Hibernate一级缓存

简介

缓存，介于应用程序和永久数据存储源之间，作用是为了降低应用程序对物理数据源访问的频率，从而提高应用的运行性能。
例如我们cpu执行效率每秒处理的数据高达上千兆，而我们的硬盘读取速度却没那么高，读取几百兆，这时候我们使用缓存来存储数据，存储满后一次性交由cpu处理。

Hibernate中也存在缓存，同样是为了提高效率。Hibernate的缓存包括Session的缓存和SessionFactory的缓存。

Session的缓存是内置的，不能被卸载，也被称为Hibertnate的一级缓存。

SessionFactory有一个内置缓存和外置缓存。SessionFactory的外置缓存是一个可配置的缓存插件。默认情况下，Hibernate不会启用这个缓存插件。被称为Hibernate的二级缓存。

缓存的范围

缓存的范围决定了缓存的生命周期以及可以被谁访问。

    事务范围:缓存只能被当前事务访问。一级缓存是Session的缓存，Session对象生命周期通常对应一个事务，因此是事务范围的缓存。 进程范围:缓存被进程内的所有事务共享。二级缓存是可配置的缓存插件，由SessionFactory管理，SessionFactory生命周期和应用程序的进程对应，因此是进程范围的缓存。集群范围：在集群环境中，缓存被同一个机器或者多个机器上的多个进程共享。

Session缓存

Session缓存是Hibernate的一级缓存。Session对象中具有一个缓存。Session的缓存是一块内存空间，存放的是持久化对象。

当Session通过save方法持久化一个对象时，该对象被加入到Session缓存中。
当Session通过get方法获取一个持久化对象时，Session会先判断Session缓存中是否存在这个对象，如果存在，就不需要再从数据库中查找。

========我们来测试一下缓存的存在==============

        //开启事务Transaction ts=session.beginTransaction();//加上断点，当我们执行完这一步，会打印select语句，而后面的都不会打印，说明并没有从数据库中获取User user1=session.get(User.class, 5);   //这次get方法会先从session缓存中查找，由于已经存在，直接返回引用 User user2=session.get(User.class, 5);User user3=session.get(User.class, 5);System.out.println(user1==user2);//trueSystem.out.println(user1==user3);//truesession.close();

脏检查及清理缓存的机制

我们先来看下面的例子

        Transaction ts=session.beginTransaction();User user1=session.get(User.class, 5);user1.setName("swaggy");ts.commit();

我们发现我们改变了Name属性，这时候session缓存中的对象的name属性和数据库表中的NAME字段不一致了。但是我们并没有进行更新操作，而是直接提交了事务

幸运的是，Session中在清理缓存的时候，会自动进行脏检查。如果发现Session缓存中的持久化对象和数据库中的记录不一致，就会根据对象的最新属性去更新数据库。
所以在本例中，Session会自动提交一个update语句对数据库进行更新。

Session是怎样进行脏检查的呢？

当一个对象被加入到Sesion缓存中时，Session会为该对象复制一份快照。当Session清理缓存时，会比较当前对象的属性和快照来判断是否发生变化，如果发生变化，就会根据最新属性来执行相关的更新操作。

我们看下面一个例子加深对快照的理解

        //我们从数据库中取出 id为5，name为tom，password为123456的对象Transaction ts=session.beginTransaction();User user1=session.get(User.class, 5);session.update(user1);session.close(); 过程：获取了持久化对象，放入缓存中，并创建了快照，我们执行更新，Session缓存中的对象会和快照进行比较，没有任何变化，所以不会执行update语句。

        //我们自己设置一个和数据库中一模一样的对象，这时候会打印update语句Transaction ts=session.beginTransaction();User user=new User();user.setId(5);user.setName("tom");user.setPassword("123456");session.update(user);ts.commit();session.close();过程：因为此时我们执行update语句时会将对象直接放入缓存中，但是没有持久化对象的快照，所以进行对比结果就是不一致，所以尽管什么都没更改，还是会执行update语句，在控制台打印。

什么时候会清理缓存呢？

-默认情况下，在调用commit()方法时会先清理缓存。再向数据库提交事务。 

-当执行查询操作时，如果缓存中的持久化对象属性已经发生了改变，就会先清理缓存，同步数据，保证查询到的是正确的结果。 

-当应用程序显式调用Session的flush()方法时  

-Session清理缓存的例外情况，如果对象使用的是native生成策略生成OID，那么调用Session的save()方法来保存该对象时，会立刻执行向数据库的插入语句。

如果不希望Session在以上默认的时间点清理缓存，可以通过Session的setFlushMode()方法来设定清理缓存的时间点。
FlushMode类定义了三种清理模式。

                            各种查询方法          commit()方法        flush()方法
-FlushMode.AUTO(默认模式)        清理                 清理                清理
-FlushMode.COMMIT              不清理                清理                清理
-FlushMode.NEVER               不清理                不清理              清理   

例如Session.setFlushMode(FlushMode.AUTO)

Java对象在Hibernate持久化层的状态

-临时状态：刚用new语句创建对象，还没有被持久化，并且不处于Session缓存中。处于临时状态的java对象被称为临时对象。

-持久化状态：已经被持久化，并且加入到Session的缓存中。处于持久化状态的java对象被成为持久化对象。

-游离状态：已经被持久化，但不再处于Session的缓存中。处于游离状态的java对象被成为游离对象。

        //对象状态转换的过程Transaction ts=session.beginTransaction();User user =new User();                  //临时状态user.setName("tom");user.setPassword("123456");session.save(user);                     //转变为持久化状态ts.commit();                            //持久化状态 session.close();                        //转变为游离状态sessionfactory.close();System.out.println(user.getName());     //游离状态 

临时对象的特征：-OID为null
        -不处于Session的缓存中，也可以说，不被任何一个Session实例关联
        -在数据库中没有对应的记录

持久化对象的特征：-OID不为null
        -位于一个Session实例的缓存中，持久化对象总是被一个Session实例关联
        -持久化对象和数据库中的相关记录对应
        -会根据持久化对象的属性变化，同步更新数据库。
            User  user=(User)session.get(User.class,1);//获取持久化对象 持久状态user.setName("jerry");transaction.commit();我们发现我们没有执行update语句，却打印了update语句。Hibernate会自动将持久化对象的状态同步到数据库中。游离对象的特征：-OID不为null
        -不再位于Session的缓存中，也可以说，游离对象不被Session关联
        -数据库中有对应的记录

三种状态的转换

    1）临时状态转换持久化状态-Session的save（）方法会将临时状态转换成持久状态。把要保存的对象放入Session缓存中，使它进入持久化状态。使用映射文件指定的主键生成策略，为持久化对象分配唯一OID。save方法只是为对象分配UID。我们可以在save方法处打断点。当我们的主键生成策略为native时，由于我们使用mysql数据库，主键自增，所以执行完save方法后，打印insert语句，mysql数据库为我们对象自增OID 当我们的主键生成策略为incrementt时，increment是由Hibernate维护，先去表中查最大ID然后+1，我们执行完save方法之后，发现打印select查找最大id的语句，执行commit时才打印插入语句2)临时状态转换成游离状态-将临时状态的对象OID设置为数据库中对应的记录.User user=new User();user.setId(1);3)持久化状态转换成临时状态第一种：User  user=(User)session.get(User.class,1);//获取持久化对象 持久状态session.close(); //游离状态user.setId(null);//临时状态 第二种：User  user=(User)session.get(User.class,1);//获取持久化对象 持久状态session.evict(user); //游离状态,此方法会将session缓存中清除持久化对象，使其变为游离状态user.setId(null);//临时状态  4)持久化状态转换成游离状态第一：调用session的close方法，持久化状态变为游离状态第二: 调用session的evict（）方法方法，将持久状态转变为游离状态5)游离状态转换成临时状态只需要将游离状态的对象OID变为null。6)游离状态转换成持久状态Session的update()方法使游离状态转换成持久状态。User  user=(User)session.get(User.class,1);//获取持久化对象 持久状态session.evict(user); //游离状态,此方法会将session缓存中清除持久化对象，使其变为游离状态session.update(user);

Session接口的其他API

--Session的save()和persist()方法两个方法都是用来保存对象，能把临时状态转变为持久化状态。 两个方法的区别在于：save方法持久化对象时，会返回持久化对象的OID。所以程序执行save时会立刻执行insert语句，来返回数据库生成的OID。 persist方法持久化对象时，不会保证立即为持久化对象的OID赋值，不会立即生成insert语句，而是有可能在Session清理缓存时才为OID赋值。--Session的clear()方法清空一级缓存 --Session的update方法update()方法可以将游离对象转变为持久化对象。用来执行修改操作。update()方法完成以下操作-把游离对象加入到当前缓存中，变为持久化对象-然后计划执行update语句只要通过update使游离对象转变为持久化对象，即使没有修改任何属性，在清理缓存时还是会执行update语句。如果希望Session仅当修改了属性时才执行update语句，可以在映射文件中的<class>元素中设置select-before-update="true",默认为false这样当Session清理缓存时，会先发送一条查询语句，然后判断缓存中的对象和记录是否一致，不一致才执行update语句。当update()方法将游离对象转变为持久化对象时，如果Session缓存中已经存在相同的OID持久化对象，那么会抛出异常。例如：Transaction ts=session.beginTransaction();User user1=session.get(User.class, 5);session.evict(user1);User user2=session.get(User.class, 5);session.update(user1);ts.commit();因为Session的缓存是一个Map结构，OID为key，对象为value。当执行session的update方法时，由于缓存中已经存在了OID为5的持久化对象，因此会抛出异常。 -Session的saveOrUpdate()方法 Session的saveOrUpdate()方法同时包含了save()和update()方法的功能如果传入的参数是临时对象(OID为null)，就调用save方法。如果传入的参数是游离对象(OID不为null)，就执行update方法。

Hibernate的一对多关联关系

映射一对多双向关联关系

例如，以客户(Customer)和订单(Order)为例，一个客户能有多个订单，一个订单只能有一个客户。 从Customer到Order是一对多关联，在java类中的面向对象设计应该一个Customer对象包含多个Order对象，因此应该定义一个集合，来包含所有的Order对象。  从Order到Customer是多对一关联，在java类中设计每个Order对象需要关联一个Customer对象，因此Order类中应该定义一个Cutomer类型的属性，来引用关联的customer对象。但是在关系数据库中，只存在主外键参照关系来表达两者的关联。

        第一步：我们先创建两个实体类 Customer和Orderpublic class Customer {private Integer id;private String name;private Set <Order> orders=new HashSet<Order>();public Integer getId() {return id;}public void setId(Integer id) {this.id = id;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public Set getOrders() {return orders;}public void setOrders(Set orders) {this.orders = orders;}} public class Order {private Integer id;private String name;private Customer customer;public Integer getId() {return id;}public void setId(Integer id) {this.id = id;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public Customer getCustomer() {return customer;}public void setCustomer(Customer customer) {this.customer = customer;}}

        第二步：实体类写好了，使用Hibernate映射文件来映射关系。创建Customer.hbm.xml  <hibernate-mapping ><!--指定实体类和表的映射关系--><class name="com.cad.domain.Customer" table="customer"><id name="id" column="id"><generator class="native"></generator></id><property name="name" column="name"></property><!--使用<set>元素来映射set集合类型--><!--name:持久化类中的属性名--><set name="orders"><!--<key>元素设定所关联的持久化类对应的表的外键--><!--<one-to-many>元素设定关联的持久化类--><key column="cid"/><one-to-many class="com.cad.domain.Order"/> </set></class></hibernate-mapping>  Hibernate根据映射文件获得以下信息-<set>元素表明Customer类中的orders属性为java.util.Set集合-<one-to-many>元素表明orders集合中存放的是一组order对象-<key>元素表明orders表通过外键cid关联customer表

创建Order.hbm.xml <hibernate-mapping ><class name="com.cad.domain.Order" table="order"><id name="id" column="id"><generator class="native"></generator></id><property name="name" column="name"></property><!--<many-to-one>元素建立了customer属性和对应表中外键的映射--><!--name:持久化类中的属性名column:表中的外键class:关键的Customer对象实现类--><many-to-one name="customer" column="cid" class="com.cad.domain.Customer"></many-to-one></class></hibernate-mapping>   

            第三步：在hibernate.cfg.xml中配置映射文件 <mapping resource="com/cad/domain/Customer.hbm.xml"/><mapping resource="com/cad/domain/Order.hbm.xml"/>

            第四步： 我们来操作一下测试一下。 //添加方法  @Testpublic void test() {//读取配置文件Configuration conf=new Configuration().configure();//根据配置创建factorySessionFactory sessionfactory=conf.buildSessionFactory();session = sessionfactory.openSession(); Transaction ts=session.beginTransaction(); //创建CustomerCustomer c=new Customer();c.setName("张三"); //创建订单Order o1=new Order();o1.setName("矿泉水");Order o2=new Order();o2.setName("方便面"); //双向关联c.getOrders().add(o1);c.getOrders().add(o2);o1.setCustomer(c);o2.setCustomer(c);//保存session.save(c);session.save(o1);session.save(o2);ts.commit();session.close();sessionfactory.close();}然后执行，控制台会打印如下语句Hibernate: insert intocustomer(name) values(?)Hibernate: insert intoorders(name, cid) values(?, ?)Hibernate: insert intoorders(name, cid) values(?, ?)Hibernate: updateorders setcid=? whereid=?Hibernate: updateorders setcid=? whereid=?

                我们来执行删除操作，直接删除Customer，但由于还有Order关联着Customer会执行成功么？@Testpublic void test() {//读取配置文件Configuration conf=new Configuration().configure();//根据配置创建factorySessionFactory sessionfactory=conf.buildSessionFactory();session = sessionfactory.openSession(); Transaction ts=session.beginTransaction();Customer c=session.get(Customer.class, 2); //删除Customersession.delete(c);ts.commit();session.close();sessionfactory.close();}执行，打印如下语句Hibernate: selectcustomer0_.id as id1_0_0_,customer0_.name as name2_0_0_ fromcustomer customer0_ wherecustomer0_.id=?Hibernate: updateorders setcid=null wherecid=?Hibernate: delete fromcustomer whereid=? 我们会发现Hibernate会自动将Order中的cid设置为null，然后执行删除操作我们发现Hibernate还是挺智能的，但这是由inverse属性操控的。

< set >元素的inverse属性

inverse所描述的是对象之间关联关系的维护方式。 inverse属性指定由哪方来维护关联关系。
inverse默认为false，即关联关系由自己控制，若为true，则反转，关联关系由对方控制.
Inverse属性的作用是：是否将对集合对象的修改反映到数据库中。 在映射一对多的双向关联关系中,应该在"一"方把inverse属性设为true,由对方来维护主键关联关系.所以上述例子中,inverse默认是false.即Customer维护关联关系,所以Customer会执行两条更新语句来更新Order的cid.
但是我们Order在插入的时候已经插入cid,所以这样会影响性能,我们只需要将Customer的<set>元素的inverse属性改为true即可。 我们的删除案例中也是，Customer执行删除时，会先去把Order的主键约束解除，然后删除。
我们只需要将Customer的inverse设置为true，然后由对方维护关联关系，我们再进行删除时，就会出现异常，因为有主键约束，我们Customer不再维护关联关系。

级联操纵

在实际应用中，对象和对象之间是相互关联的。例如我们的一对多关联关系。
在关系-对象映射文件中，用于映射持久化类之间关联关系的元素，如 < set>,< many-to-one>,< one-to-many>，都有一个cascade属性，用来指定如何操纵与当前对象关联的其他对象。

    我们先看下面的例子，我们创建一个Customer，再创建两个Order，然后关联我们只保存Customer，会抛出org.hibernate.TransientObjectException异常，这是为什么呢？这是因为我们的Customer的inverse为false，关联关系由Customer维护。我们保存Customer时，会维护Customer中orders中的所有Order的主键，但是Order是临时对象，并没有转变为持久状态，这时候就会抛出异常。@Testpublic void test() {//读取配置文件Configuration conf=new Configuration().configure();//根据配置创建factorySessionFactory sessionfactory=conf.buildSessionFactory();session = sessionfactory.openSession(); Transaction ts=session.beginTransaction();Customer c=new Customer();c.setName("jack");Order o1=new Order();o1.setName("苹果");Order o2=new Order();o2.setName("香蕉");c.getOrders().add(o1);c.getOrders().add(o2);o1.setCustomer(c);o2.setCustomer(c);session.save(c);ts.commit();session.close();sessionfactory.close();}

当Hibernate持久化一个临时对象时，并不会自动持久化所关联的其他临时对象，所以会抛出异常。
如果我们希望Hibernate持久化对象时自动持久化所关联的其他对象，那么就需要指定cascade属性

级联保存和更新

    当我们持久化对象时自动持久化所关联的其他对象。 把cascade属性设置为save-update ,这时候我们再执行上面的代码就会自动帮我们保存Customer关联的Order对象。当cascade属性为save-update时，表明保存或更新当前对象时，会级联保存或更新与它关联的对象。

级联删除

    如果我们的cascade属性为delete时，我们删除当前对象，会自动删除与之关联的对象。慎用这个delete属性。例如：我们的Order配置了这个属性，Customer也配置了这个属性，我们删除订单时，因为是级联删除所以会查找Customer,删除Customer，但Customer也配置了级联删除，所以会查找所有关联的订单，最后会删除该客户的所有订单和该客户。

孤儿删除

    如果我们的对象和关联的对象解除关系后，希望自动删除不再关联的对象。需要将cascade设置为delete-orphan.例如 ，我们设置cascade="delete-orphan"Transaction ts=session.beginTransaction();Customer c=session.get(Customer.class, 7);Order order=(Order) c.getOrders().iterator().next();c.getOrders().remove(order);order.setCustomer(null);ts.commit(); 我们解除Customer和Order的关系，Hibernate就会自动删除Order。  当cascade的值为all时，是save-update和delete的整合。当cascade的值为all-dalete-orphan时，是all和delete-orphan的整合。