Mybatis延遲加載問題的示例分析

這篇文章主要介紹Mybatis延遲加載問題的示例分析，文中介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們一定要看完！

延遲加載問題

MyBatis針對關聯表中的數據支持延遲加載。延遲加載其實就是將數據加載時機推遲，比如推遲嵌套查詢的執行時機。

延遲加載可以實現先查詢主表，按需實時做關聯查詢，返回關聯表結果集，一定程度上提高了效率。

<settings> 
        <!-- 啟用延遲加載特性，不配置默認關閉該特性-->
        <setting name="lazyLoadingEnabled" value="true" /> 
        <!-- 按需加載: false:使用關聯屬性時才進行加載; true加載對象，則加載所有屬性 -->
        <setting name="aggressiveLazyLoading" value="false"/> 
</settings>

lazyLoadingEnabled：是否啟用延遲加載，默認值為false，不啟用延遲加載。lazyLoadingEnabled屬性控制全局是否使用延遲加載，特殊關聯關系也可以通過嵌套查詢中fetchType屬性單獨配置（fetchType屬性值可以是lazy或者eager）

aggressiveLazyLoading：是否按需加載屬性，默認值false，lazyLoadingEnabled屬性啟用時只要加載對象，就會加載該對象的所有屬性；關閉該屬性則會按需加載，即使用到某關聯屬性時，實時執行嵌套查詢加載該屬性

對一

 <resultMap id="ExtResultMap" type="com.yan.entity.User" extends="BaseResultMap">
    <association property="role" select="com.yan.dao.RoleMapper.selectByPrimaryKey" column="role_id"/>
  </resultMap>

如果不訪問role屬性，則不會執行t_roles表的查詢。當訪問role屬性時才會執行查詢操作，而且如果session關閉，則自動新打開session執行查詢

對多

 <resultMap id="ExtResultMap" type="com.yan.entity.Role" extends="BaseResultMap">
    <collection property="users" ofType="com.yan.entity.User" column="id" select="com.yan.dao.UserMapper.selectByRoleId"/>
  </resultMap>

緩存

MyBatis支持一二級緩存
Mybatis提供查詢緩存，如果緩存中有數據就不用從數據庫中獲取，用于減輕數據壓力，提高系統性能

緩存的重要性是不言而喻的。 使用緩存可以避免頻繁的與數據庫進行交互， 尤其是在查詢越多、緩存命中率越高的情況下， 使用緩存對性能的提高更明顯。

mybatis也提供了對緩存的支持， 分為一級緩存和二級緩存。 但是在默認的情況下， 只開啟一級緩存（一級緩存是對同一個 SqlSession 而言的）

• 默認情況下，只有一級緩存（SqlSession級別的緩存，也稱為本地緩存）開啟

• 二級緩存需要手動開啟和配置，是基于namespace級別的緩存

• 為了提高擴展性。MyBatis定義了緩存接口Cache。可以通過實現Cache接口來自定義二級緩存

• 一級緩存是SqlSession級別的緩存。在操作數據庫時需要構造sqlSession對象，在對象中有一個數據結構HashMap用于存儲緩存數據。不同的sqlSession之間的緩存數據區域HashMap是互相不影響的

• 二級緩存是mapper級別的緩存，多個SqlSession去操作同一個Mapper的sql語句，多個SqlSession可以共用二級緩存，二級緩存是跨SqlSession的

一級緩存

一級緩存即local cache本地緩存，作用域默認為sqlSession。當Session flush或close后該Session中的所有Cache將被清空

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());

兩次查詢操作，分別是2次sql語句，證明緩存是session級的。如果不關閉session，即使2次獲取Mapper執行的查詢仍舊只有一個sql語句

每個SqlSession中持有了Executor，每個Executor中有一個LocalCache。當用戶發起查詢時，MyBatis根據當前執行的語句生成MappedStatement，在Local Cache進行查詢，如果緩存命中的話，直接返回結果給用戶，如果緩存沒有命中的話，查詢數據庫，結果寫入Local Cache，最后返回結果給用戶

一級緩存配置

開發者只需在MyBatis的配置文件localCacheScope中可以設置使用一級緩存。共有兩個選項SESSION或者STATEMENT，默認是SESSION級別，即在一個MyBatis會話中執行的所有語句，都會共享這一個緩存。一種是STATEMENT級別，可以理解為緩存只對當前執行的這一個Statement有效。

 UserMapper userMapper = MyBatisSessionFactory.getMapper(UserMapper.class);
User user1=userMapper.loadById(1L);
System.out.println(user1);

SqlSession session = MyBatisSessionFactory.openSession();
session.clearCache();//清空緩存 ，后續查詢會發送SQL語句
User user2=userMapper.loadById(1L);
System.out.println(user2);
System.out.println(user1==user2);

MyBatisSessionFactory.closeSession();

1、第一次發起查詢用戶id為1的用戶信息，先去找緩存中是否有id為1的用戶信息，如果沒有，從數據庫查詢用戶信息。得到用戶信息，將用戶信息存儲到一級緩存中。

2、如果中間sqlSession去執行commit操作（執行插入、更新、刪除），則會清空SqlSession中的一級緩存，這樣做的目的為了讓緩存中存儲的是最新的信息，避免臟讀。

3、第二次發起查詢用戶id為1的用戶信息，先去找緩存中是否有id為1的用戶信息，緩存中有，直接從緩存中獲取用戶信息。

##源碼分析

SqlSession對外提供了用戶和數據庫之間交互需要的所有方法，隱藏了底層的細節。默認實現類是DefaultSqlSession

Executor： SqlSession向用戶提供操作數據庫的方法，但和數據庫操作有關的職責都會委托給Executor。

BaseExecutor是一個實現了Executor接口的抽象類，定義若干抽象方法，在執行的時候，把具體的操作委托給子類進行執行。

Cache： MyBatis中的Cache接口，提供了和緩存相關的最基本的操作

BaseExecutor成員變量之一的PerpetualCache，是對Cache接口最基本的實現，其實現非常簡單，內部持有HashMap，對一級緩存的操作實則是對HashMap的操作。

1、為執行和數據庫的交互，首先需要初始化SqlSession，通過DefaultSqlSessionFactory開啟SqlSession

2、在初始化SqlSesion時，會使用Configuration類創建一個全新的Executor，作為DefaultSqlSession構造函數的參數

3、SqlSession創建完畢后，根據Statment的不同類型，會進入SqlSession的不同方法中，如果是Select語句的話，最后會執行到SqlSession的selectList

4、SqlSession把具體的查詢職責委托給了Executor。如果只開啟了一級緩存的話，首先會進入BaseExecutor的query方法。

5、會先根據傳入的參數生成CacheKey，默認將MappedStatement的Id、sql的offset、Sql的limit、Sql本身以及Sql中的參數傳入了CacheKey這個類，最終構成CacheKey

6、如果查不到的話，就從數據庫查，在queryFromDatabase中，會對localcache進行寫入。 在query方法執行的最后，會判斷一級緩存級別是否是STATEMENT級別，如果是的話，就清空緩存，這也就是STATEMENT級別的一級緩存無法共享localCache的原因。

##總結

MyBatis一級緩存的生命周期和SqlSession一致。MyBatis一級緩存內部設計簡單，只是一個沒有容量限定的HashMap，在緩存的功能性上有所欠缺。MyBatis的一級緩存最大范圍是SqlSession內部，有多個SqlSession或者分布式的環境下，數據庫寫操作會引起臟數據，建議設定緩存級別為Statement。

##一級緩存的生命周期

MyBatis在開啟一個數據庫會話時，會 創建一個新的SqlSession對象，SqlSession對象中會有一個新的Executor對象，Executor對象中持有一個新的PerpetualCache對象；當會話結束時，SqlSession對象及其內部的Executor對象還有PerpetualCache對象也一并釋放掉。如果SqlSession調用了close()方法，會釋放掉一級緩存PerpetualCache對象，一級緩存將不可用；如果SqlSession調用了clearCache()，會清空PerpetualCache對象中的數據，但是該對象仍可使用；SqlSession中執行了任何一個update操作(update()、delete()、insert()) ，都會清空PerpetualCache對象的數據，但是該對象可以繼續使用

##一級緩存的不足

使用一級緩存的時候，因為緩存不能跨會話共享，不同的會話之間對于相同的數據可能有不一樣的緩存。在有多個會話或者分布式環境下，會存在臟數據的問題。如果要解決這個問題，就要用到二級緩存。

MyBatis 一級緩存（MyBaits 稱其為 Local Cache）無法關閉，但是有兩種級別可選：

session級別的緩存，在同一個 sqlSession 內，對同樣的查詢將不再查詢數據庫，直接從緩存中。

statement級別的緩存，session級別緩存不能獲取最新數據： 為了避免這個問題，可以將一級緩存的級別設為 statement 級別的，這樣每次查詢結束都會清掉一級緩存。

由于不同的sqlSession之間的緩存數據區域不共享，如果使用多個SqlSession對數據庫進行操作時，就會出現臟數據

##二級緩存

一級緩存中，其最大的共享范圍就是一個SqlSession內部，如果多個SqlSession之間需要共享緩存，則需要使用到二級緩存。開啟二級緩存后，會使用CachingExecutor裝飾Executor，進入一級緩存的查詢流程前，先在CachingExecutor進行二級緩存的查詢

二級緩存開啟后，同一個namespace下的所有操作語句，都影響著同一個Cache，即二級緩存被多個SqlSession共享，是一個全局的變量。 當開啟緩存后，數據的查詢執行的流程就是 二級緩存 -> 一級緩存 -> 數據庫。

二級緩存（全局緩存）：基于namespace級別的緩存，一個namespace對應一個二級緩存

###二級緩存配置

1、在MyBatis的配置文件中開啟二級緩存。

cacheEnabled 全局性地開啟或關閉所有映射器配置文件中已配置的任何緩存。

2、在MyBatis的映射XML中配置cache或者 cache-ref

• type：cache使用的類型，默認是PerpetualCache，這在一級緩存中提到過。

• eviction： 定義回收的策略，常見的有FIFO，LRU。

• flushInterval： 配置一定時間自動刷新緩存，單位是毫秒。

• size： 最多緩存對象的個數。

• readOnly： 是否只讀，若配置可讀寫，則需要對應的實體類能夠序列化。

• blocking： 若緩存中找不到對應的key，是否會一直blocking，直到有對應的數據進入緩存。

<mapper namespace="com.yan.dao.RoleMapper">
  <cache/>

cache-ref代表引用別的命名空間的Cache配置，兩個命名空間的操作使用的是同一個Cache。

二級緩存實驗

1、測試二級緩存效果，不提交事務，sqlSession1查詢完數據后，sqlSession2相同的查詢是否會從緩存中獲取數據。 可以看到，當sqlsession沒有調用commit()方法時，二級緩存并沒有起到作用。

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();  //如果不進行提交，則緩存無效
       Role r2=rm2.selectByPrimaryKey(1L);
        System.out.println(r1==r2);  //不是同一個對象，應該是對象的深克隆

2、測試二級緩存效果，當提交事務時，sqlSession1查詢完數據后，sqlSession2相同的查詢是否會從緩存中獲取數據。 sqlsession2的查詢，使用了緩存，緩存的命中率是0.5。

3、測試update操作是否會刷新該namespace下的二級緩存。 可以看到，在sqlSession3更新數據庫，并提交事務后，sqlsession2的StudentMapper namespace下的查詢走了數據庫，沒有走Cache。

4、驗證MyBatis的二級緩存不適應用于映射文件中存在多表查詢的情況。 通常我們會為每個單表創建單獨的映射文件，由于MyBatis的二級緩存是基于namespace的，多表查詢語句所在的namspace無法感應到其他namespace中的語句對多表查詢中涉及的表進行的修改，引發臟數據問題。

5、為了解決實驗4的問題呢，可以使用Cache ref，讓ClassMapper引用StudenMapper命名空間，這樣兩個映射文件對應的Sql操作都使用的是同一塊緩存了。 不過這樣做的后果是，緩存的粒度變粗了，多個Mapper namespace下的所有操作都會對緩存使用造成影響。

<mapper namespace="com.yan.dao.UserMapper">
   <cache-ref namespace="com.yan.dao.RoleMapper"/>

###二級緩存源碼

在一級緩存處理前，用CachingExecutor裝飾了BaseExecutor的子類，在委托具體職責給delegate之前，實現了二級緩存的查詢和寫入功能

CachingExecutor的query方法，首先會從MappedStatement中獲得在配置初始化時賦予的Cache。

本質上是裝飾器模式的使用，具體的裝飾鏈是SynchronizedCache -> LoggingCache -> SerializedCache -> LruCache -> PerpetualCache。

• SynchronizedCache： 同步Cache，實現比較簡單，直接使用synchronized修飾方法。

• LoggingCache： 日志功能，裝飾類，用于記錄緩存的命中率，如果開啟了DEBUG模式，則會輸出命中率日志。SerializedCache： 序列化功能，將值序列化后存到緩存中。該功能用于緩存返回一份實例的Copy，用于保存線程安全。LruCache： 采用了Lru算法的Cache實現，移除最近最少使用的key/value。

• PerpetualCache： 作為為最基礎的緩存類，底層實現比較簡單，直接使用了HashMap。

總結

• MyBatis的二級緩存相對于一級緩存來說，實現了SqlSession之間緩存數據的共享，同時粒度更加的細，能夠到namespace級別，通過Cache接口實現類不同的組合，對Cache的可控性也更強。

• MyBatis在多表查詢時，極大可能會出現臟數據，有設計上的缺陷，安全使用二級緩存的條件比較苛刻。一般在具體開發中不使用MyBatis的二級緩存，而是通過Spring框架引入業務層緩存

• 在分布式環境下，由于默認的MyBatis Cache實現都是基于本地的，分布式環境下必然會出現讀取到臟數據，需要使用集中式緩存將MyBatis的Cache接口實現，有一定的開發成本，直接使用Redis,Memcached等分布式緩存可能成本更低，安全性也更高。

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