走近科学之——缓存

什么是缓存

Java的缓冲流

字节输入流(InputStream)——子类BufferedInputStream

字节输出流(OutputStream)——子类BufferedOutputStream

MyBatis缓存

特点＆缺点

术语＆功能

使用场景

适合使用缓存

不适合使用缓存

缓存的分类

一级缓存

配置

工作流程

命中

未命中

案例

一级缓存失效的情况

二级缓存

配置

通过映射器

通过注解

案例

运行结果

POJO类（实现类）序列化问题

二级缓存的位置

一级缓存和二级缓存的对比

二级缓存的特点与缺陷

自定义缓存

走近科学之——缓存

什么是缓存

缓存是CPU的一部分，它存在于CPU中。CPU存取数据的速度非常的快，一秒钟能够存取、处理十亿条指令和数据，而内存就慢很多，快的内存能够达到几十兆就不错了，可见两者的速度差异是多么的大。

缓存是为了解决CPU速度和内存速度的速度差异问题。内存中被CPU访问最频繁的数据和指令被复制入CPU中的缓存，这样CPU就可以不经常到象“蜗牛”一样慢的内存中去取数据了，CPU只要到缓存中去取就行了，而缓存的速度要比内存快很多。

Java的缓冲流

创建流对象时，会创建一个内置的默认大小的缓冲区数组，通过缓冲区读写，减少系统IO次数，从而提高读写的效率。

字节输入流(InputStream)——子类BufferedInputStream

底层会创建一个长度是8192的byte数组(缓冲区)

每次读取数据存入该缓冲区中

减少了读取的次数，提高读取效率

字节输出流(OutputStream)——子类BufferedOutputStream

底层会创建一个长度是8192的byte数组(缓冲区)

每次写出数据先写到该缓冲区中

减少了写出的次数，提高写出效率

MyBatis缓存

缓存（cache），数据交换的缓冲区，当应用程序需要读取数据时，先从数据库中将数据取出，放置在缓冲区中，应用程序从缓冲区读取数据。

类比于上文提到过的缓冲流，MyBatis的缓存属于输出型缓存。

特点＆缺点

数据库去除的数据保存在内存中，具备快速读取和使用的特点。

读取数据时无需再从数据库中获取，因此得到的数据可能不是最新的。

术语＆功能

命中：当在缓存中找到需要的数据，则直接取出使用。

未命中：当在缓存中未找到需要的数据，则先从数据库中取出并先放入缓冲区，亦方便下次使用。

减少Java项目与数据库的交互次数，从而提升程序的运行效率。

一般通过配置或定制的方式来使用缓存。

使用场景

适合使用缓存

经常查询并且不经常改变，或者数据的正确与否对最终结果影响不大的。

比如：公司的介绍或者新闻。

新闻一般为已经发生且无法改变的事，查询的人会很多，使用缓存可以大大提高效率。

不适合使用缓存

经常改变的数据，或者数据的正确与否对最终结果影响很大的。

比如：商品的库存，股市等等。

由于缓存的缺点，得到的数据可能不是最新的，当商品的库存无法实时更新，不仅会对商家造成损失，也会加大与消费者的纠纷；股市数据一旦不是最新的，股民公司都会得到损失，轻则亏本，重则倾家荡产。

缓存的分类

一级缓存	会话Session级别的缓存，针对一次会话操作内
二级缓存	映射器级别的缓存，针对不同Namespace的映射器
自定义缓存	根据各类不同的缓存机制，自定义缓存的实现方式

一级缓存

一级缓存针对的是SqlSession，是默认开启的，在主配置文件中进行配置。每个Session都有自己的缓存。

配置

我们需要在<configuration>的子标签<settings>中完成对一级缓存的配置，由于一级缓存是默认开启的，因此一般我们不会去手动书写。

value属性有两个值。

SESSION	session级别的缓存
STATEMENT	statement级别的缓存

因此，当我们需要改变一级缓存级别时再进行修改。

工作流程

命中

未命中

案例

查询学号为33的学生。

DaoUtil.java——封装SqlSession的基本操作。

public class DaoUtil {private static SqlSessionFactory build;static {try {//读取配置文件//要返回一个流InputStream readConfig = Resources.getResourceAsStream("mybatis-config.xml");//获取工厂对象build = new SqlSessionFactoryBuilder().build(readConfig);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}public static SqlSession getSqlSession() {return build.openSession();}public static void closeResource(SqlSession ss) {ss.close();}
}

StudentMapper.java——定义查询方法

@Select("select * from student where sid = #{v}")public Student findStuBySid(int sid);

StudentTest.java——测试

public class StudentTest {public static void main(String[] args) {SqlSession ss = DaoUtil.getSqlSession();StudentMapper mapper = ss.getMapper(StudentMapper.class);//第一次查询Student stu1 = mapper.findStuBySid(33);System.out.println(stu1);//第二次查询Student stu2 = mapper.findStuBySid(33);System.out.println(stu2);System.out.println(stu1 == stu2);DaoUtil.closeResource(ss);}
}

因此我们也可以知道——打开一个SqlSession会完成两件事：

获得SqlSession

获得缓冲空间

一级缓存失效的情况

#1. 不同SqlSession对应不同的一级缓存

#2. 同一个SqlSession但查询条件不同

#3. 同一个SqlSession两次查询期间执行了任何一次增删改操作

当同一个SqlSession多次发出相同的SQL语句查询时，MyBatis会直接从缓存中取数据。如果前后两次中间出现过commit操作（修改、添加、删除），则认为数据发生了变化，MyBatis会把SqlSession中的一级缓存区域全部清空，则下一次的SQL语句查询时，需从数据库中查询数据并将查询的结果写入缓存。

#4. 同一个SqlSession两次查询期间手动清空了缓存

SqlSession对象.clearCache()方法。

二级缓存

在使用一级缓存的时候，我们发现：不同SqlSession对应不同的一级缓存，意味着即使我们想查询的为同一的数据，但是使用了不同的SqlSession，仍需不断的访问数据库。

因此，升级版的缓存出现了——二级缓存。

二级缓存是跨SqlSession的缓存，Mapper级别的缓存，面向的是工厂，同一工厂使用一个缓存空间。在Mapper级别的缓存内，不同的SQLSession缓存可以共享。

配置

通过映射器

#1. 在主配置文件中进行配置

<configuration>子标签<settings>。

#2. 在映射文件中进行配置

<mapper>子标签<cache>。

#3. 在使用的操作中配置（在select标签中配置）

通过注解

#1. 在主配置文件中进行配置

<configuration>子标签<settings>。

#2. 用@CacheNamespace注解修饰定义的接口，并将参数blocking设置为true

案例

使用两个SqlSession查询同一学号的学生。

public class CacheTest {public static void main(String[] args) {//第一次查询SqlSession ss1 = DaoUtil.getSqlSession();StudentMapper mapper1 = ss1.getMapper(StudentMapper.class);Student stu1 = mapper1.findStuBySid(33);System.out.println(stu1);//第二次查询SqlSession ss2 = DaoUtil.getSqlSession();StudentMapper mapper2 = ss2.getMapper(StudentMapper.class);Student stu2 = mapper2.findStuBySid(33);System.out.println(stu2);System.out.println(stu1 == stu2);DaoUtil.closeResource(ss2);DaoUtil.closeResource(ss1);}
}

我们发现代码报错了，原因是我们没有对实体类：Student进行序列化。

运行结果

第二次查询不需要获取链接。

POJO类（实现类）序列化问题

1、序列化就是一种用来处理对象流的机制，所谓对象流就是将对象的内容进行流化。可以对流化后的对象进行读写操作，也可以在网络之间传输，需要实现Serializable接口，该接口没有需要实现的方法，只是为了表示对象是可以序列化的。序列化是将对象转换为容易传输的格式的过程。

2、是对象永久化的一种机制，在程序终止后，这些对象仍然存在，可以在程序再次启动之后读取这些对象的值，也可以在其他程序利用这些保存下来的值。

3、只有序列化的对象才可以存储在存储设备上。

二级缓存的位置

二级缓存不将数据放入内存，而是序列化到磁盘上。

二级缓存面向的是工厂，使用工厂的好处：节约链接，使得独缺无法造成很多锁竞争，实现真正的节约资源。

一级缓存和二级缓存的对比

缓存	面向	位置	开启方式	消亡
一级缓存	SqlSession	内存	自动开启	四种失效情况
二级缓存	SqlSessionFactory	磁盘	手动开启	随工厂消亡

二级缓存的特点与缺陷

当我们使用数据库时，创建表需要遵循三大范式（确保表中每列的原子性、确保表中每列都和主键相关且未直接相关），因此我们通常需要创建多张表。而在实际情况中，一个数据库处理不过来数据时，我们甚至需要一起使用多个数据库——数据库的集群。

相应的，应用/服务器也会集群，比如不同地区的人会访问不同的服务器（英雄联盟分国服、韩服等等……）。

但是，在实际的项目中是绝对不会使用二级缓存的。

每个服务器作为一个工厂——不同工厂无法同步。

自定义缓存

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