Hibernate 緩存機制淺析

1. 爲何要用 Hibernate 緩存？

   Hibernate是一個持久層框架，常常訪問物理數據庫。

   爲了下降應用程序對物理數據源訪問的頻次，從而提升應用程序的運行性能。

   緩存內的數據是對物理數據源中的數據的複製，應用程序在運行時從緩存讀寫數據，在特定的時刻或事件會同步緩存和物理數據源的數據。

2. 項目實戰

   當 Session 對象調用 save() 方法保存一個對象後，該對象會被放入到 Session 緩存中。

   當 Session 對象調用 get() 或 load() 方法從數據庫取出一個對象後，該對象也會被放入到 Session 緩存中。

   當使用同一個 Session 編寫 HQL 和 QBC 等從數據庫中查詢數據時，將直接從緩存中讀取數據，不會訪問數據庫。

   Hibernate 提供了幾個方法(evit/clear/contains/flush....)來管理和判斷一級緩存。

   現 JavaEE Dao 層中，提供給外部的數據庫訪問，每次都會從 Session 工廠中獲取新的 Session 線程 ，致使一級緩存不多被利用。

   實例項目源碼：https://git.oschina.net/LanboEx/hiberdemo

        //1.Hibernate 自身的一級緩存，能夠查看到只輸出了一條 sql
        Session session = getSession(); UserPO userPO = session.get(UserPO.class, "031e7a36972e11e6acede16e8241c0fe"); System.out.println("1. 第一次訪問 DB:" + userPO.getName() + "," + userPO.getPasswd()); UserPO userPO1 = session.get(UserPO.class, "031e7a36972e11e6acede16e8241c0fe"); System.out.println("2. 第二次訪問 DB:" + userPO1.getName() + ",一級緩存中是否存在特定對象" + session.contains(userPO));

       //2.使用 evite/clear 方法手動清除緩存中特定對象，能夠看到 hiber 輸出了兩條 SQL
        Session session1 = getSession(); UserPO userPO3 = session1.get(UserPO.class, "031e7a36972e11e6acede16e8241c0fe"); System.out.println("3. 第一次獲取對象:" + userPO3.getName() + "," + userPO3.getPasswd()); session1.evict(userPO3); UserPO userPO4 = session1.get(UserPO.class, "031e7a36972e11e6acede16e8241c0fe"); System.out.println("4. 第二次獲取對象:" + userPO4.getName() + "," + userPO4.getPasswd());

3. Hibernate 緩存原理

   Hibernate 緩存包括兩大類：

a.Hibernate 一級緩存,又稱爲[Session的緩存]。

   Session 內置不能被卸載，Session 的緩存是事務範圍的緩存（Session 對象的生命週期一般對應一個數據庫事務或者一個應用事務）。

   一級緩存中，持久化類的每一個實例都具備惟一的 OID。

b.Hibernate 二級緩存,又稱爲[SessionFactory的緩存]。

   因爲 SessionFactory 對象的生命週期和應用程序的整個過程對應。

   Hibernate二級緩存是進程範圍或者集羣範圍的緩存，有可能出現併發問題，須要採用適當的併發訪問策略，該策略爲被緩存的數據提供了事務隔離級別。

   第二級緩存是可選的，是一個可配置的插件，默認下 SessionFactory 不會啓用這個插件。

   Hibernate 提供了 org.hibernate.cache.CacheProvider 接口,它充當緩存插件與 Hibernate 之間的適配器。

   什麼樣的數據適合存放到第二級緩存中？

   1) 不多被修改的數據

   2) 不是很重要的數據，容許出現偶爾併發的數據

   3) 不會被併發訪問的數據

   4) 常量數據

不適合存放到第二級緩存的數據？

  1) 常常被修改的數據

  2) 絕對不容許出現併發訪問的數據，如財務數據，絕對不容許出現併發 

  3) 與其餘應用共享的數據。

c.Session 的延遲加載實現要解決兩個問題：正常關閉鏈接和確保請求中訪問的是同一個 Session。

   Hibernate Session 就是 java.sql.Connection 的一層高級封裝，一個 Session 對應了一個 Connection。

   Http 請求結束後正確的關閉 Session（過濾器實現了Session的正常關閉）;

   延遲加載必須保證是同一個 Session（ Session 綁定在 ThreadLocal）。

d.Hibernate 查找對象如何應用緩存？

   當 Hibernate 根據 ID 訪問數據對象的時候，首先從 Session 一級緩存中查；

   查不到，若是配置了二級緩存，那麼從二級緩存中查；

   若是都查不到，再查詢數據庫，把結果按照 ID 放入到緩存刪除、更新、增長數據的時候，同時更新緩存。

e.一級緩存與二級緩存的對比圖

	一級緩存	二級緩存
存放數據的形式	相互關聯的持久化對象	對象的散裝數據
緩存的範圍	事務範圍，每一個事務都擁有單獨的一級緩存	進程範圍或集羣範圍，緩存被同一個進程或集羣範圍內全部事務共享
併發訪問策略	因爲每一個事務都擁有單獨的一級緩存不會出現併發問題，所以無須提供併發訪問策略	因爲多個事務會同時訪問二級緩存中的相同數據，所以必須提供適當的併發訪問策略，來保證特定的事務隔離級別
數據過時策略	處於一級緩存中的對象永遠不會過時，除非應用程序顯示清空或者清空特定對象	必須提供數據過時策略，如基於內存的緩存中對象的最大數目，容許對象處於緩存中的最長時間，以及容許對象處於緩存中的最長空閒時間
物理介質	內存	內存和硬盤，對象的散裝數據首先存放到基於內存的緩存中，當內存中對象的數目達到數據過時策略的maxElementsInMemory值，就會把其他的對象寫入基於硬盤的緩存中
緩存軟件實現	在Hibernate的Session的實現中包含	由第三方提供，Hibernate僅提供了緩存適配器，用於把特定的緩存插件集成到Hibernate中
啓用緩存的方式	只要經過Session接口來執行保存，更新，刪除，加載，查詢，Hibernate就會啓用一級緩存，對於批量操做，如不但願啓用一級緩存，直接經過JDBCAPI來執行	用戶能夠再單個類或類的單個集合的粒度上配置第二級緩存，若是類的實例被常常讀，但不多被修改，就能夠考慮使用二級緩存，只有爲某個類或集合配置了二級緩存，Hibernate在運行時纔會把它的實例加入到二級緩存中
用戶管理緩存的方式	一級緩存的物理介質爲內存，因爲內存的容量有限，必須經過恰當的檢索策略和檢索方式來限制加載對象的數目，Session的evit（）方法能夠顯示的清空緩存中特定對象，但不推薦	二級緩存的物理介質可使內存和硬盤，所以第二級緩存能夠存放大容量的數據，數據過時策略的maxElementsInMemory屬性能夠控制內存中的對象數目，管理二級緩存主要包括兩個方面：選擇須要使用第二級緩存的持久化類，設置合適的併發訪問策略；選擇緩存適配器，設置合適的數據過時策略。SessionFactory的evit（）方法也能夠顯示的清空緩存中特定對象，但不推薦