二級緩存的簡單配置教程詳解 淺談二級緩存之功效

本文主要是關(guān)于二級緩存的介紹，并著重描述了二級緩存的簡單配置全過程，希望通過本文能讓你對二級緩存有更深的了解。

二級緩存

CPU緩存（Cache Memory）位于CPU與內(nèi)存之間的臨時(shí)存儲(chǔ)器，它的容量比內(nèi)存小但交換速度快。在緩存中的數(shù)據(jù)是內(nèi)存中的一小部分，但這一小部分是短時(shí)間內(nèi)CPU即將訪問的，當(dāng)CPU調(diào)用大量數(shù)據(jù)時(shí)，就可避開內(nèi)存直接從緩存中調(diào)用，從而加快讀取速度。最初緩存只有一級，二級緩存（L2 CACHE）出現(xiàn)是為了協(xié)調(diào)一級緩存與內(nèi)存之間的速度。二級緩存比一級緩存速度更慢，容量更大，主要就是做一級緩存和內(nèi)存之間數(shù)據(jù)臨時(shí)交換的地方用。實(shí)際上，現(xiàn)在Intel和AMD處理器在一級緩存的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有所不同，所以二級緩存對CPU性能的影響也不盡相同。

緩存是指可以進(jìn)行高速數(shù)據(jù)交換的存儲(chǔ)器，它先于內(nèi)存與CPU交換數(shù)據(jù)，因此速度很快。L1Cache(一級緩存)是CPU第一層高速緩存。內(nèi)置的L1高速緩存的容量和結(jié)構(gòu)對CPU的性能影響較大，不過高速緩沖存儲(chǔ)器均由靜態(tài)RAM組成，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，在CPU管芯面積不能太大的情況下，L1級高速緩存的容量不可能做得太大。一般L1緩存的容量通常在32—256KB。L2Cache(二級緩存)是CPU的第二層高速緩存，分內(nèi)部和外部兩種芯片。內(nèi)部的芯片二級緩存運(yùn)行速度與主頻相同，而外部的二級緩存則只有主頻的一半。L2高速緩存容量也會(huì)影響CPU的性能，原則是越大越好，現(xiàn)在普通臺(tái)式機(jī)CPU的L2緩存一般為128KB到2MB或者更高，筆記本、服務(wù)器和工作站上用CPU的L2高速緩存最高可達(dá)1MB-3MB。

二級緩存的簡單配置教程詳解

本教程以MyBatis二級緩存設(shè)置為例。

一、創(chuàng)建Cache的完整過程

我們從SqlSessionFactoryBuilder解析mybatis-config.xml配置文件開始：

Reader reader = Resources.getResourceAsReader（“mybatis-config.xml”）;

SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder（）.build（reader）;

然后是：

XMLConfigBuilder parser = new XMLConfigBuilder（inputStream， environment， properties）;

return build（parser.parse（））;

看parser.parse（）方法：

parseConfiguration（parser.evalNode（“/configuration”））;

看處理Mapper.xml文件的位置：

mapperElement（root.evalNode（“mappers”））;

看處理Mapper.xml的XMLMapperBuilder：

XMLMapperBuilder mapperParser = new XMLMapperBuilder（inputStream， configuration，

resource， configuration.getSqlFragments（））;

mapperParser.parse（）;

繼續(xù)看parse方法：

configurationElement（parser.evalNode（“/mapper”））;

到這里：

String namespace = context.getStringAttribute（“namespace”）;

if （namespace.equals（“”）） {

throw new BuilderException（“Mapper‘s namespace cannot be empty”）;

}

builderAssistant.setCurrentNamespace（namespace）;

cacheRefElement（context.evalNode（“cache-ref”））;

cacheElement（context.evalNode（“cache”））;

從這里看到namespace就是xml中《mapper》元素的屬性。然后下面是先后處理的cache-ref和cache，后面的cache會(huì)覆蓋前面的cache-ref，但是如果一開始cache-ref沒有找到引用的cache，他就不會(huì)被覆蓋，會(huì)一直到最后處理完成為止，最后如果存在cache，反而會(huì)被cache-ref覆蓋。這里是不是看著有點(diǎn)暈、有點(diǎn)亂？所以千萬別同時(shí)配置這兩個(gè)，實(shí)際上也很少有人會(huì)這么做。

看看MyBatis如何處理《cache/》：

private void cacheElement（XNode context） throws Exception {

if （context ！= null） {

String type = context.getStringAttribute（“type”， “PERPETUAL”）;

Class《？ extends Cache》 typeClass = typeAliasRegistry.resolveAlias（type）;

String eviction = context.getStringAttribute（“eviction”， “LRU”）;

Class《？ extends Cache》 evictionClass = typeAliasRegistry.resolveAlias（eviction）;

Long flushInterval = context.getLongAttribute（“flushInterval”）;

Integer size = context.getIntAttribute（“size”）;

boolean readWrite = ！context.getBooleanAttribute（“readOnly”， false）;

boolean blocking = context.getBooleanAttribute（“blocking”， false）;

Properties props = context.getChildrenAsProperties（）;

builderAssistant.useNewCache（typeClass， evictionClass，

flushInterval， size， readWrite， blocking， props）;

}

}

從源碼可以看到MyBatis讀取了那些屬性，而且很容易可以到這些屬性的默認(rèn)值。

創(chuàng)建Java的cache對象方法為builderAssistant.useNewCache，我們看看這段代碼：

public Cache useNewCache（Class《？ extends Cache》 typeClass，

Class《？ extends Cache》 evictionClass，

Long flushInterval，

Integer size，

boolean readWrite，

boolean blocking，

Properties props） {

typeClass = valueOrDefault（typeClass， PerpetualCache.class）;

evictionClass = valueOrDefault（evictionClass， LruCache.class）;

Cache cache = new CacheBuilder（currentNamespace）

.implementation（typeClass）

.addDecorator（evictionClass）

.clearInterval（flushInterval）

.size（size）

.readWrite（readWrite）

.blocking（blocking）

.properties（props）

.build（）;

configuration.addCache（cache）;

currentCache = cache;

return cache;

}

從調(diào)用該方法的地方，我們可以看到并沒有使用返回值cache，在后面的過程中創(chuàng)建MappedStatement的時(shí)候使用了currentCache。

二、使用Cache過程

在系統(tǒng)中，使用Cache的地方在CachingExecutor中：

@Override

public 《E》 List《E》 query（

MappedStatement ms， Object parameterObject，

RowBounds rowBounds， ResultHandler resultHandler，

CacheKey key， BoundSql boundSql） throws SQLException {

Cache cache = ms.getCache（）;

獲取cache后，先判斷是否有二級緩存。

只有通過《cache/》，《cache-ref/》或@CacheNamespace，@CacheNamespaceRef標(biāo)記使用緩存的Mapper.xml或Mapper接口（同一個(gè)namespace，不能同時(shí)使用）才會(huì)有二級緩存。

if （cache ！= null） {

如果cache存在，那么會(huì)根據(jù)sql配置（《insert》，《select》，《update》，《delete》的flushCache屬性來確定是否清空緩存。

flushCacheIfRequired（ms）;

然后根據(jù)xml配置的屬性useCache來判斷是否使用緩存（resultHandler一般使用的默認(rèn)值，很少會(huì)null）。

if （ms.isUseCache（） && resultHandler == null） {

確保方法沒有Out類型的參數(shù)，mybatis不支持存儲(chǔ)過程的緩存，所以如果是存儲(chǔ)過程，這里就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

ensureNoOutParams（ms， parameterObject， boundSql）;

沒有問題后，就會(huì)從cache中根據(jù)key來取值：

@SuppressWarnings（“unchecked”）

List《E》 list = （List《E》） tcm.getObject（cache， key）;

如果沒有緩存，就會(huì)執(zhí)行查詢，并且將查詢結(jié)果放到緩存中。

if （list == null） {

list = delegate.《E》query（ms， parameterObject，

rowBounds， resultHandler， key， boundSql）;

tcm.putObject（cache， key， list）; // issue #578 and #116

}

返回結(jié)果

return list;

}

}

沒有緩存時(shí)，直接執(zhí)行查詢

return delegate.《E》query（ms， parameterObject， rowBounds， resultHandler， key， boundSql）;

}

在上面的代碼中tcm.putObject（cache， key， list）;這句代碼是緩存了結(jié)果。但是實(shí)際上直到sqlsession關(guān)閉，MyBatis才以序列化的形式保存到了一個(gè)Map（默認(rèn)的緩存配置）中。

三、Cache使用時(shí)的注意事項(xiàng)

1. 只能在【只有單表操作】的表上使用緩存

不只是要保證這個(gè)表在整個(gè)系統(tǒng)中只有單表操作，而且和該表有關(guān)的全部操作必須全部在一個(gè)namespace下。

2. 在可以保證查詢遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于insert，update，delete操作的情況下使用緩存

這一點(diǎn)不需要多說，所有人都應(yīng)該清楚。記住，這一點(diǎn)需要保證在1的前提下才可以！

四、避免使用二級緩存

可能會(huì)有很多人不理解這里，二級緩存帶來的好處遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上他所隱藏的危害。

緩存是以namespace為單位的，不同namespace下的操作互不影響。

insert，update，delete操作會(huì)清空所在namespace下的全部緩存。

通常使用MyBatis Generator生成的代碼中，都是各個(gè)表獨(dú)立的，每個(gè)表都有自己的namespace。

為什么避免使用二級緩存

在符合【Cache使用時(shí)的注意事項(xiàng)】的要求時(shí)，并沒有什么危害。

其他情況就會(huì)有很多危害了。

針對一個(gè)表的某些操作不在他獨(dú)立的namespace下進(jìn)行。

例如在UserMapper.xml中有大多數(shù)針對user表的操作。但是在一個(gè)XXXMapper.xml中，還有針對user單表的操作。

這會(huì)導(dǎo)致user在兩個(gè)命名空間下的數(shù)據(jù)不一致。如果在UserMapper.xml中做了刷新緩存的操作，在XXXMapper.xml中緩存仍然有效，如果有針對user的單表查詢，使用緩存的結(jié)果可能會(huì)不正確。

更危險(xiǎn)的情況是在XXXMapper.xml做了insert，update，delete操作時(shí)，會(huì)導(dǎo)致UserMapper.xml中的各種操作充滿未知和風(fēng)險(xiǎn)。

有關(guān)這樣單表的操作可能不常見。但是你也許想到了一種常見的情況。

多表操作一定不能使用緩存

為什么不能？

首先不管多表操作寫到那個(gè)namespace下，都會(huì)存在某個(gè)表不在這個(gè)namespace下的情況。

例如兩個(gè)表：role和user_role，如果我想查詢出某個(gè)用戶的全部角色role，就一定會(huì)涉及到多表的操作。

《select id=“selectUserRoles” resultType=“UserRoleVO”》

select * from user_role a，role b where a.roleid = b.roleid and a.userid = #{userid}

《/select》

像上面這個(gè)查詢，你會(huì)寫到那個(gè)xml中呢？？

不管是寫到RoleMapper.xml還是UserRoleMapper.xml，或者是一個(gè)獨(dú)立的XxxMapper.xml中。如果使用了二級緩存，都會(huì)導(dǎo)致上面這個(gè)查詢結(jié)果可能不正確。

如果你正好修改了這個(gè)用戶的角色，上面這個(gè)查詢使用緩存的時(shí)候結(jié)果就是錯(cuò)的。

這點(diǎn)應(yīng)該很容易理解。

在我看來，就以MyBatis目前的緩存方式來看是無解的。多表操作根本不能緩存。

如果你讓他們都使用同一個(gè)namespace（通過《cache-ref》）來避免臟數(shù)據(jù)，那就失去了緩存的意義。

看到這里，實(shí)際上就是說，二級緩存不能用。整篇文章介紹這么多也沒什么用了。

五、挽救二級緩存？

想更高效率的使用二級緩存是解決不了了。

但是解決多表操作避免臟數(shù)據(jù)還是有法解決的。解決思路就是通過攔截器判斷執(zhí)行的sql涉及到那些表（可以用jsqlparser解析），然后把相關(guān)表的緩存自動(dòng)清空。但是這種方式對緩存的使用效率是很低的。

設(shè)計(jì)這樣一個(gè)插件是相當(dāng)復(fù)雜的，既然我沒想著去實(shí)現(xiàn)，就不廢話了。

結(jié)語

關(guān)于二級緩存的介紹就到這了，希望本文能讓你對二級緩存有更深的理解，如有不足之處歡迎指正。