什么是缓存？ 为什么使用缓存？ 什么场景下使用缓存？

缓存（Cache）就是数据交换的缓冲区，一个临时存储数据的地方，当我们读取数据时会首先从缓存中查找需要的数据，如果找到了则直接执行，找不到的话再从内存中找。

在实际开发中，我们会经常对数据库进行数据查询，而从数据库读取数据的效率是非常低下的，并且频繁地去访问数据库会增大数据库压力降低数据库查询性能等，所以我们可以将经常查询且不经常改变的数据保存到缓存中（缓存就是内存中的一个对象），这样用户在查询的时候就不用到数据库中查询（磁盘），从而减少与数据库的交付次数，从而提高查询效率，解决了高并发系统的性能问题。

缓存的本质就是用空间换时间，牺牲数据的实时性，以服务器内存中的数据暂时代替从数据库读取最新的数据，减少数据库IO，减轻服务器压力，减少网络延迟，从而提高访问速度。

Mybatis的缓存机制Mybatis一级缓存(sqlSession级别)

​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）互不影响。

​当在同一个sqlSession (会话) 中执行两次相同的SQL语句时，第一次执行完毕会将从数据库中查询的数据写到缓存(内存)，第二次查询时会从缓存中获取数据，不再去底层数据库查询，从而提高查询效率。需要注意的是，如果sqlSession执行了DML操作(insert、update、delete)，并提交到数据库，MyBatis则会清空sqlSession中的一级缓存，这样做的目的是为了保证缓存中存储的是最新的信息，避免出现脏读现象。

MyBatis默认开启一级缓存，不需要进行任何配置，当一个sqlSession结束后该sqlSession的一级缓存也就不在了，一级缓存是不能关闭的。

测试说明：

​我们可以创建一张学生表，写sql查询语句根据id查询学生信息，定义一个方法，在方法内调用三次该查询，提前开启日志打印方便我们在控制台查看打印的sql语句，我们可以看到，只有第一次打印了sql语句也就是真正查询了数据库，后面的查询使用了一级缓存，直接在缓存中读取的数据并没有访问数据库。

​我们接着对上面的数据进行测试，从上面我们可以知道学生表中的数据已经存入到缓存中，接下来我们可以对数据进行(增/删/改)测试(insert、update、delete)，再进行查询。可以发现进行了增、删、改操作后控制台打印了后面的查询sql语句，也就是再次访问了数据库进行查询，所以清空了一级缓存导致失效了。

​我们继续测试，这次我们开启两个SqlSession(会话)，在SqlSession1中我们进行查询操作从而开启一级缓存，在SqlSession2我们可以进行（增/删/改）操作，再用SqlSession1去查询，可以发现出现了脏数据，SqlSession1并没有查询到SqlSession2修改后的数据。所以验证了一级缓存只在数据库会话内部共享

小结：

  • 一级缓存(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。

  • 本地缓存不能被关闭, 但可以调用clearCache()来清空本地缓存, 或者改变缓存的作用域。

  • 在mybatis3.1之后，可以配置本地缓存的作用域，在 mybatis.xml 中配置。

  • 让一级缓存失效的几种情况：

    ① 不同的SqlSession对应不同的一级缓存
    ② 同一个SqlSession但是查询条件不同
    ③ 同一个SqlSession的两次查询期间执行了增删改操作
    ④ 同一个SqlSession的两次查询期间手动清空了缓存

Mybatis二级缓存

二级缓存也叫全局缓存，一级缓存作用域太低了，二级缓存默认是全局开启的，它是基于namespace级别的缓存，一个名称空间，对应一个二级缓存，所以也称之为“namespace缓存”，需要在配置SQL语句的XML中添加节点， 以表示当前XML中的所有查询都允许开通二级缓存，并且，在节点上配置useCache=“true”，则对应的节点的查询结果将被二级缓存处理，并且，此查询返回的结果的类型必须是实现了Serializable接口的，如果使用了配置如何封装查询结果，则必须使用节点来封装主键的映射，满足以上条件后，二级缓存将可用，只要是当前namespace中查询出来的结果，都会根据所执行的SQL语句及参数进行 结果的缓存

  • 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。

开启二级缓存具体步骤：

  • 在mybatis-config.xml文件中开启缓存

  • 在mapper.xml配置文件中使用二级缓存

    • 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。

也可以直接在mapper.xml文件中加入,但是要记得实体类要序列化，不然容易会报Caused by: java.io.NotSerializableException: com.xsq.pojo.User异常

  • 在实体类中实现序列化：

    public class User implements Serializable {    //Serializable实现序列化，为了将来反序列化}

工作机制

  • 一个会话查询一条数据，这个数据就会被放在当前会话的一级缓存中；
  • 如果当前会话关闭了，这个会话对应的一级缓存就没了，但是我们想要的是，会话关闭了，一级缓存中的数据被保存到二级缓存中；
  • 新的会话被查询信息，就可以从二级缓存中获取内容；
  • 不同的mapper查出的数据会放在自己对应的缓存(map)中；

小结：

  • 只要开启了二级缓存，在同一个Mapper文件下就有效；
  • 所有的数据都会先放在一级缓存中；
  • 只有当会话提交，或者关闭的时候，才会提交到二级缓存中。

总结：

  1. MyBatis一级缓存的生命周期和SqlSession一致。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。

无论是一级缓存还是二级缓存，只要数据发生了写操作（增、删、改）， 缓存数据都将被自动清理

由于Mybatis的缓存清理机制过于死板，所以，一般在开发实践中并不怎么使用！更多的是使用其它的缓存工具并自行制定缓存策略