Hibernate学习——(十二)Hibernate缓存机制(一级、二级、查询)
一、why(为什么要用Hibernate缓存?)
Hibernate是一个持久层框架,经常访问物理数据库。
为了降低应用程序对物理数据源访问的频次,从而提高应用程序的运行性能。
缓存内的数据是对物理数据源中的数据的复制,应用程序在运行时从缓存读写数据,在特定的时刻或事件会同步缓存和物理数据源
的数据。
二、what(Hibernate缓存原理是怎样的?)
Hibernate缓存包括两大类:Hibernate一级缓存和Hibernate二级缓存。
1.Hibernate一级缓存又称为“Session的缓存”。
Session内置不能被卸载,Session的缓存是事务范围的缓存(Session对象的生命周期通常对应一个数据库事务或者一个应用事
务)。一级缓存中,持久化类的每个实例都具有唯一的OID。
2.Hibernate二级缓存又称为“SessionFactory的缓存”。
由于SessionFactory对象的生命周期和应用程序的整个过程对应,因此Hibernate二级缓存是进程范围或者集群范围的缓存,有可能
出现并发问题,因此需要采用适当的并发访问策略,该策略为被缓存的数据提供了事务隔离级别。
第二级缓存是可选的,是一个可配置的插件,默认下SessionFactory不会启用这个插件。
Hibernate提供了org.hibernate.cache.CacheProvider接口,它充当缓存插件与Hibernate之间的适配器。
什么样的数据适合存放到第二级缓存中?
1) 很少被修改的数据
2) 不是很重要的数据,允许出现偶尔并发的数据
3) 不会被并发访问的数据
4) 常量数据
不适合存放到第二级缓存的数据?
1) 经常被修改的数据
2) 绝对不允许出现并发访问的数据,如财务数据,绝对不允许出现并发
3) 与其他应用共享的数据。
3.Session的延迟加载实现要解决两个问题:正常关闭连接和确保请求中访问的是同一个session。
Hibernate session就是java.sql.Connection的一层高级封装,一个session对应了一个Connection。http请求结束后正确的关闭
session(过滤器实现了session的正常关闭);延迟加载必须保证是同一个session(session绑定在ThreadLocal)。
4.Hibernate查找对象如何应用缓存?
当Hibernate根据ID访问数据对象的时候,首先从Session一级缓存中查;查不到,如果配置了二级缓存,那么从二级缓存中查;
如果都查不到,再查询数据库,把结果按照ID放入到缓存删除、更新、增加数据的时候,同时更新缓存。
5.一级缓存与二级缓存的对比图。
一级缓存 |
二级缓存 |
|
存放数据的形式 |
相互关联的持久化对象 |
对象的散装数据 |
缓存的范围 |
事务范围,每个事务都拥有单独的一级缓存 |
进程范围或集群范围,缓存被同一个进程或集群范围内所有事务共享 |
并发访问策略 |
由于每个事务都拥有单独的一级缓存不会出现并发问题,因此无须提供并发访问策略 |
由于多个事务会同时访问二级缓存中的相同数据,因此必须提供适当的并发访问策略,来保证特定的事务隔离级别 |
数据过期策略 |
处于一级缓存中的对象永远不会过期,除非应用程序显示清空或者清空特定对象 |
必须提供数据过期策略,如基于内存的缓存中对象的最大数目,允许对象处于缓存中的最长时间,以及允许对象处于缓存中的最长空闲时间 |
物理介质 |
内存 |
内存和硬盘,对象的散装数据首先存放到基于内存的缓存中,当内存中对象的数目达到数据过期策略的maxElementsInMemory值,就会把其余的对象写入基于硬盘的缓存中 |
缓存软件实现 |
在Hibernate的Session的实现中包含 |
由第三方提供,Hibernate仅提供了缓存适配器,用于把特定的缓存插件集成到Hibernate中 |
启用缓存的方式 |
只要通过Session接口来执行保存,更新,删除,加载,查询,Hibernate就会启用一级缓存,对于批量操作,如不希望启用一级缓存,直接通过JDBCAPI来执行 |
用户可以再单个类或类的单个集合的粒度上配置第二级缓存,如果类的实例被经常读,但很少被修改,就可以考虑使用二级缓存,只有为某个类或集合配置了二级缓存,Hibernate在运行时才会把它的实例加入到二级缓存中 |
用户管理缓存的方式 |
一级缓存的物理介质为内存,由于内存的容量有限,必须通过恰当的检索策略和检索方式来限制加载对象的数目,Session的evit()方法可以显示的清空缓存中特定对象,但不推荐 |
二级缓存的物理介质可以使内存和硬盘,因此第二级缓存可以存放大容量的数据,数据过期策略的maxElementsInMemory属性可以控制内存中的对象数目,管理二级缓存主要包括两个方面:选择需要使用第二级缓存的持久化类,设置合适的并发访问策略;选择缓存适配器,设置合适的数据过期策略。SessionFactory的evit()方法也可以显示的清空缓存中特定对象,但不推荐 |
三、how(Hibernate的缓存机制如何应用?)
1. 一级缓存的管理:
evit(Object obj) 将指定的持久化对象从一级缓存中清除,释放对象所占用的内存资源,指定对象从持久化状态变为脱管状态,从而成为
游离对象。
clear() 将一级缓存中的所有持久化对象清除,释放其占用的内存资源。
contains(Object obj) 判断指定的对象是否存在于一级缓存中。
flush() 刷新一级缓存区的内容,使之与数据库数据保持同步。
2.一级缓存应用: save()。当session对象调用save()方法保存一个对象后,该对象会被放入到session的缓存中。 get()和load()。当
session对象调用get()或load()方法从数据库取出一个对象后,该对象也会被放入到session的缓存中。 使用HQL和QBC等从数据库
中查询数据。
public class Client
{public static void main(String[] args){Session session = HibernateUtil.getSessionFactory().openSession();Transaction tx = null;try{/*开启一个事务*/tx = session.beginTransaction();/*从数据库中获取id="402881e534fa5a440134fa5a45340002"的Customer对象*/Customer customer1 = (Customer)session.get(Customer.class, "402881e534fa5a440134fa5a45340002");System.out.println("customer.getUsername is"+customer1.getUsername());/*事务提交*/tx.commit();System.out.println("-------------------------------------");/*开启一个新事务*/tx = session.beginTransaction();/*从数据库中获取id="402881e534fa5a440134fa5a45340002"的Customer对象*/Customer customer2 = (Customer)session.get(Customer.class, "402881e534fa5a440134fa5a45340002");System.out.println("customer2.getUsername is"+customer2.getUsername());/*事务提交*/tx.commit();System.out.println("-------------------------------------");/*比较两个get()方法获取的对象是否是同一个对象*/System.out.println("customer1 == customer2 result is "+(customer1==customer2));}catch (Exception e){if(tx!=null){tx.rollback();}}finally{session.close();}}
}
结果
Hibernate: selectcustomer0_.id as id0_0_,customer0_.username as username0_0_,customer0_.balance as balance0_0_ fromcustomer customer0_ wherecustomer0_.id=?
customer.getUsername islisi
-------------------------------------
customer2.getUsername islisi
-------------------------------------
customer1 == customer2 result is true
输出结果中只包含了一条SELECT SQL语句,而且customer1 == customer2 result is true说明两个取出来的对象是同一个对象。其
原理是:第一次调用get()方法, Hibernate先检索缓存中是否有该查找对象,发现没有,Hibernate发送SELECT语句到数据库中取
出相应的对象,然后将该对象放入缓存中,以便下次使用,第二次调用get()方法,Hibernate先检索缓存中是否有该查找对象,发现
正好有该查找对象,就从缓存中取出来,不再去数据库中检索。
3.二级缓存的管理:
evict(Class arg0, Serializable arg1)将某个类的指定ID的持久化对象从二级缓存中清除,释放对象所占用的资源。
sessionFactory.evict(Customer.class, new Integer(1));
evict(Class arg0) 将指定类的所有持久化对象从二级缓存中清除,释放其占用的内存资源。
sessionFactory.evict(Customer.class);
evictCollection(String arg0) 将指定类的所有持久化对象的指定集合从二级缓存中清除,释放其占用的内存资源。
sessionFactory.evictCollection("Customer.orders");
4.二级缓存的配置
常用的二级缓存插件
EHCache org.hibernate.cache.EhCacheProvider
OSCache org.hibernate.cache.OSCacheProvider
SwarmCahe org.hibernate.cache.SwarmCacheProvider
JBossCache org.hibernate.cache.TreeCacheProvider
<!-- EHCache的配置,hibernate.cfg.xml -->
<hibernate-configuration><session-factory><!-- 设置二级缓存插件EHCache的Provider类--><property name="hibernate.cache.provider_class">org.hibernate.cache.EhCacheProvider</property><!-- 启动"查询缓存" --><property name="hibernate.cache.use_query_cache">true</property></session-factory></hibernate-configuration>
<!-- ehcache.xml -->
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ehcache><!--缓存到硬盘的路径--><diskStore path="d:/ehcache"></diskStore><!--默认设置maxElementsInMemory : 在內存中最大緩存的对象数量。eternal : 缓存的对象是否永远不变。timeToIdleSeconds :可以操作对象的时间。timeToLiveSeconds :缓存中对象的生命周期,时间到后查询数据会从数据库中读取。overflowToDisk :内存满了,是否要缓存到硬盘。--><defaultCache maxElementsInMemory="200" eternal="false" timeToIdleSeconds="50" timeToLiveSeconds="60" overflowToDisk="true"></defaultCache><!--指定缓存的对象。下面出现的的属性覆盖上面出现的,没出现的继承上面的。--><cache name="com.suxiaolei.hibernate.pojos.Order" maxElementsInMemory="200" eternal="false" timeToIdleSeconds="50" timeToLiveSeconds="60" overflowToDisk="true"></cache>
</ehcache>
注意,ehcache.xml是对于二级缓存的配置文件,其中包括了硬盘地址(如果设置了允许写入硬盘)、默认二级缓存配置、有命名的二级缓存配置等。该文件也放置于src目录
下。
<!-- *.hbm.xml -->
<?xml version="1.0" encoding='UTF-8'?>
<!DOCTYPE hibernate-mapping PUBLIC"-//Hibernate/Hibernate Mapping DTD 3.0//EN""http://hibernate.sourceforge.net/hibernate-mapping-3.0.dtd" >
<hibernate-mapping><class><!-- 设置该持久化类的二级缓存并发访问策略 read-only read-write nonstrict-read-write transactional--><cache usage="read-write"/> </class>
</hibernate-mapping>
上面是用xml文件进行配置的,如果采用Annotation来配置则更加简便一些。
annotation的配置方法:
配置好后直接在允许写入二级缓存的实体类名上加@cache注解即可。该注解包含三个属性值:
①usage:必选,设置给定缓存的并发策略(常用的为READ_WRITE)
②region:可选,缓存范围,选择采用哪个二级缓存配置,如果缺省,则选择默认的缓存配置。
③include:可选,值为all时包括了所有的属性,为non-lazy时仅含非延迟类属性,默认为all。
若存在一对多的关系,想要在在获取一方的时候将关联的多方缓存起来,需要在集合属性下添加<cache>子标签,这里需要将关联
的对象的hbm文件中必须在存在<class>标签下也添加<cache>标签,不然Hibernate只会缓存OID。
<hibernate-mapping><class name="com.suxiaolei.hibernate.pojos.Customer" table="customer"><!-- 主键设置 --><id name="id" type="string"><column name="id"></column><generator class="uuid"></generator></id><!-- 属性设置 --><property name="username" column="username" type="string"></property><property name="balance" column="balance" type="integer"></property><set name="orders" inverse="true" cascade="all" lazy="false" fetch="join"><cache usage="read-only"/><key column="customer_id" ></key><one-to-many class="com.suxiaolei.hibernate.pojos.Order"/></set></class></hibernate-mapping>
常用缓存算法介绍:
1、LRU:Least Recently Used
2、LFU:Least Frequently Used
3、FIFO:First In First Out
对于ehcache,可以在属性配置中添加memoryStoreEvictionPolicy="xxx"配置缓存算法
四、查询缓存
在hibernate的使用中,大家多数时间都在讨论一级缓存和二级缓存,而往往忽略了查询缓存。其实hibernate的查询缓存在使用过程中也起着同样重要的作用。hibernate的查询缓存是主要是针对普通属性结果集的缓存, 而对于实体对象的结果集只缓存id。在一级缓存,二级缓存和查询缓存都打开的情况下作查询操作时这样的:查询普通属性,会先到查询缓存中取,如果没有,则查询数据库;查询实体,会先到查询缓存中取id,如果有,则根据id到缓存(一级/二级)中取实体,如果缓存中取不到实体,再查询数据库。
和一级/二级缓存不同,查询缓存的生命周期 ,是不确定的,当前关联的表发生改变时,查询缓存的生命周期结束。
查询缓存是基于二级缓存的,因此配置查询缓存需要先行配置好二级缓存,之后加入如下配置:
<property name="hibernate.cache.use_query_cache">true</property>
同时还需要在程序中显式的进行启用:
query.setCacheable(true);
之后当用同样的查询时,哪怕不在一个session中,都不会重复的发送sql语句。
需要注意的一点是,一级缓存和二级缓存都是缓存的实体对象,然而查询缓存缓存的是查询出来的部分属性结果集和实体的
Id(注意,并不是实体本身)。
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