第16章 Hibernate事务处理和缓存管理

Hibernate的事务处理

数据库事务的概念

事务是数据库操作中一个最小的执行单元，它由一组相互依赖的操作行为组成。

数据库事务必须具有ACID特征，ACID是Atomic(原子性)、Consistency(一致性)、Isolation(隔离性)和Durability(持久性)的英文缩写。

下面解释这4个概念。

原子性：是指整个数据库事务是一个不可分割的工作单元。

一致性：是指事务不能破坏关系数据的完整性和业务逻辑上的一致性。

隔离性：事务的隔离性要求事务访问的任何数据不会受到其他事务所做的任何改变的影响，直到该事物完成。

持久性：是指只要事务成功结束，它对数据库所做的操作必须永久保存下来。

数据库的隔离级别

数据库的锁机制可以保证事务的隔离性，避免多个事务同时对同一资源进行操作。但是当锁的数目太多时，会影响数据库的并发性能。并发

性能是指数据库系统同时给各种访问者提供服务的能力。

1.Serializable(串行化)

当数据库采用该级别进行隔离时，一个事务在执行的过程中完全看不到其他事务对数据库所做的更新。当两个事务同时访问同一个资源时，

如果一个事务已经开始访问该资源，则另一个事务必须停下来等待，直到前一个事务结束。

2.Repeatable  Read(可重复读)

当数据库采用这个级别进行隔离时，一个事务在执行的过程中可以看到其他事务已经提交的新插入的记录，但是看不到其他事务对已有

记录的更新。

3.Read Committed(读已提交数据)

当数据库采用该隔离级别时，一个事务在执行的过程中可以看到其他事务已经提交的新插入的记录，并且可以看到其他事务已经提交的

对已有记录的更改。

4.Read Uncommitted(读未提交数据)

当数据库采用该级别进行隔离时，一个事务在执行的过程中可以看到其他事务没有提交的新插入的记录，而且可以看到其他事务没有提交

的对已有记录的更新。

事务处理的流程如下所述：

(1)获取session对象

(2)开始一个事务

(3)创建用于查询的Query

(4)提交事务

(5)回滚事务

(6)关闭session

并发控制

悲观锁: 悲观锁假定当多个事务同时访问一个资源时，会出现以上问题。因而为了避免这些问题，每个事务在操作一个资源时，都先把该资源

锁起来，这样就完全排除了当前事务受其他事务的影响。但是使用悲观锁影响并发性能，所以应该谨慎。

乐观锁:乐观锁假定多个并发事务访问一个资源时，靠数据库管理系统自身的锁机制就可以有效地避免这些问题。因而它主要依靠数据库的隔离

级别来自动管理锁的工作。一旦出现以上问题，乐观锁会使用版本控制的手段来发现这些问题，并抛出异常，从而有效地避免不良后果的发生。

管理Hibernate缓存

Hibernate有二级缓存结构。session缓存是内置的，被称为Hibernate的一级缓存；SessionFactory的外置缓存是可以插拔的缓存插件，它被称

为Hibernate的二级缓存。Hibernate使用缓存策略去实现持久化对象和数据库的同步更新，并且缓存可以很大程度上提升查询的速度。

缓存的概念在计算机领域非常常见，它介于应用程序和永久性数据(如硬盘文件，数据库)之间。他可以降低应用程序直接读写永久性数据存储源

的频率，从而提高应用的运行性能。缓存中的数据通常是持久化类的实例，例如JavaBean实例，它按照较低的频率和数据存储源进行同步，用来

持久化被应用程序修改的数据，获取应用程序需要但缓存中没有的数据。应用程序和缓存之间可以进行高频率的数据交换，应用程序可以从缓存

中查询数据，并且修改它们。

缓存的物理介质是内存，而永久性数据存储源的物理介质通常是硬盘或者磁盘。应用程序直接读取内存的速度显然比读取硬盘的速度要快。

1.缓存的范围

缓存的范围决定了缓存的声明周期以及他可以被谁访问。一般可以把其分为如下所示的3类。

事务范围:缓存只能被当前事务访问，当事务结束，缓存也就结束了生命周期。这里的事务可以是数据库进程，也可以是应用程序进程。每个事务

都有独自的缓存。缓存中的数据不仅包含类的对象，而且还有对象与对象之间的关系。

进程范围:缓存被进程内的所有事务所共享，每个事务可能有自己事务范围的缓存。所以进程范围的缓存就是其第二缓存。这些事务可能会并发地

访问缓存，所以必须采取必要的事务隔离机制。当进程结束，缓存也就结束了它的生命周期。进程范围的缓存可以存放大量的机制。这些数据可以

既包含类的对象，又包含对象之间的关系，也可以仅包含类的对象而没有对象之间的关系。它的物理介质可以是内存或硬盘。

群集范围:在群集环境下，缓存被多个机器的多个进程所共享。缓存的数据被复制到群集环境中每个进程的节点上，进程之间靠远程通信来保证缓存

数据的一致性。缓存中的数据也是仅包含类的对象。

事务范围的缓存被一个事务所独有，所以不会出现并发问题。但是进程范围、群集范围的缓存被多个事务所共享，它们在同一时刻，可能会被

多个事务共同访问，所以必须采用并发访问策略。根据隔离级别的不同，可以分为如下所示的4种:

事务型：它对应Repeatable Read隔离级别。如果缓存中的数据经常被读，但是很少被修改，可以采用这种隔离类型。因为它可以有效防止和

不可重复读这类并发问题。

读写型：它对应Read Committed隔离级别。它也适应于数据经常被读，但是很少被修改的缓存，他可以防止脏读。

非严格读写型:他不保证缓存中数据和数据库数据的一致性。因而必须给缓存中的数据设置一个较短的生命周期，强迫它按照较高的频率与数据库

同步，从而避免脏读。对于极少被修改，或者偶尔运行脏读的数据，可以采用这种策略。

只读型:对于从来不会被修改的数据，例如参考数据，可以采用这种策略。

Hibernate的二级缓存结构

  Hibernate提供了两级缓存：

第一级缓存是session对象的缓存。由于session对象的生命周期通常对应于一个数据库事务，因而它是事务范围的缓存。这一级

缓存是必须的，程序员无法将它卸除。在这一级缓存中不仅保存类的实例，还保存实例之间关系。每个实例的id属性都不为空。

第二级缓存是一个可以插拔的缓存插件，它有SessionFactory控制。由于SessionFactory的生命周期和整个进程相对应，因而该

缓存是进程范围或群集范围的。该缓存被多个事务所共享，所以可能会出现并发问题，必须为其设置并发访问策略。Hibernate使

用缓存适配器(Cache Provider)把缓存实现软件和Hibernate集成，有多种缓存实现软件，程序员可以根据需要去选择。

管理Hibernate的第一级缓存

第一级缓存存储了和session对象相关的持久化层(JavaBean)实例。当应用程序调用session的save()，update()，saveOrUpdate()，

load()，get()等方法时，如果session缓存中还不存在相应的对象，Hibernate就会把该对象加入到第一缓存中。当调用flush()或其他

方法来清理缓存时，Hibernate把缓存中JavaBean对象状态的变化同步更新到数据库中。Hibernate提供了如下两个管理该缓存的方法。

evict(Object obj):从缓存中清除参数obj指定的持久化对象。

clear():清空缓存中所有的持久化对象。

管理Hibernate的第二级缓存

Hibernate的第二级缓存由插件去实现，它们都是由第三方提供，常见的缓存插件有下面几种。

EHCache：可作为进程范围内的缓存。存放数据的物理介质可以是内存或硬盘，对Hibernate的查询缓存提供了支持。

OpenSymphony：可作为进程范围的缓存。存放数据的物理介质可以是内存或硬盘，提供了丰富的缓存数据过期策略。对Hibernate

的查询缓存提供了支持。

SwarmCache:可以作为集群范围的缓存使用。但它不支持Hibernate的查询缓存。

JBossCache：可以作为集群范围的缓存使用。它支持事务型并发访问策略，对Hibernate的查询缓存提供了支持。

Hibernate提供了CacheProvider接口，它是缓存插件和Hibernate之间的适配器。跟上面的插件对应的适配器分别是一下几种。

org.hibernate.cache.EhCacheProvider：EHCache插件适配器。

org.hibernate.cache.OSCacheProvider：OpenSymphony插件适配器。

org.hibernate.cache.TreeCacheProvider:JBossCache插件适配器。