SpringBoot集成Mybatis的一级缓存和二级缓存

SpringBoot集成Mybatis几乎已经成为大多数项目的标配了，但在使用的过程中Mybatis的缓存功能往往会被大家遗忘，甚至很多开发者都没意识到在SpringBoot集成Mybatis还有一级缓存和二级缓存的事。

本来没计划写本篇文章，但在实践的过程掉坑里了，当从坑中爬起来时，发现有必要给大家写写Mybatis的缓存。

遇到什么样的坑

事情是这样的：项目中使用了乐观锁，并进行了失败尝试（3次）。但运行的时候发现尝试也是失败的。起初以为是并发问题，然后把尝试次数无限放大，发现次次都是失败的。

这其中一定有问题，经过研究发现是Mybatis的一级缓存导致的，于是专门研究了Mybatis的一级和二级缓存分享给大家。

缓存存在的意义

其实在日常的项目中，我们几乎都会用到缓存，比如一些不怎么改变的配置项，会采用缓存来减少数据库的压力。Mybatis的一级二级缓存所起到的作用也是相同的。都是为了减少数据库压力，提高系统性能。

两个基本缓存的区别

Mybatis的一级缓存与二级缓存的主要区别是它们所缓存的范围不同。一级缓存是单个session级别的，二级缓存是多个session级别的，只不过多个session需要是同一个namespace下的。关于细节我们后面会逐一介绍。

这里所说的session与我们在Http请求中所说的session可以类别，但并不是同一个session。Http中是session指定的是HttpSession，而这里所说的session是指的查询数据库的SqlSession。

一次网页请求，可以创建一个session(HttpSession)，一次数据库查询操作同样会创建一个session(SqlSession)。对照一下，就会很容易理解。

一级缓存

先通过通过下图我们来看看一级缓存的整个流转过程。

当用户第一次查询id为1的订单时，缓存中没有数据，所以从数据库中进行加载，加载完成会进行缓存。这里缓存的位置就是内存中的一块空间，数据格式为HashMap。

当第二次读取时，便会直接读取缓存中的数据。当SqlSession执行commit操作（包括插入、更新、删除）时，会清空SqlSession的一级缓存，主要目的是确保缓存中的数据是最新的，避免脏读。

一级缓存是本地（局部）缓存，不能被关闭，只能配置缓存范围：SESSION或STATEMENT。也就是说一级缓存不需要在配置文件去配置，默认开启。

Spring Boot中Mybatis缓存的默认配置

看一下Mybatis源码中的org.apache.ibatis.session.Configuration类的部分源码：

 public Configuration() {
    // ...
    this.cacheEnabled = true;
    this.localCacheScope = LocalCacheScope.SESSION;
    // ...
 }

我们可以看到缓存是默认开启的，而localCacheScope默认为Session级别。LocalCacheScope中只定义了SESSION和STATEMENT两个枚举项。

需要注意的是cacheEnabled配置的是二级缓存，而localCacheScope配置的是一级缓存。默认情况下SpringBoot集成Mybatis时一级缓存和二级缓存都是开启状态。

在Spring Boot集成Mybatis的项目中，执行如下单元测试：

@Resource
private SqlSessionFactory sqlSessionFactory;

@Test
public void showDefaultCacheConfiguration() {
    System.out.println("一级缓存范围: " + sqlSessionFactory.getConfiguration().getLocalCacheScope());
    System.out.println("二级缓存是否被启用: " + sqlSessionFactory.getConfiguration().isCacheEnabled());
}

打印结果

一级缓存范围: SESSION
二级缓存是否被启用: true

也证明了上面的说法。

一级缓存验证

关于Spring Boot集成Mybatis我们在之前文章中已经专门讲过，这里不再赘述，直奔重点。先看一个单元测试：

@Resource
private SqlSessionFactory sqlSessionFactory;

@Test
void userFirstCache() {
    SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
    OrderMapper orderMapper = sqlSession.getMapper(OrderMapper.class);
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        Order order = orderMapper.findById(1);
        log.info("订单信息：{}", order);
    }
}

在该单元测试中，手动获取SqlSession，并通过SqlSession获得OrderMapper，然后进行数据的查询。执行单元测试之前需在application.properties中配置打印SQL语句的日志：

logging.level.com.secbro.mapper= debug

注意：level后面的包名需要替换成mapper所在的package路径。

此时执行单元测试，会发现只有第一次查询了数据库，后面两次都未查询。

同时，在日志中只打印了一次查询数据库的SQL语句。

此时我们执行如下单元测试：

@Resource
private OrderMapper orderMapper;

@Test
void userFirstCache1() {
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        Order order = orderMapper.findById(1);
        log.info("订单信息：{}", order);
    }
}

会发现三次都查询了数据库，为什么呢？这是因为每次Mapper调用findById方法都会创建一个session，并且在执行完毕后关闭session。所以三次调用并不在一个session中，一级缓存并没有起作用。

而此时，如果将该方法放在一个事务当中，修改如下：

@Resource
private OrderMapper orderMapper;

@Transactional
@Test
void userFirstCache1() {
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        Order order = orderMapper.findById(1);
        log.info("订单信息：{}", order);
    }
}

此时，我们发现一级缓存又生效了。而前文提到的乐观锁重试的Bug就是由于在此场景下使用了一级缓存，查询不到最新的数据库数据导致的。此处也是大家在使用的过程中需要留意的。

实践中，将Mybatis和Spring进行整合开发，事务控制在service中。如果是执行两次service调用查询相同的用户信息，不走一级缓存，因为Service方法结束，SqlSession就关闭，一级缓存就清空。

二级缓存

二级缓存是针对不同SqlSession直接的缓存，可以理解为mapper级别。这些SqlSession需要是同一个namespace。那namespace在哪里体现呢？

就是我们在xxMapper.xml文件中配置的namespace：

<mapper namespace="com.secbro.mapper.OrderMapper" >

下面看一下二级缓存的示意图。

sqlSession1去查询用户id为1的订单信息，查询到用户信息会将查询数据存储到二级缓存中。sqlSession2去查询时便会直接通过二级缓存进行查询。

二级缓存与一级缓存区别，二级缓存的范围更大，多个sqlSession可以共享一个OrderMapper的二级缓存区域。数据类型仍然为HashMap。每一个namespace的mapper都有一个二缓存区域，两个mapper的namespace如果相同，这两个mapper执行sql查询到数据将存在相同的二级缓存区域中。

二级缓存的开启

在上面的Configuration类中我们已经看到默认开启了二级缓存，此开启操作可以通过在application中进行开启或关闭（false）：

mybatis.configuration.cache-enabled=true

当然，也可以在SqlMapConfig.xml中加入：

<setting name="cacheEnabled"value="true"/>

来开启。

此时只是完成了二级缓存的全局开关，但并没有针对具体的Mapper生效。如果需要对指定的Mapper使用二级缓存，还需要在对应的xml文件中配置如下内容：

<mapper namespace="com.secbro.mapper.OrderMapper" >
    <cache/>
    <!--省略其他内容-->
</mapper>

此时，该namespace下的Mapper便开启了二级缓存。

二级缓存实例

二级缓存需要查询结果映射的pojo对象实现java.io.Serializable接口。如果存在父类、成员pojo都需要实现序列化接口。否则，执行的过程中会直接报错。

此时，Order类实现如下：

@Data
public class Order implements Serializable {

    private int id;

    private String orderNo;

    private int amount;
}

由于二级缓存数据存储介质多种多样，不一定在内存有可能是硬盘或者远程服务器。所以，pojo类实现序列化接口是为了将缓存数据取出执行反序列化操作。

下面看一下具体的单元测试：

@Test
void userSecondCache() {
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        Order order = orderService.findById(1);
        log.info("订单信息：{}", order);
    }
}

由于开启了二级缓存，我们直接使用service进行查询，就可以发现缓存已经生效了。

在图中我们可以看到，还打印出了命中缓存的概率为：0.5。

禁用指定方法的二级缓存

由于cache是针对整个Mapper中的查询方法的，因此当某个方法不需要缓存时，可在对应的select标签中添加useCache值为false来禁用二级缓存。

<select id="findById" parameterType="int" resultMap="BaseResultMap" useCache="false">

小结

查询结果实时性要求不高的情况下可采用mybatis二级缓存降低数据库访问量，提高访问速度，同时配合设置缓存刷新间隔flushInterval来根据需要改变刷新缓存的频次。

通常情况下，如果同时设置了一级缓存和二级缓存，会先使用二级缓存的数据，然后再使用一级缓存的数据，最后才会访问数据库。

关于Mybatis缓存本篇文章就讲这么多，当大家心中对Mybatis的缓存有一个基础的印象之后，后面遇到类似的问题或bug时便有了思考的方向。

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SpringBoot集成Mybatis的一级缓存和二级缓存插图4

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