MyBatis 中的缓存（一级缓存、二级缓存）

MyBatis 是一款流行的持久层框架，提供了简单的 API 来处理数据库操作。在 MyBatis 中，缓存机制是提高性能的重要手段。本文将深入探讨 MyBatis 中的一级缓存和二级缓存，解释它们的工作原理、配置方法及其使用场景。

什么是缓存

缓存是一种存储机制，用于临时保存数据以便快速访问。缓存可以减少对数据库的频繁访问，从而提升应用的性能。在 MyBatis 中，缓存机制分为一级缓存和二级缓存。

一级缓存

一级缓存是 MyBatis 默认启用的缓存机制，作用范围是 SQLSession。每个 SQLSession 对象都有自己的缓存，缓存的数据只在同一个 SQLSession 中共享。

一级缓存的工作原理

当 SQLSession 执行查询操作时，MyBatis 首先会在一级缓存中查找结果。如果缓存中存在相应的数据，直接返回缓存数据；如果缓存中没有数据，才会发起数据库查询，并将结果存入缓存。

一级缓存的特点

作用范围：一级缓存的作用范围是 SQLSession，在同一个 SQLSession 内有效。
默认开启：MyBatis 默认开启一级缓存，不需要额外配置。
缓存失效条件：
执行 DML 操作（INSERT、UPDATE、DELETE），会清空一级缓存。
调用 clearCache() 方法，手动清空一级缓存。
关闭或提交 SQLSession 时，一级缓存会被清空。

示例

public void testFirstLevelCache() {
    SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
    try {
        UserMapper userMapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);
        User user1 = userMapper.getUserById(1);
        System.out.println(user1);

        User user2 = userMapper.getUserById(1);
        System.out.println(user2);

        System.out.println(user1 == user2); // true
    } finally {
        sqlSession.close();
    }
}

在上述示例中，第一次查询用户时，MyBatis 会将结果存入一级缓存。第二次查询相同用户时，直接从缓存中获取结果，因此两次查询得到的对象是相同的。

二级缓存

二级缓存是 MyBatis 提供的全局缓存机制，作用范围是 Mapper 映射文件。二级缓存的数据在不同 SQLSession 之间共享，但需要手动配置和启用。

二级缓存的工作原理

当启用二级缓存后，SQLSession 在关闭时，会将一级缓存中的数据写入二级缓存。下次查询相同数据时，如果二级缓存中存在相应的数据，直接返回缓存数据；如果缓存中没有数据，才会发起数据库查询，并将结果存入二级缓存。

二级缓存的特点

作用范围：二级缓存的作用范围是 Mapper 映射文件，在不同 SQLSession 之间共享。
需要手动配置：二级缓存需要在 Mapper 映射文件中手动配置启用。
缓存失效条件：
执行 DML 操作（INSERT、UPDATE、DELETE）时，相关表的二级缓存会被清空。
配置缓存刷新策略（如定时刷新、容量限制等）。

配置二级缓存

在 MyBatis 全局配置文件（mybatis-config.xml）中启用二级缓存：

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

在 Mapper 映射文件中配置二级缓存：

<cache/>

配置缓存策略（可选）：

<cache eviction="LRU" flushInterval="60000" size="512" readOnly="false"/>

eviction：缓存淘汰策略，如 LRU（最近最少使用）、FIFO（先进先出）、SOFT（软引用）等。
flushInterval：刷新间隔时间（毫秒），超过该时间后，缓存会被清空。
size：缓存大小，指定缓存可以存储的对象数量。
readOnly：是否只读，设置为 true 时，缓存中的对象不允许修改。

示例

<mapper namespace="com.example.UserMapper">
    <cache/>

    <select id="getUserById" resultType="com.example.User">
        SELECT * FROM users WHERE id = #{id}
    </select>
</mapper>

在上述示例中，<cache/> 元素启用了二级缓存。当 SQLSession 关闭时，查询结果会被写入二级缓存。下次查询相同用户时，直接从二级缓存中获取结果。

使用二级缓存的注意事项

合理配置缓存策略：根据应用场景，合理配置缓存淘汰策略、刷新间隔和缓存大小，以避免内存溢出和缓存命中率低的问题。
数据一致性问题：在多线程或分布式环境中，缓存数据可能出现一致性问题。可以通过配置缓存刷新策略、使用分布式缓存方案（如 Redis、Memcached）等方式解决。
读写性能影响：二级缓存对读操作性能有显著提升，但写操作（包括插入、更新、删除）时需要清空相关缓存，可能会影响写操作性能。

一级缓存与二级缓存的比较

作用范围：一级缓存作用于 SQLSession，二级缓存作用于 Mapper 映射文件。
默认配置：一级缓存默认启用，二级缓存需要手动配置。
共享范围：一级缓存仅在同一个 SQLSession 内共享，二级缓存在不同 SQLSession 之间共享。
缓存失效：一级缓存在执行 DML 操作或关闭 SQLSession 时失效，二级缓存在执行 DML 操作时失效，或根据配置策略失效。

总结

MyBatis 提供的一级缓存和二级缓存机制，可以显著提高数据库操作的性能。一级缓存默认启用，作用于 SQLSession；二级缓存需要手动配置，作用于 Mapper 映射文件，并在不同 SQLSession 之间共享。通过合理配置和使用缓存机制，可以有效减少数据库访问次数，提高应用的响应速度和性能。

理解和掌握 MyBatis 的缓存机制，对于优化应用性能、提升用户体验具有重要意义。在实际开发中，需要根据具体应用场景，选择合适的缓存策略，并合理配置缓存参数，以充分发挥缓存的优势。