Mybatis源码分析之Cache二级缓存原理 (五)

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一:Cache类的介绍

讲解缓存之前我们需要先了解一下Cache接口以及实现MyBatis定义了一个org.apache.ibatis.cache.Cache接口作为其Cache提供者的SPI(ServiceProvider Interface) ,所有的MyBatis内部的Cache缓存,都应该实现这一接口

Cache的实现类中,Cache有不同的功能,每个功能独立,互不影响,则对于不同的Cache功能,这里使用了装饰者模式实现。

看下cache的实现类,如下图:

Mybatis源码分析之Cache二级缓存原理 (五)

1.FIFOCache:先进先出算法 回收策略,装饰类,内部维护了一个队列,来保证FIFO,一旦超出指定的大小,则从队列中获取Key并从被包装的Cache中移除该键值对。2.LoggingCache:输出缓存命中的日志信息,如果开启了DEBUG模式,则会输出命中率日志。3.LruCache:最近最少使用算法,缓存回收策略,在内部保存一个LinkedHashMap4.ScheduledCache:定时清空Cache,但是并没有开始一个定时任务,而是在使用Cache的时候,才去检查时间是否到了。5.SerializedCache:序列化功能,将值序列化后存到缓存中。该功能用于缓存返回一份实例的Copy,用于保存线程安全。6.SoftCache:基于软引用实现的缓存管理策略,软引用回收策略,软引用只有当内存不足时才会被垃圾收集器回收7.SynchronizedCache:同步的缓存装饰器,用于防止多线程并发访问8.PerpetualCache 永久缓存,一旦存入就一直保持,内部就是一个HashMap9.WeakCache:基于弱引用实现的缓存管理策略10.TransactionalCache 事务缓存,一次性存入多个缓存,移除多个缓存11.BlockingCache 可阻塞的缓存,内部实现是ConcurrentHashMap

二:二级缓存初始化

Mybatis默认对二级缓存是关闭的,一级缓存默认开启,如果需要开启只需在mapper上加入

二级缓存是怎么初始化的呢?

我们在之前的文章里面(Mybatis源码分析之SqlSessionFactory(一))分析了配置文件的加载,我们回到那边来找到二级缓存的加载地方,一开始我就说了“如果需要开启只需在mapper上加入

XMLConfigBuilder.parse-->parseConfiguration(XNode root)-->mapperElement(root.evalNode("mappers"))-->mapperElement(XNode parent)

看下mapperElement的方法

private void mapperElement(XNode parent) throws Exception {if (parent != ) {for (XNode child : parent.getChildren) {if ("package".equals(child.getName)) {String mapperPackage = child.getStringAttribute("name");configuration.addMappers(mapperPackage);} else {String resource = child.getStringAttribute("resource");String url = child.getStringAttribute("url");String mapperClass = child.getStringAttribute("class");if (resource != && url == && mapperClass == ) {ErrorContext.instance.resource(resource);InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);XMLMapperBuilder mapperParser = new XMLMapperBuilder(inputStream, configuration, resource, configuration.getSqlFragments);mapperParser.parse;} else if (resource == && url != && mapperClass == ) {ErrorContext.instance.resource(url);InputStream inputStream = Resources.getUrlAsStream(url);XMLMapperBuilder mapperParser = new XMLMapperBuilder(inputStream, configuration, url, configuration.getSqlFragments);mapperParser.parse;} else if (resource == && url == && mapperClass != ) {Class mapperInterface = Resources.classForName(mapperClass);configuration.addMapper(mapperInterface);} else {throw new BuilderException("A mapper element may only specify a url, resource or class, but not more than one.");}}}}}

这个时候我已经找到了mapper节点了,我们在看向前走

XMLMapperBuilder.mapperParser.parse

代码如下

public void parse {if (!configuration.isResourceLoaded(resource)) {configurationElement(parser.evalNode("/mapper"));configuration.addLoadedResource(resource);bindMapperForNamespace;}parsePendingResultMaps;parsePendingChacheRefs;parsePendingStatements;}

看到configurationElement(parser.evalNode("/mapper"));看到mapper节点了继续走

 private void configurationElement(XNode context) {try {String namespace = context.getStringAttribute("namespace");if (namespace == || namespace.equals("")) {throw new BuilderException("Mapper's namespace cannot be empty");}builderAssistant.setCurrentNamespace(namespace);cacheRefElement(context.evalNode("cache-ref"));cacheElement(context.evalNode("cache"));parameterMapElement(context.evalNodes("/mapper/parameterMap"));resultMapElements(context.evalNodes("/mapper/resultMap"));sqlElement(context.evalNodes("/mapper/sql"));buildStatementFromContext(context.evalNodes("select|insert|update|delete"));} catch (Exception e) {throw new BuilderException("Error parsing Mapper XML. Cause: " + e, e);}}

到这里终于见到了他cacheElement(context.evalNode("cache"));

看源码

 private void cacheElement(XNode context) throws Exception {if (context != ) {String type = context.getStringAttribute("type", "PERPETUAL");Class typeClass = typeAliasRegistry.resolveAlias(type);String eviction = context.getStringAttribute("eviction", "LRU");Class 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);}}

终于找到了cacheElement读取,这里builderAssistant.useNewCache构建了一个二级缓存对象

public Cache useNewCache(Class typeClass,Class evictionClass,Long flushInterval,Integer size,boolean readWrite,boolean blocking,Properties props) {Cache cache = new CacheBuilder(currentNamespace).implementation(valueOrDefault(typeClass, PerpetualCache.class)).addDecorator(valueOrDefault(evictionClass, LruCache.class)).clearInterval(flushInterval).size(size).readWrite(readWrite).blocking(blocking).properties(props).build;configuration.addCache(cache);currentCache = cache;return cache;}

创建完成后放入configuration对象configuration.a

dd

Cache(cache),上面代码看到 a

dd

Decorator(valueOrDefault(evictionClass, LruCache.class))LruCache被装饰到里面了,

Mybatis源码分析之Cache二级缓存原理 (五)

最后得到的对象是SynchronizedCache可以在.build里面找到,他内部装饰设计模式。

三:缓存查数据

通过之前的文章我们知道Executor是执行查询的最终接口,它有两个实现类一个是BaseExecutor另外一个是CachingExecutor。

我看下CachingExecutor实现类里面的query查询方法

 @Overridepublic List query(MappedStatement ms, Object parameterObject, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler, CacheKey key, BoundSql boundSql)throws SQLException {Cache cache = ms.getCache;//二级缓存对象if (cache != ) {flushCacheIfRequired(ms);if (ms.isUseCache && resultHandler == ) {ensureNoOutParams(ms, parameterObject, boundSql);@SuppressWarnings("unchecked")List list = (List) tcm.getObject(cache, key);//从缓存中读取if (list == ) {//这段走到一级缓存或者DBlist = delegate. query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);tcm.putObject(cache, key, list); // issue #578 and #116 //数据放入缓存}return list;}}return delegate. query(ms, parameterObject, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);}

在这里我们看一个实例如下图

Mybatis源码分析之Cache二级缓存原理 (五)

发现我们的二级缓存没有生效,这个是为什么呢?我们仔细分下源代码

仔细看CachingExecutor的query代码,在查询二级缓存的时候用的是tcm先去找TransactionalCache然后采取getObject。问题就在这里,但我们在一个事物里查询三次,第一次查数据库,这不必说,第二次以后会判断二级缓存时候有。第一次查询完了有这么一句。

tcm.putObject(cache, key, list);

跟进去看:

getTransactionalCache(cache).putObject(key, value);

getTransactionalCache(cache)返回TransactionalCache对象,然后调用它的put,是什么呢

@Override public void putObject(Object key, Object object) {entriesToRemoveOnCommit.remove(key);entriesToAddOnCommit.put(key, new AddEntry(delegate, key, object));}

封装cache在一个a

dd

Entry对象中去了。

put方法不是保存数据到TransactionalCache,而是保存cache到entriesToA

dd

OnCommit;那这个entriesToA

dd

OnCommit干吗用的呢?

观察名字就知道是提交事务的时候需要用的。一个方法执行结束,事务提交,session提交,提交是层层调用的。最终调用到CachingExecutor的commit:

public void commit(boolean required) throws SQLException { delegate.commit(required);tcm.commit;}

tcm的commit:

public void commit { for (TransactionalCache txCache : transactionalCaches.values) {txCache.commit;}}

把所有TransactionalCache提交,

public void commit { if (clearOnCommit) {delegate.clear;} else {for (RemoveEntry entry : entriesToRemoveOnCommit.values) {entry.commit;}}for (AddEntry entry : entriesToAddOnCommit.values) {entry.commit;}reset;}

A

dd

Entry的commit方法:

public void commit { cache.putObject(key, value);}

就是把缓存数据放到二级缓存。

总结就是:

一个事务方法运行时,结果查询出来,缓存在一级缓存了,但是没有到二级缓存,事务cache只是保存了二级缓存的引用以及需要缓存的数据key和数据。当事务提交后,事务cache重置,之前保存的本该在二级缓存的数据在此刻真正放到二级缓存。

于是我们在这个方法中反复查询,二级缓存启用了却不能命中,只能返回一级缓存的数据。要想命中必须提交事务才行,第二个测试每次打开事务,查询,释放事务,在获得事务查询。所以二级缓存能命中。

我们调整下代码方法,把事物提交放到前面

Mybatis源码分析之Cache二级缓存原理 (五)

这下正常了

四:一级和二级缓存的先后顺序

二级缓存———> 一级缓存——> 数据库

五:使用二级缓存需要注意:

想要使用二级缓存时需要想好三个问题:

1)对该表的操作与查询都在同一个namespace下,其他的namespace如果有操作,就会发生数据过时。因为二级缓存是以namespace为单位的,不同namespace下的操作互不影响。

2)对关联表的查询,关联的所有表的操作都必须在同一个namespace。

3)不能直接操作数据库,否则数据查询结果会存在问题

总之,操作与查询在同一个namespace下的查询才能缓存,其他namespace下的查询都可能出现问题。