattern=%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} %-5p %c{1}:%L - %m%n

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BookMapper 接口方法

    // 根据id查询图书public Book queryBookById(int id);// 更新图书public int updateBook(Book book);

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正文

BookMapper.xml 映射文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE mapperPUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN""http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<mapper namespace="fs.mapper.BookMapper">
<!--    根据id 查询 图书信息--><select id="queryBookById" parameterType="int" resultType="fs.entity.Book">select * from tb_book where id = #{id}</select>
<!--    根据id 修改--><update id="updateBook" parameterType="fs.entity.Book">update tb_book set price = #{price},author = #{author},bookName = #{bookName} where id = #{id}</update>
</mapper>

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BookTest 测试类

1  两次查询  id=1 时，图书信息

        // 第一次执行Book book = sqlSession.selectOne("queryBookById", 1);System.out.println(book);// 第二次执行 sqlSession.selectOne("queryBookById", 1);Book book1 = sqlSession.selectOne("queryBookById", 1);System.out.println(book1);

运行截图

发现

通过运行截图和 代码发现，之后使用同样的sql 语句和传递相同的参数，会从一级缓存中直接获得，不再经过数据库。

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2 查询id=1 和第二次 id=2 图书信息

BookTest 测试类

运行截图

发现

即使第二次执行相同的sql 语句，如果传递不同的参数，不能从一级缓存中获得目标结果，只能通过数据库查询

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3 第一次执行 id=1 的查询 图书信息 ，第二次执行 修改 id=1 的图书名，第三次查询id=1图书信息

BookTest 测试类

 // 第一次执行Book book = sqlSession.selectOne("queryBookById", 1);System.out.println(book);// 第二次更新int update = sqlSession.update("updateBook", new Book(1, "author", "Html基础","67"));sqlSession.commit();// 第二次执行 sqlSession.selectOne("queryBookById", 1);Book book1 = sqlSession.selectOne("queryBookById", 1);System.out.println(book1);sqlSession.close();

运行截图

最后我们发现：

一级缓存实质上是在内存开辟一个空间来存储数据的。

一级缓存不需要，我们手动创建或者设置的

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Mybatis二级缓存

为什么要学习 Mybatis二级缓存？

学完一级缓存后，发现 在相同的Mapper 映射文件中使用相同的SQL语句，如果sqlSession不同，则两个sqlSession查询数据时，会查询数据两次，这样会降低数据库的查询效率。因此为了解决这个问题 使用 Mybatis二级缓存

Mybatis二级缓存 的优点

二级缓存 是一个跨多个 SqlSession 的共享缓存机制，它的作用范围比一级缓存更广泛。二级缓存可以显著提高系统的性能，因为它允许在多个会话之间共享缓存数据，从而减少对数据库的重复查询。

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二级缓存的工作原理

1. 查询流程：

   • 当执行查询操作时，MyBatis 首先检查一级缓存。

   • 如果一级缓存中没有找到数据，则检查二级缓存。

   • 如果二级缓存中也没有找到数据，则查询数据库，并将结果存入二级缓存。

2. 更新流程：

   • 当执行数据更新操作（如 INSERT、UPDATE、DELETE）时，MyBatis 会清空相关的一级缓存和二级缓存，以确保数据一致性。

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手动打开二级缓存的步骤

1 在主配置文件 mybatis-config .xml 开启二级 缓存的全局配置

    <settings>
<!--        开启日志--><setting name="logImpl" value="LOG4J"/>
<!--        开启二级缓存--><setting name="cacheEnabled" value="true"/>
</settings>

2 在 Mapper XML 文件中，使用 <cache> 标签配置二级缓存。

二级缓存一般是默认状态，可以实现的功能如下

1 映射文件所有的select 语句将会被缓存

2 映射文件中的所有的insert，update，delete 都会被刷新缓存

3 缓存会使用LRU算法回收

4 没有刷新间隔

5 缓存是可读可写的，但不被共享

以上是默认状态的特性，如果需要调整，可通过cache 元素的属性来实现

配置参数说明：

• eviction：缓存回收策略。可选值包括：

  • FIFO（先进先出）

  • LRU（最近最少使用）

  • SOFT（软引用）

  • WEAK（弱引用）

• flushInterval：缓存刷新间隔（毫秒）。默认值为不刷新。

• size：缓存的最大存储对象数量。

• readOnly：是否只读。如果设置为 true，则缓存中的数据被认为是只读的，可以提高性能，但不允许修改。

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3 . 实体类实现 Serializable

4 BookTest测试类中 两次查询 id=1 的图书信息

package fs.Test;import fs.entity.Book;
import org.apache.ibatis.io.Resources;
import org.apache.ibatis.session.SqlSession;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactory;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactoryBuilder;import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;public class BookTest {public static void main(String[] args) throws IOException {InputStream resource = Resources.getResourceAsStream("mybatis-confif.xml");SqlSessionFactory build = new SqlSessionFactoryBuilder().build(resource);SqlSession sqlSession = build.openSession();SqlSession sqlSession1 = build.openSession();// 第一次执行Book book = sqlSession.selectOne("queryBookById", 3);System.out.println(book);sqlSession.close();// 第二次执行Book book1 = sqlSession1.selectOne("queryBookById", 3);System.out.println(book1);sqlSession1.close();}
}

运行截图

补充

• 缓存命中率

缓存命中率的计算公式

缓存命中率通常通过以下公式计算： 缓存命中率=总查询次数缓存命中次数​

• 缓存命中次数：从缓存中成功获取到数据的次数。

• 总查询次数：所有查询操作的次数，包括从缓存中获取数据和从数据库中查询数据的次数。

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示例

假设你进行了 10 次查询操作：

• 3 次查询直接从缓存中获取到了数据（缓存命中）。

• 7 次查询需要从数据库中查询数据（缓存未命中）。

那么缓存命中率为： 缓存命中率=103​=0.3 或 30%

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MyBatis 中的缓存命中率

在 MyBatis 的日志中，你可以看到类似以下的输出：

DEBUG BookMapper:60 - Cache Hit Ratio [fs.mapper.BookMapper]: 0.0

这表示当前的缓存命中率为 0.0，即尚未有缓存命中。

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为什么缓存命中率是 0.0？

1. 缓存尚未生效：

   • 如果是第一次查询，缓存尚未填充，因此命中率为 0。

   • 如果二级缓存未正确配置（如实体类未实现 Serializable 接口，或 <cache> 标签未正确设置），缓存可能不会生效。

2. 查询条件不匹配：

   • 缓存基于查询语句和参数进行匹配。如果查询语句或参数不同，即使使用了缓存，也可能无法命中。

3. 缓存被清空：

   • 如果在两次查询之间执行了数据更新操作（如 INSERT、UPDATE、DELETE），二级缓存可能会被清空，导致命中率为 0。