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Mybatis二级缓存原理

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曹金桂
2016.10.16 16:50* 字数 1473

记录是一种精神,是加深理解最好的方式之一。

最近看了下Mybatis的源码,分析了二级缓存的实现方式,在这里把他记下来。虽然这不复杂,对这方面的博客也有很多,写的也很好。但我坚信看懂了是其一,能够教别人或者描述清楚记下来才能真正的掌握。
曹金桂 cao_jingui@163.com (如有欠缺还请指教)
时间:2016年10月11日16:00

这篇文章能够帮你
  • 学会对Mybatis配置二级缓存
  • 学会Mybatis二级缓存的实现方式
  • 学会整合外部缓存框架(如:Ehcache)
  • 学会自定义二级缓存

1. Mybatis内部二级缓存的配置

要使用Mybatis的二级缓存,需要对Mybatis进行配置,配置分三步

  • Mybatis全局配置中启用二级缓存配置
<setting name="cacheEnabled" value="true"/>
  • 在对应的Mapper.xml中配置cache节点
<mapper namespace="userMapper">
    <cache />
    <result ... />
    <select ... />
</mapper>
  • 在对应的select查询节点中添加useCache=true
<select id="findUserById" parameterType="int" resultMap="user" useCache="true">
    select * from users where id=#{id};
</select>
  • 高级配置

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)

只要简单的三步配置即可开启Mybatis的二级缓存了。在使用mybatis查询时候("userMapper.findUserById"),不同会话(Sqlsession)在查询时候,只会查询数据库一次,第二次会从二级缓存中读取。

@Before
public void before() {
    String mybatisConfigFile = "MybatisConfig/Mybatis-conf.xml";
    InputStream stream = TestMybatis.class.getClassLoader().getResourceAsStream(mybatisConfigFile);
    sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(stream); //构建sqlSession的工厂
}
@Test
public void test() {
    SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
    User i = sqlSession.selectOne("userMapper.findUserById", 1);
    System.out.println(i);
    sqlSession.close();
    sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
    User x = sqlSession.selectOne("userMapper.findUserById", 1); // 读取二级缓存数据
    System.out.println(x);
    sqlSession.close();
}

2. Mybatis内部二级缓存的设计及工作模式


首先我们要知道,mybatis的二级缓存是通过CacheExecutor实现的。CacheExecutor其实是Executor的代理对象。所有的查询操作,在CacheExecutor中都会先匹配缓存中是否存在,不存在则查询数据库。

3. 内部二级缓存的实现详解

竟然知道Mybatis二级缓存是通过CacheExecotur实现的,那看下Mybatis中创建Executor的过程

// 创建执行器(Configuration.newExecutor)
public Executor newExecutor(Transaction transaction, ExecutorType executorType) {
   //确保ExecutorType不为空(defaultExecutorType有可能为空)
   executorType = executorType == null ? defaultExecutorType : executorType;
   executorType = executorType == null ? ExecutorType.SIMPLE : executorType;
   Executor executor;
   if (ExecutorType.BATCH == executorType) {
      executor = new BatchExecutor(this, transaction);
   } else if (ExecutorType.REUSE == executorType) {
      executor = new ReuseExecutor(this, transaction);
   } else {
      executor = new SimpleExecutor(this, transaction);
   }
   if (cacheEnabled) { //重点在这里,如果启用全局代理对象,返回Executor的Cache包装类对象
      executor = new CachingExecutor(executor);
   }
   executor = (Executor) interceptorChain.pluginAll(executor);
   return executor;
}

重点在cacheEnabled这个参数。如果你看了我的文章[Mybatis配置文件解析过程详解],就应该知道了怎么设置cacheEnabled。对,就是此文章第一点说的开启Mybatis的全局配置项。我们继续看下CachingExecutor具体怎么实现的。

public class CachingExecutor implements Executor {
    private Executor delegate;
    public CachingExecutor(Executor delegate) {
        this.delegate = delegate;
        delegate.setExecutorWrapper(this);
    }
    public int update(MappedStatement ms, Object parameterObject) throws SQLException {
        flushCacheIfRequired(ms); //是否需要更缓存
        return delegate.update(ms, parameterObject);  //更新数据
    }
    ......
}

很清晰,静态代理模式。在CachingExecutor的所有操作都是通过调用内部的delegate对象执行的。缓存只应用于查询,我们看下CachingExecutor的query方法。

public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler) throws SQLException {
    BoundSql boundSql = ms.getBoundSql(parameterObject);
    //创建缓存值
    CacheKey key = createCacheKey(ms, parameterObject, rowBounds, boundSql);
    //获取记录
    return query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
}

public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql)
        throws SQLException {
    Cache cache = ms.getCache();
    if (cache != null) {
        flushCacheIfRequired(ms);
        if (ms.isUseCache() && resultHandler == null) {
            // ensureNoOutParams
            if (ms.getStatementType() == StatementType.CALLABLE) {
                for (ParameterMapping parameterMapping : boundSql.getParameterMappings()) {
                    if (parameterMapping.getMode() != ParameterMode.IN) {
                        throw new ExecutorException("Caching stored procedures with OUT params is not supported.  Please configure useCache=false in " + ms.getId() + " statement.");
                    }
                }
            }
            List<E> list = (List<E>) tcm.getObject(cache, key); //从缓存中获取数据
            if (list == null) {
                list = delegate.<E>query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
                tcm.putObject(cache, key, list); // 结果保存到缓存中
            }
            return list;
        }
    }
    return delegate.<E>query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
}

如果MappedStatement中对应的Cache存在,并且对于的查询开启了二级缓存(useCache="true"),那么在CachingExecutor中会先从缓存中根据CacheKey获取数据,如果缓存中不存在则从数据库获取。这里的代码很简单,很容易理解。
说到缓存,有效期和缓存策略不得不提。在Mybatis中二级缓存也实现了有效期的控制和缓存策略。Mybatis中是使用装饰模式实现的,具体可以看下mybatis的cache包



具体于配置如下:

<cache eviction="FIFO|LRU|SOFT|WEAK" flushInterval="300" size="100" />

对应具体实现源码可以参考CacheBuilder类的源码。

public Cache build() {
    if (implementation == null) { //缓存实现类
        implementation = PerpetualCache.class;
        if (decorators.size() == 0) {
            decorators.add(LruCache.class);
        }
    }
    Cache cache = newBaseCacheInstance(implementation, id);
    setCacheProperties(cache);
    if (PerpetualCache.class.equals(cache.getClass())) {
        for (Class<? extends Cache> decorator : decorators) {
            cache = newCacheDecoratorInstance(decorator, cache);
            setCacheProperties(cache);
        }
        // 采用默认缓存包装类
        cache = setStandardDecorators(cache);
    } else if (!LoggingCache.class.isAssignableFrom(cache.getClass())) {
        cache = new LoggingCache(cache);
    }
    return cache;
}

4. 一级缓存和二级缓存的使用顺序

如果你的MyBatis使用了二级缓存,并且你的Mapper和select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. mybatis二级缓存和分页插件同时使用产生的问题

问题:分页插件开启二级缓存后,分页查询时无论查询哪一页都返回第一页的数据

在之前讲解Mybatis的执行流程的时候提到,在开启cache的前提下,Mybatis的executor会先从缓存里读取数据,读取不到才去数据库查询。问题就出在这里,sql自动生成插件和分页插件执行的时机是在statementhandler里,而statementhandler是在executor之后执行的,无论sql自动生成插件和分页插件都是通过改写sql来实现的,executor在生成读取cache的key(key由sql以及对应的参数值构成)时使用都是原始的sql,这样当然就出问题了。
找到问题的原因后,解决起来就方便了。只要通过拦截器改写executor里生成key的方法,在生成可以时使用自动生成的sql(对应sql自动生成插件)或加入分页信息(对应分页插件)就可以了。
参考:http://blog.csdn.net/hupanfeng/article/details/16950161

6. mybatis整合第三方缓存框架


我们以ehcache为例。对于ehcache我只会简单的使用。这里我只是介绍Mybatis怎么使用ehcache,不对ehcache配置作说明。我们知道,在配置二级缓存时候,我们可以指定对应的实现类。这里需要mybatis-ehcache-1.0.3.jar这个jar包。在Mapper中我们只要配置如下即可。

<cache type="org.mybatis.caches.ehcache.EhcacheCache"/> 

当然,项目中ehcache的配置还是需要的。

小结

对于Mybatis整合第三方的缓存,实现骑士很简单,只要在配置的地方制定实现类即可。
Mybatis默认二级缓存的实现在集群或者分布式部署下是有问题的,Mybatis默认缓存只在当节点内有效,并且对缓存的失效操作无法同步的其他节点。需要整合第三方分布式缓存实现,如ehcache或者自定义实现。

Mybatis随笔
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