解析Mybatis延迟加载问题

解析Mybatis延迟加载问题

延迟加载问题

MyBatis针对关联表中的数据支持延迟加载。延迟加载其实就是将数据加载时机推迟，比如推迟嵌套查询的执行时机。

延迟加载可以实现先查询主表，按需实时做关联查询，返回关联表结果集，一定程度上提高了效率。

lazyLoadingEnabled：是否启用延迟加载，默认值为false，不启用延迟加载。lazyLoadingEnabled属性控制全局是否使用延迟加载，特殊关联关系也可以通过嵌套查询中fetchType属性单独配置（fetchType属性值可以是lazy或者eager）

aggressiveLazyLoading：是否按需加载属性，默认值false，lazyLoadingEnabled属性启用时只要加载对象，就会加载该对象的所有属性；关闭该属性则会按需加载，即使用到某关联属性时，实时执行嵌套查询加载该属性

对一

如果不访问role属性，则不会执行t_roles表的查询。当访问role属性时才会执行查询操作，而且如果session关闭，则自动新打开session执行查询

对多

缓存

MyBatis支持一二级缓存

Mybatis提供查询缓存，如果缓存中有数据就不用从数据库中获取，用于减轻数据压力，提高系统性能

缓存的重要性是不言而喻的。 使用缓存可以避免频繁的与数据库进行交互， 尤其是在查询越多、缓存命中率越高的情况下， 使用缓存对性能的提高更明显。

mybatis也提供了对缓存的支持， 分为一级缓存和二级缓存。 但是在默认的情况下， 只开启一级缓存（一级缓存是对同一个 SqlSession 而言的）

默认情况下，只有一级缓存（SqlSession级别的缓存，也称为本地缓存）开启

二级缓存需要手动开启和配置，是基于namespace级别的缓存

为了提高扩展性。MyBatis定义了缓存接口Cache。可以通过实现Cache接口来自定义二级缓存

一级缓存是SqlSession级别的缓存。在操作数据库时需要构造sqlSession对象，在对象中有一个数据结构HashMap用于存储缓存数据。不同的sqlSession之间的缓存数据区域HashMap是互相不影响的

二级缓存是mapper级别的缓存，多个SqlSession去操作同一个Mapper的sql语句，多个SqlSession可以共用二级缓存，二级缓存是跨SqlSession的

一级缓存

一级缓存即local cache本地缓存，作用域默认为sqlSession。当Session flush或close后该Session中的所有Cache将被清空

RoleMapper rm= MybatisSessionFactory.getMapper(RoleMapper.class);

Role role=rm.selectByPrimaryKey(1L);

System.out.println(role.getId()+":"+role.getName());

System.out.println("--------------------------------");

MybatisSessionFactory.closeSession();

rm= MybatisSessionFactory.getMapper(RoleMapper.class);

role=rm.selectByPrimaryKey(1L);

System.out.println(role.getId()+":"+role.getName());

两次查询操作，分别是2次sql语句，证明缓存是session级的。如果不关闭session，即使2次获取Mapper执行的查询仍旧只有一个sql语句

每个SqlSession中持有了Executor，每个Executor中有一个LocalCache。当用户发起查询时，MyBatis根据当前执行的语句生成MappedStatement，在Local Cache进行查询，如果缓存命中的话，直接返回结果给用户，如果缓存没有命中的话，查询数据库，结果写入Local Cache，最后返回结果给用户

一级缓存配置

开发者只需在MyBatis的配置文件localCacheScope中可以设置使用一级缓存。共有两个选项SESSION或者STATEMENT，默认是SESSION级别，即在一个MyBatis会话中执行的所有语句，都会共享这一个缓存。一种是STATEMENT级别，可以理解为缓存只对当前执行的这一个Statement有效。

UserMapper userMapper = MyBatisSessionFactory.getMapper(UserMapper.class);

User user1=userMapper.loadById(1L);

System.out.println(user1);

SqlSession session = MyBatisSessionFactory.openSession();

session.clearCache();//清空缓存 ，后续查询会发送SQL语句

User user2=userMapper.loadById(1L);

System.out.println(user2);

System.out.println(user1==user2);

MyBatisSessionFactory.closeSession();

1、第一次发起查询用户id为1的用户信息，先去找缓存中是否有id为1的用户信息，如果没有，从数据库查询用户信息。得到用户信息，将用户信息存储到一级缓存中。

2、如果中间sqlSession去执行commit操作（执行插入、更新、删除），则会清空SqlSession中的一级缓存，这样做的目的为了让缓存中存储的是最新的信息，避免脏读。

3、第二次发起查询用户id为1的用户信息，先去找缓存中是否有id为1的用户信息，缓存中有，直接从缓存中获取用户信息。

##源码分析

SqlSession对外提供了用户和数据库之间交互需要的所有方法，隐藏了底层的细节。默认实现类是DefaultSqlSession

Executor： SqlSession向用户提供操作数据库的方法，但和数据库操作有关的职责都会委托给Executor。

BaseExecutor是一个实现了Executor接口的抽象类，定义若干抽象方法，在执行的时候，把具体的操作委托给子类进行执行。

Cache： MyBatis中的Cache接口，提供了和缓存相关的最基本的操作

BaseExecutor成员变量之一的PerpetualCache，是对Cache接口最基本的实现，其实现非常简单，内部持有HashMap，对一级缓存的操作实则是对HashMap的操作。

1、为执行和数据库的交互，首先需要初始化SqlSession，通过DefaultSqlSessionFactory开启SqlSession

2、在初始化SqlSesion时，会使用Configuration类创建一个全新的Executor，作为DefaultSqlSession构造函数的参数

3、SqlSession创建完毕后，根据Statment的不同类型，会进入SqlSession的不同方法中，如果是Select语句的话，最后会执行到SqlSession的selectList

4、SqlSession把具体的查询职责委托给了Executor。如果只开启了一级缓存的话，首先会进入BaseExecutor的query方法。

5、会先根据传入的参数生成CacheKey，默认将MappedStatement的Id、sql的offset、Sql的limit、Sql本身以及Sql中的参数传入了CacheKey这个类，最终构成CacheKey

6、如果查不到的话，就从数据库查，在queryFromDatabase中，会对localcache进行写入。 在query方法执行的最后，会判断一级缓存级别是否是STATEMENT级别，如果是的话，就清空缓存，这也就是STATEMENT级别的一级缓存无法共享localCache的原因。

##总结

MyBatis一级缓存的生命周期和SqlSession一致。MyBatis一级缓存内部设计简单，只是一个没有容量限定的HashMap，在缓存的功能性上有所欠缺。MyBatis的一级缓存最大范围是SqlSession内部，有多个SqlSession或者分布式的环境下，数据库写操作会引起脏数据，建议设定缓存级别为Statement。

##一级缓存的生命周期

MyBatis在开启一个数据库会话时，会 创建一个新的SqlSession对象，SqlSession对象中会有一个新的Executor对象，Executor对象中持有一个新的PerpetualCache对象；当会话结束时，SqlSession对象及其内部的Executor对象还有PerpetualCache对象也一并释放掉。如果SqlSession调用了close()方法，会释放掉一级缓存PerpetualCache对象，一级缓存将不可用；如果SqlSession调用了clearCache()，会清空PerpetualCache对象中的数据，但是该对象仍可使用；SqlSession中执行了任何一个update操作(update()、delete()、insert()) ，都会清空PerpetualCache对象的数据，但是该对象可以继续使用

##一级缓存的不足

使用一级缓存的时候，因为缓存不能跨会话共享，不同的会话之间对于相同的数据可能有不一样的缓存。在有多个会话或者分布式环境下，会存在脏数据的问题。如果要解决这个问题，就要用到二级缓存。

MyBatis 一级缓存（MyBaits 称其为 Local Cache）无法关闭，但是有两种级别可选：

session级别的缓存，在同一个 sqlSession 内，对同样的查询将不再查询数据库，直接从缓存中。

statement级别的缓存，session级别缓存不能获取最新数据： 为了避免这个问题，可以将一级缓存的级别设为 statement 级别的，这样每次查询结束都会清掉一级缓存。

由于不同的sqlSession之间的缓存数据区域不共享，如果使用多个SqlSession对数据库进行操作时，就会出现脏数据

##二级缓存

一级缓存中，其最大的共享范围就是一个SqlSession内部，如果多个SqlSession之间需要共享缓存，则需要使用到二级缓存。开启二级缓存后，会使用CachingExecutor装饰Executor，进入一级缓存的查询流程前，先在CachingExecutor进行二级缓存的查询

二级缓存开启后，同一个namespace下的所有操作语句，都影响着同一个Cache，即二级缓存被多个SqlSession共享，是一个全局的变量。 当开启缓存后，数据的查询执行的流程就是 二级缓存 -> 一级缓存 -> 数据库。

二级缓存（全局缓存）：基于namespace级别的缓存，一个namespace对应一个二级缓存

###二级缓存配置

1、在MyBatis的配置文件中开启二级缓存。

cacheEnabled 全局性地开启或关闭所有映射器配置文件中已配置的任何缓存。

2、在MyBatis的映射XML中配置cache或者 cache-ref

type：cache使用的类型，默认是PerpetualCache，这在一级缓存中提到过。

eviction： 定义回收的策略，常见的有FIFO，LRU。

flushInterval： 配置一定时间自动刷新缓存，单位是毫秒。

size： 最多缓存对象的个数。

readOnly： 是否只读，若配置可读写，则需要对应的实体类能够序列化。

blocking： 若缓存中找不到对应的key，是否会一直blocking，直到有对应的数据进入缓存。

cache-ref代表引用别的命名空间的Cache配置，两个命名空间的操作使用的是同一个Cache。

二级缓存实验

1、测试二级缓存效果，不提交事务，sqlSession1查询完数据后，sqlSession2相同的查询是否会从缓存中获取数据。 可以看到，当sqlsession没有调用commit()方法时，二级缓存并没有起到作用。

SqlSession session1=MybatisSessionFactory.getFactory().openSession();

SqlSession session2=MybatisSessionFactory.getSession();

RoleMapper rm1=session1.getMapper(RoleMapper.class);

RoleMapper rm2=session2.getMapper(RoleMapper.class);

Role r1=rm1.selectByPrimaryKey(1L);

session1.commit(); //如果不进行提交，则缓存无效

Role r2=rm2.selectByPrimaryKey(1L);

System.out.println(r1==r2); //不是同一个对象，应该是对象的深克隆

2、测试二级缓存效果，当提交事务时，sqlSession1查询完数据后，sqlSession2相同的查询是否会从缓存中获取数据。 sqlsession2的查询，使用了缓存，缓存的命中率是0.5。

3、测试update操作是否会刷新该namespace下的二级缓存。 可以看到，在sqlSession3更新数据库，并提交事务后，sqlsession2的StudentMapper namespace下的查询走了数据库，没有走Cache。

4、验证MyBatis的二级缓存不适应用于映射文件中存在多表查询的情况。 通常我们会为每个单表创建单独的映射文件，由于MyBatis的二级缓存是基于namespace的，多表查询语句所在的namspace无法感应到其他namespace中的语句对多表查询中涉及的表进行的修改，引发脏数据问题。

5、为了解决实验4的问题呢，可以使用Cache ref，让ClassMapper引用StudenMapper命名空间，这样两个映射文件对应的Sql操作都使用的是同一块缓存了。 不过这样做的后果是，缓存的粒度变粗了，多个Mapper namespace下的所有操作都会对缓存使用造成影响。

###二级缓存源码

在一级缓存处理前，用CachingExecutor装饰了BaseExecutor的子类，在委托具体职责给delegate之前，实现了二级缓存的查询和写入功能

CachingExecutor的query方法，首先会从MappedStatement中获得在配置初始化时赋予的Cache。

本质上是装饰器模式的使用，具体的装饰链是SynchronizedCache -> LoggingCache -> SerializedCache -> LruCache -> PerpetualCache。

SynchronizedCache： 同步Cache，实现比较简单，直接使用synchronized修饰方法。

LoggingCache： 日志功能，装饰类，用于记录缓存的命中率，如果开启了DEBUG模式，则会输出命中率日志。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。LruCache： 采用了Lru算法的Cache实现，移除最近最少使用的key/value。

PerpetualCache： 作为为最基础的缓存类，底层实现比较简单，直接使用了HashMap。

总结

MyBatis的二级缓存相对于一级缓存来说，实现了SqlSession之间缓存数据的共享，同时粒度更加的细，能够到namespace级别，通过Cache接口实现类不同的组合，对Cache的可控性也更强。

MyBatis在多表查询时，极大可能会出现脏数据，有设计上的缺陷，安全使用二级缓存的条件比较苛刻。一般在具体开发中不使用MyBatis的二级缓存，而是通过Spring框架引入业务层缓存

在分布式环境下，由于默认的MyBatis Cache实现都是基于本地的，分布式环境下必然会出现读取到脏数据，需要使用集中式缓存将MyBatis的Cache接口实现，有一定的开发成本，直接使用Redis,Memcached等分布式缓存可能成本更低，安全性也更高。

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