【MyBatis】缓存——使查询变得快快快！

走近科学之——缓存

什么是缓存

    缓存是CPU的一部分，它存在于CPU中。CPU存取数据的速度非常的快，一秒钟能够存取、处理十亿条指令和数据，而内存就慢很多，快的内存能够达到几十兆就不错了，可见两者的速度差异是多么的大。

    缓存是为了解决CPU速度和内存速度的速度差异问题 。内存中被CPU访问最频繁的数据和指令被复制入CPU中的缓存，这样CPU就可以不经常到象“蜗牛”一样慢的内存中去取数据了，CPU只要到缓存中去取就行了，而缓存的速度要比内存快很多。

Java的缓冲流

    创建流对象时，会创建一个内置的默认大小的缓冲区数组，通过缓冲区读写，减少系统IO次数，从而提高读写的效率。

字节输入流(InputStream)——子类BufferedInputStream

• 底层会创建一个长度是8192的byte数组(缓冲区)
• 每次读取数据存入该缓冲区中
• 减少了读取的次数，提高读取效率

字节输出流(OutputStream)——子类BufferedOutputStream

• 底层会创建一个长度是8192的byte数组(缓冲区)
• 每次写出数据先写到该缓冲区中
• 减少了写出的次数，提高写出效率

MyBatis缓存

    缓存（cache），数据交换的缓冲区，当应用程序需要读取数据时，先从数据库中将数据取出，放置在缓冲区中，应用程序从缓冲区读取数据。 

    类比于上文提到过的缓冲流，**MyBatis的缓存属于输出型缓存**。

特点＆缺点

    数据库去除的数据保存在内存中，具备快速读取和使用的特点。

    读取数据时无需再从数据库中获取，因此**得到的数据可能不是最新的**。

术语＆功能

命中：当在缓存中找到需要的数据，则直接取出使用。

未命中：当在缓存中未找到需要的数据，则先从数据库中取出并先放入缓冲区，亦方便下次使用。

    减少Java项目与数据库的交互次数，从而提升程序的运行效率。

    一般通过**配置或定制**的方式来使用缓存。

使用场景

适合使用缓存

    经常查询并且不经常改变，或者数据的正确与否对最终结果影响不大的。

    比如：公司的介绍或者新闻。

    新闻一般为已经发生且无法改变的事，查询的人会很多，使用缓存可以大大提高效率。

不适合使用缓存

    经常改变的数据，或者数据的正确与否对最终结果影响很大的。

    比如：商品的库存，股市等等。

    由于缓存的缺点，得到的数据可能不是最新的，当商品的库存无法实时更新，不仅会对商家造成损失，也会加大与消费者的纠纷；股市数据一旦不是最新的，股民公司都会得到损失，轻则亏本，重则倾家荡产。

缓存的分类

一级缓存会话Session级别的缓存，针对一次会话操作内二级缓存映射器级别的缓存，针对不同Namespace的映射器自定义缓存根据各类不同的缓存机制，自定义缓存的实现方式

一级缓存

    一级缓存针对的是**SqlSession**，是**默认开启**的，在**主配置文件**中进行配置。每个Session都有自己的缓存。

配置

     我们需要在<configuration>的子标签<settings>中完成对一级缓存的配置，由于一级缓存是默认开启的，因此一般我们不会去手动书写。

    value属性有两个值。

SESSIONsession级别的缓存STATEMENTstatement级别的缓存
因此，当我们需要改变一级缓存级别时再进行修改。

工作流程

命中

未命中

案例

    查询学号为33的学生。

• DaoUtil.java——封装SqlSession的基本操作。

public class DaoUtil {
    private static SqlSessionFactory build;
    static {
        try {
            //读取配置文件
            //要返回一个流
            InputStream readConfig = Resources.getResourceAsStream("mybatis-config.xml");
            //获取工厂对象
            build = new SqlSessionFactoryBuilder().build(readConfig);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    public static SqlSession getSqlSession() {
        return build.openSession();
    }
    public static void closeResource(SqlSession ss) {
        ss.close();
    }
}

• StudentMapper.java——定义查询方法

@Select("select * from student where sid = #{v}")
    public Student findStuBySid(int sid);

• StudentTest.java——测试

public class StudentTest {
    public static void main(String[] args) {
        SqlSession ss = DaoUtil.getSqlSession();
        StudentMapper mapper = ss.getMapper(StudentMapper.class);
        //第一次查询
        Student stu1 = mapper.findStuBySid(33);
        System.out.println(stu1);
        
        //第二次查询
        Student stu2 = mapper.findStuBySid(33);
        System.out.println(stu2);
        
        System.out.println(stu1 == stu2);
        DaoUtil.closeResource(ss);
    }
}

     因此我们也可以知道——打开一个SqlSession会完成两件事：

• 获得SqlSession
• 获得缓冲空间

一级缓存失效的情况

#1. 不同SqlSession对应不同的一级缓存

#2. 同一个SqlSession但查询条件不同

#3. 同一个SqlSession两次查询期间执行了任何一次增删改操作

    当同一个SqlSession多次发出相同的SQL语句查询时，MyBatis会直接从缓存中取数据。如果前后两次中间出现过commit操作（修改、添加、删除），则认为数据发生了变化，MyBatis会把SqlSession中的一级缓存区域全部清空，则下一次的SQL语句查询时，需从数据库中查询数据并将查询的结果写入缓存。

#4. 同一个SqlSession两次查询期间手动清空了缓存

** **SqlSession对象.clearCache()方法。

二级缓存

    在使用一级缓存的时候，我们发现：**不同SqlSession对应不同的一级缓存**，意味着即使我们想查询的为同一的数据，但是使用了不同的SqlSession，仍需不断的访问数据库。

    因此，升级版的缓存出现了——二级缓存。

    二级缓存是跨SqlSession的缓存，Mapper级别的缓存，**面向的是工厂，同一工厂使用一个缓存空间**。在Mapper级别的缓存内，不同的SQLSession缓存可以共享。

配置

通过映射器

#1. 在主配置文件中进行配置

    <configuration>子标签<settings>。

#2. 在映射文件中进行配置

     <mapper>子标签<cache>。

#3. 在使用的操作中配置（在select标签中配置）

通过注解

#1. 在主配置文件中进行配置

    <configuration>子标签<settings>。

#2. 用@CacheNamespace注解修饰定义的接口，并将参数blocking设置为true

案例

    使用两个SqlSession查询同一学号的学生。

public class CacheTest {
    public static void main(String[] args) {
        //第一次查询
        SqlSession ss1 = DaoUtil.getSqlSession();
        StudentMapper mapper1 = ss1.getMapper(StudentMapper.class);
        Student stu1 = mapper1.findStuBySid(33);
        System.out.println(stu1);
        
        //第二次查询
        SqlSession ss2 = DaoUtil.getSqlSession();
        StudentMapper mapper2 = ss2.getMapper(StudentMapper.class);
        Student stu2 = mapper2.findStuBySid(33);
        System.out.println(stu2);
        
        System.out.println(stu1 == stu2);
        DaoUtil.closeResource(ss2);
        DaoUtil.closeResource(ss1);
    }
}

    我们发现代码报错了，原因是我们没有对实体类：Student进行序列化。

运行结果

     第二次查询不需要获取链接。

POJO类（实现类）序列化问题

1、序列化就是一种用来处理对象流的机制，所谓对象流就是将对象的内容进行流化。可以对流化后的对象进行读写操作，也可以在网络之间传输，需要实现Serializable接口，该接口没有需要实现的方法，只是为了表示对象是可以序列化的。序列化是将对象转换为容易传输的格式的过程。

2、是对象永久化的一种机制，在程序终止后，这些对象仍然存在，可以在程序再次启动之后读取这些对象的值，也可以在其他程序利用这些保存下来的值。

3、只有序列化的对象才可以存储在存储设备上。

二级缓存的位置

    二级缓存不将数据放入内存，而是序列化到磁盘上。

    二级缓存面向的是工厂，使用工厂的好处：节约链接，使得独缺无法造成很多锁竞争，实现真正的节约资源。

一级缓存和二级缓存的对比

缓存面向位置开启方式消亡一级缓存SqlSession内存自动开启四种失效情况二级缓存SqlSessionFactory磁盘手动开启随工厂消亡

二级缓存的特点与缺陷

     当我们使用数据库时，创建表需要遵循三大范式（确保表中每列的原子性、确保表中每列都和主键相关且未直接相关），因此我们通常需要创建多张表。而在实际情况中，一个数据库处理不过来数据时，我们甚至需要一起使用多个数据库——数据库的集群。

     相应的，应用/服务器也会集群，比如不同地区的人会访问不同的服务器（英雄联盟分国服、韩服等等……）。

    但是，在实际的项目中是绝对不会使用二级缓存的。

     **每个服务器作为一个工厂——不同工厂无法同步。**

自定义缓存