Hibernate 缓存机制
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。
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一级缓存 |
二级缓存 |
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存放数据的形式 |
相互关联的持久化对象 |
对象的散装数据 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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: select customer0_.id as id0_0_, customer0_.username as username0_0_, customer0_.balance as balance0_0_ from customer customer0_ where customer0_.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>
<!-- *.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>
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>
