Hibernate学习笔记（六）——缓存

一、Hibernate缓存

1、什么是缓存？

Hibernate中用到了缓存的概念，那么什么是缓存呢？这里介绍的缓存并不是指计算机的内存或者CPU的一二级缓存，这里的缓存是指为了降低程序对物理数据源访问的频次，从而提高程序运行性能的一种策略。

2、为什么要使用缓存？

为什么Hibernate要使用缓存呢？可以从三点进行分析：（1）Hibernate是一个ORM框架，ORM框架访问数据库的效率直接影响应用程序的运行速度，提升和优化ORM框架的执行效率至关重要；（2）Hibernate的缓存是提升和优化Hibernate执行效率的重要手段，所以学会Hibernate缓存的使用和配置是优化的关键；（3）评判一个ORM框架是否优秀，访问数据库的频次就一个重要的标准

3、缓存使如何工作的？

Hibernate缓存就是将数据库中的数据存储在内存中，缓存的一般工作原理可以通过下图来进行分析（图片摘自慕课网）。

应用程序要查询某一条数据时首先会去缓存中查找，如果在缓存中找到相应的数据，则为缓存命中，将命中的数据直接从缓存中取出返回给应用程序，如果未命中则去数据库查询相应的数据，将数据库中的数据返回给应用程序，同时也会在缓存中保存数据以备下次查询。

在Hibernate中用到了两种缓存，分别是一级缓存和二级缓存，下面将分别介绍这两种缓存的基本内容，本次介绍的案例涉及到一张员工表employee，表中有两个字段empid和empname，我们预先在表中保存两条数据。

二、一级缓存

首先我们来看下面这个例子。

@Testpublic void testCache() {Session session = getSession();Employee emp = session.get(Employee.class, 1);System.out.println(emp.getEmpname());emp = session.get(Employee.class, 1);System.out.println(emp.getEmpname());}

我们使用JUnit来进行测试，其中getSession()方法是一个获取Session对象的工具方法，在这个例子中我们首先获取Session，然后查询empid为1的对象，接着再做一次查询，仍然查询empid为1的对象，我们运行测试方法，查看控制台的输出。

Hibernate: select employee0_.empid as empid1_0_0_, employee0_.empname as empname2_0_0_ from employee employee0_ where employee0_.empid=?张三张三

可以看到控制台只打印了一次查询的SQL，这说明用Session第一次查询到empid为1的对象之后这个对象被缓存起来了，第二次查询的时候直接从缓存中获取相应的对象，而不是再查一次数据库。这个例子表明Hibernate的缓存是与Session有关的。

我们修改上面的例子再来看一下。

@Testpublic void testCache() {Session session = getSession();Employee emp = session.get(Employee.class, 1);System.out.println(emp.getEmpname());session = getSession();emp = session.get(Employee.class, 1);System.out.println(emp.getEmpname());}

在这个例子中我们使用了两个Session来查询同一个对象，运行程序，查看控制台输出。

Hibernate: select employee0_.empid as empid1_0_0_, employee0_.empname as empname2_0_0_ from employee employee0_ where employee0_.empid=?张三Hibernate: select employee0_.empid as empid1_0_0_, employee0_.empname as empname2_0_0_ from employee employee0_ where employee0_.empid=?张三

我们发现当我们使用不同的Session查询同一个对象时，控制台打印了两次查询SQL，与上面一个例子结合起来我们发现，同一个Session第二次访问同一个对象将使用缓存，而在不同的Session中多次查询同一个对象时，会执行多次数据库查询。

上面两个例子就简单介绍了一下Hibernate的一级缓存，Hibernate的一级缓存又称为“Session缓存”、“会话级缓存”；在通过Session从数据库查询实体时会把实体在内存中存储起来，下一次查询同一实体时将不再从数据库中获取，而是从内存中获取，这就是缓存；一级缓存的生命周期和Session相同，Session销毁时，缓存也跟着销毁了；一级缓存的数据可适用范围只在当前的会话内，所以不同的Session多次查询同一个对象会执行多次的数据库查询；在一级缓存当中，持久化类的每个实例都具有唯一的OID，也就是说同一个Session两次查询同一个对象时，第二次是不会再将对象保存在缓存当中的。
一级缓存时无法取消的，是Hibernate的默认缓存，但可以通过两个方法进行管理，分别为：evict()，用于将某个对象从Session的一级缓存中清除；clear():用于将一级缓存中的所有对象全部清除。看一下下面的例子，我们使用evict()将第一次查询到的Employee对象移除缓存，这样在第二次查询时将再一次从数据库中获取，也就是说控制台将打印两次SQL。

@Testpublic void testCache() {Session session = getSession();Employee emp = session.get(Employee.class, 1);System.out.println(emp.getEmpname());session.evict(emp);emp = session.get(Employee.class, 1);System.out.println(emp.getEmpname());}

使用clear()方法就是将所有的对象都从缓存中移除，这样下次再查询时所有对象都要重新从数据库中查找。

接下来我们来看另一个例子，我们使用Query.list()方法来获取所有的员工信息，查询一次之后我们再次使用Query.list()来进行查询。

@Testpublic void testCache() {Session session = getSession();Query query = session.createQuery("from Employee");List<Employee> list = query.list();for(Employee emp : list) {System.out.println(emp.getEmpname());}list = query.list();for(Employee emp : list) {System.out.println(emp.getEmpname());}}

运行程序，观察控制台输出，控制台打印如下信息。

Hibernate: select employee0_.empid as empid1_0_, employee0_.empname as empname2_0_ from employee employee0_张三李四Hibernate: select employee0_.empid as empid1_0_, employee0_.empname as empname2_0_ from employee employee0_张三李四

我们发现打印了两次SQL，这说明Query.list()方法不会使用缓存，也就是说每次查询时都要从数据库中重新查询数据。如果我们使用Query.iterate()方法会怎样呢？

@Testpublic void testCache() {Session session = getSession();Query query = session.createQuery("from Employee");List<Employee> list = query.list();for(Employee emp : list) {System.out.println(emp.getEmpname());}Iterator<Employee> it = query.iterate();while(it.hasNext()) {System.out.println(it.next().getEmpname());}}

运行程序观察控制台输出。

Hibernate: select employee0_.empid as empid1_0_, employee0_.empname as empname2_0_ from employee employee0_张三李四Hibernate: select employee0_.empid as col_0_0_ from employee employee0_张三李四

我们发现在使用Query,list()方法查询到所有数据之后，在使用Query.iterate()方法时只是去查询了empid的信息，我们再次修改上面的例子，只使用Query.iterate()进行查询。

@Testpublic void testCache() {Session session = getSession();Query query = session.createQuery("from Employee");Iterator<Employee> it = query.iterate();while(it.hasNext()) {System.out.println(it.next().getEmpname());}}

控制台打印如下输出：

Hibernate: select employee0_.empid as col_0_0_ from employee employee0_Hibernate: select employee0_.empid as empid1_0_0_, employee0_.empname as empname2_0_0_ from employee employee0_ where employee0_.empid=?张三Hibernate: select employee0_.empid as empid1_0_0_, employee0_.empname as empname2_0_0_ from employee employee0_ where employee0_.empid=?李四

Hibernate首先去数据库查询empid信息，然后又根据empid信息去数据库中查询了相应的数据。结合上面的例子我们其实可以发现Query.iterate()其实是用到缓存了的，它首先将所有对象的id查询出来，然后根据id到缓存中将所有对象都查询出来，如果缓存中没有数据，则把对象从数据库中一条一条的查出来。

三、二级缓存

介绍完一级缓存之后我们接着来看一下二级缓存，与一级缓存是默认的缓存不同，Hibernate的二级缓存不是默认的，它不由框架包含而是由第三方组件提供，是一个可插拔式缓存，Hibernate默认提供了一种缓存组件EHCache，同时还支持其他的二级缓存组件，例如Hashtable、OSCache等；二级缓存又称为“全局缓存”、“应用级缓存”，它的数据可适用范围是当前应用的所有会话，这与一级缓存只适用于当前会话内不同。下面我们来看看EHCache的使用。

使用EHCache分为下面几个步骤：1、引入对应的jar包；2、在hibernate.cfg.xml文件中添加相应的配置；3、添加ehcache.xml配置文件；4、在需要缓存的表对应的映射文件中添加<cache/>标签。

首先我们需要导入相应的jar包，要使用EHCache，需要在pom.xml文件中添加下面两个依赖。

<span style="white-space:pre"></span><dependency>    <groupId>net.sf.ehcache</groupId>    <artifactId>ehcache</artifactId>    <version>2.10.2</version></dependency><dependency>    <groupId>org.hibernate</groupId>    <artifactId>hibernate-ehcache</artifactId>    <version>5.2.3.Final</version></dependency>

接下来我们需要在hibernate.cfg.xml中添加相应的配置，我们需要添加如下配置。

<property name="hibernate.cache.use_second_level_cache">true</property><property name="hibernate.cache.region.factory_class">org.hibernate.cache.ehcache.EhCacheRegionFactory</property><property name="hibernate.cache.provider_class">net.sf.ehcache.hibernate.EhCacheProvider</property>

在这里需要注意一下Hibernate 4.0及以后的需要按照上面的配置，而Hibernate 3.3 的配置是这样的：

<property name="hibernate.cache.use_second_level_cache">true</property><property name="cache.provider_class">org.hibernate.cache.EhCacheProvider</property>

如果在Hibernate4.0中仍按照Hibernate3.3进行配置的话运行程序会报错

 org.hibernate.cache.NoCacheRegionFactoryAvailableException: Second-level cache is used in the application, but property hibernate.cache.region.factory_class is not given, please either disable second level cache or set correct region factory class name to property

然后我们需要添加ehcache.xml配置文件，这个配置文件需要放在src目录下。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><ehcache xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="ehcache.xsd">    <diskStore path="java.io.tmpdir"/>     <defaultCache maxElementsInMemory="10000" eternal="false" timeToIdleSeconds="30" timeToLiveSeconds="30" overflowToDisk="false"/>    <!--         配置自定义缓存        maxElementsInMemory：缓存中允许创建的最大对象数        eternal：缓存中对象是否为永久的，如果是，超时设置将被忽略，对象从不过期。        timeToIdleSeconds：缓存数据的钝化时间，也就是在一个元素消亡之前，                    两次访问时间的最大时间间隔值，这只能在元素不是永久驻留时有效，                    如果该值是 0 就意味着元素可以停顿无穷长的时间。        timeToLiveSeconds：缓存数据的生存时间，也就是一个元素从构建到消亡的最大时间间隔值，                    这只能在元素不是永久驻留时有效，如果该值是0就意味着元素可以停顿无穷长的时间。        overflowToDisk：内存不足时，是否启用磁盘缓存。        memoryStoreEvictionPolicy：缓存满了之后的淘汰算法。    -->    <cache name="Employee"         maxElementsInMemory="10000"         eternal="false"        overflowToDisk="false"         timeToIdleSeconds="900"         timeToLiveSeconds="1800"        memoryStoreEvictionPolicy="LFU" /> </ehcache>

最后我们需要在需要缓存的表对应的映射文件中添加<cache/>标签，在这个例子中我们要对Employee进行缓存，所以我们在Employee.hbm.xml文件中添加如下内容。

<cache usage="read-only" include="all" region="Employee"/>

其中usage属性指定缓存策略，可选的策略包括transactional，read-only，read-write和nonstrict-read-write；region属性指定二级缓存区域名，指定了二级缓存区域名之后就可以在ehcache.xml中配置相应的自定义缓存了；include表示指定是否缓存延迟加载的对象，all表示缓存所有对象，non-lazy表示不缓存延迟加载的对象。

所有都配置完成后我们可以通过下面这个测试方法来进行测试。

@Testpublic void testCache2() {Session session = getSession();Employee emp = session.get(Employee.class, 1);System.out.println(emp.getEmpname());session = getSession();emp = session.get(Employee.class, 1);System.out.println(emp.getEmpname());}

运行程序，与一级缓存不同的是当使用不同的Session查询同一对象时不再多次查询数据库，而是直接使用缓存。
那么通常什么类型的数据可以使用到二级缓存呢？通常很少被修改的数据、不是很重要的数据、允许偶尔出现并发的数据和参考数据可以使用二级缓存。

四、缓存小结和对比

通过对缓存的学习我们对Hibernate缓存有了简单的了解，Hibernate缓存能够提高检索效率，而Hibernate缓存又分为一级缓存和二级缓存，其中一级缓存是会话级缓存，而二级缓存是应用级缓存，使用缓存提高检索效率的同时也会对增加服务器的消耗，所以我们需要谨慎使用缓存策略。

通过上面对一级缓存和二级缓存的介绍，我们总结了下面这个表格对两种缓存进行对比（图片摘自慕课网）。