MyBatis的一级缓存与二级缓存
一、什么是缓存
要理解MyBatis的一级缓存，至少，需要明白什么是缓存。如图：
对于JDBC操作，如果需要连续请求id=1的用户数据，那么就需要进行两次的数据库连接，获取数据库中的数据。相同的数据，进行两次数据库连接，这肯定会造成资源的浪费。基于面向对象，可以把第一次获取的数据保存到一个对象中，下一次直接从对象中获取就行了，也就是下面这个样子：
获取的内容保存在对象中，在一个请求期间，直接使用或者传递对象就可以了。对于JDBC的操作，可以自己定义类或者集合来保存数据库中的数据，来避免连续请求数据库的问题。这里用来保存数据的对象或者集合，也能称之为缓存。
但是使用了三层架构之后，Dao层和Dao层之间有可能互相是不清楚的。如果有一个复杂的业务要在Service层中进行处理，需要分别调用不同Dao层中的数据，那这样简单的缓存还是不够看。
这种情况，要再去处理缓存问题，就会花费过多的精力，得不偿失。在这种层面上的缓存处理MyBatis框架已经做好了，就叫做一级缓存。
MyBatis的一级缓存就是基于数据库会话(SqlSession)的。
二、MyBatis的主要层次结构
使用MyBatis对数据库操作的代码，能够看见的就是这个SqlSession对象。实际上，这只是MyBatis对外暴露的接口，整个MyBatis核心部件是下面的这么一堆接口和类：
1️⃣SqlSession：MyBatis工作的主要顶层API，表示和数据库交互的会话，完成必要数据库增删改查功能。
2️⃣Executor：MyBatis执行器，整个MyBatis调度的核心，负责SQL语句的生成和查询缓存的维护。
3️⃣StatementHandler：封装了JDBC Statement操作，负责对JDBC statement 的操作，如设置参数、将Statement结果集转换成List集合。
4️⃣ParameterHandler：负责对用户传递的参数转换成JDBC Statement 所需要的参数。
5️⃣ResultSetHandler：负责将JDBC返回的ResultSet结果集对象转换成List类型的集合。
6️⃣TypeHandler：负责java数据类型和jdbc数据类型之间的映射和转换。
7️⃣MappedStatement：MappedStatement维护了一条节点的封装。
8️⃣SqlSource：负责根据用户传递的parameterObject，动态地生成SQL语句，将信息封装到BoundSql对象中，并返回。
9️⃣BoundSql：表示动态生成的SQL语句以及相应的参数信息。
1️⃣0️⃣Configuration：MyBatis所有的配置信息都维持在Configuration对象之中。
上面这堆接口和类的层次关系是大概是下面这个样子的：
MyBatis对外暴露的接口是SqlSession，而最重要的是Executor接口。Executor的实现类BaseExecutor中拥有一个Cache接口的实现类PerpetualCache，如下：
而在PerpetualCache中则有一个HashMap属性：
总结就是:
MyBatis封装了JDBC操作，对外暴露了SqlSession接口进行数据库的操作。但是实际MyBatis最核心的接口是Executor，它负责SQL语句的生成和查询缓存的维护。如果没有缓存就查数据库，有缓存就使用的是PerpetualCache中的HashMap保存的数据缓存。MyBatis的一级缓存其实就保存在一个HashMap中。那么HashMap中又是怎么判断查询方法是否相同了呢?其实主要是通过HashMap的key值。
BaseExecutor.java：
...
public CacheKey createCacheKey(MappedStatement ms,
Object parameterObject, RowBounds rowBounds, BoundSql boundSql) {
if (this.closed) {
throw new ExecutorException("Executor was closed.");
} else {
CacheKey cacheKey = new CacheKey();
cacheKey.update(ms.getId());
cacheKey.update(rowBounds.getOffset());
cacheKey.update(rowBounds.getLimit());
cacheKey.update(boundSql.getSql());
List<ParameterMapping> parameterMappings = boundSql.getParameterMappings();
TypeHandlerRegistry typeHandlerRegistry = ms.getConfiguration().getTypeHandlerRegistry();
Iterator var8 = parameterMappings.iterator();
while(var8.hasNext()) {
ParameterMapping parameterMapping = (ParameterMapping)var8.next();
if (parameterMapping.getMode() != ParameterMode.OUT) {
String propertyName = parameterMapping.getProperty();
Object value;
if (boundSql.hasAdditionalParameter(propertyName)) {
value = boundSql.getAdditionalParameter(propertyName);
} else if (parameterObject == null) {
value = null;
} else if (typeHandlerRegistry.hasTypeHandler(parameterObject.getClass())) {
value = parameterObject;
} else {
MetaObject metaObject = this.configuration.newMetaObject(parameterObject);
value = metaObject.getValue(propertyName);
}
cacheKey.update(value);
}
}
if (this.configuration.getEnvironment() != null) {
cacheKey.update(this.configuration.getEnvironment().getId());
}
return cacheKey;
}
}
...
从代码中可以看出，如果下面条件一样，就可以判断为两个查询相同：
1️⃣statementId
2️⃣RowBounds的offset、limit的结果集分页属性；
3️⃣SQL语句；
4️⃣传给JDBC的参数值
三、MyBatis的一级缓存
1️⃣一级缓存最简单的组织形式
MyBatis会在一次会话的表示——一个SqlSession对象中创建一个本地缓存(local cache)，对于每一次查询，都会尝试根据查询的条件去本地缓存中查找是否在缓存中，如果在缓存中，就直接从缓存中取出，然后返回给用户；否则，从数据库读取数据，将查询结果存入缓存并返回给用户。
类似于最开始保存的方式，只是从一个简单的对象，换成了封装好了的更加复杂的Local Cache对象。
实际上，SqlSession只是一个MyBatis对外的接口，SqlSession将它的工作交给了Executor执行器这个角色来完成，负责完成对数据库的各种操作。当创建了一个SqlSession对象时，MyBatis会为这个SqlSession对象创建一个新的Executor执行器，而缓存信息就被维护在这个Executor执行器中，MyBatis将缓存和对缓存相关的操作封装在Cache接口中。它们之间的组织关系，大概如下图：
2️⃣一级缓存的生命周期
MyBatis默认打开一级缓存，不需要做任何设置，直接就可以用。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(Cache接口的实现类)；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SqlSession对象仍可使用。
- SqlSession中执行了任何一个增删改操作(update()、delete()、insert())之后执行事务提交commit() ，都会清空PerpetualCache对象的数据，但是SqlSession对象可以继续使用。
四、MyBatis的二级缓存
一级缓存是基于SqlSession对象的，也就是一次数据库会话期间。而二级缓存是则是基于全局的。二级缓存的存在形式如图：
1️⃣二级缓存使用场景
类似于这种统计排行榜这种的查询，可能会涉及到很多张表很多字段的查询统计排序，是非常费时费力的。如果每次都需要去数据库查询显示一次这个排行榜数据，那到查询排行榜这里，必定会卡顿很久，而且这种卡顿是用户不能忍受的。做成一级缓存也是不可行的，每次SqlSession请求，每个客户上来难道都要卡顿一次吗？所以，这种查询肯定要做成全局的缓存，当应用启动的时候就缓存这种查询数据，然后每一周刷新一次这种数据就可以了。
由此，简单总结二级缓存的特点和使用场景：二级缓存作用于全局，对于一些相当消耗性能的，并且对于时效性不明感的查询可以使用二级缓存。而且注意，如果开启了二级缓存，查询的顺序是二级缓存 → 一级缓存 → 数据库。
2️⃣MyBatis二级缓存的配置
在MyBatis中使用二级缓存就必须要进行配置了，必须要有下面的步骤才能正常使用二级缓存：
- 在全局设置中开启二级缓存
<settings>...<setting name="cacheEnabled" value="true"/>...</settings>
- 在XXXMapper.xml中开启<cache>标签
<cache eviction="FIFO" flushInterval="60000" readOnly="false" size="1024"></cache>可以简写为<cache/>
这样就表示在Mapper.xml中开启二级缓存了，因为<cache>标签的每个属性都有默认值。cache标签属性：
eviction：缓存回收策略，这个属性又有下面几个值
LRU – 最近最少使用的。移除最长时间不被使用的对象。
FIFO – 先进先出。按对象进入缓存的顺序来移除它们。
SOFT – 软引用。移除基于垃圾回收器状态和软引用规则的对象。
WEAK – 弱引用。更积极地移除基于垃圾收集器状态和弱引用规则的对象。
默认是LRU
flushInterval：刷新间隔，可以被设置为任意的正整数,而且它们代表一个合理的毫秒 形式的时间段。默认情况是不设置,也就是没有刷新间隔,缓存仅仅调用语句时刷新。
size：引用数目，可以被设置为任意正整数，要记住你缓存的对象数目和你运行环境的 可用内存资源数目。默认值是 1024。
readOnly：只读属性可以被设置为 true 或 false。只读的缓存会给所有调用者返回缓 存对象的相同实例。因此这些对象不能被修改。这提供了很重要的性能优势。可读写的缓存会返回缓存对象的拷贝(通过序列化) 。这会慢一些，但是安全，因此默认是 false。
- 相关实体类需要序列化
放入二级缓存中保存的JavaBean需要实现Serializable接口。
- useCache和flushCache
这一步不是必须的。这两个都是属于查询标签<select>的属性
userCache是用来设置是否禁用二级缓存的，在statement中设置useCache=false可以禁用当前select语句的二级缓存，即每次查询都会发出sql去查询，默认情况是true，即该sql使用二级缓存。
flushCache属性，默认情况下为true，即刷新缓存，如果改成false则不会刷新。使用缓存时如果手动修改数据库表中的查询数据会出现脏读。
3️⃣使用二级缓存示例
