Hibernate探索之路（四）——缓冲

引言：

              缓存就是数据交换的缓冲区（称作Cache），当某一硬件要读取数据时，会首先从缓存中查找需要的数据，如果找到了则直接执行，找不到的话则从内存中找。由于缓存的运行速度比内存快得多，故缓存的作用就是帮助硬件更快地运行。——这个缓冲的概念是我们传统的计算机缓冲概念，也称之为高速缓存区（Cache）。我们今天学习的内容是hibernate框架有关于缓冲的原理与应用。

概述：

              hibernate缓存介于应用程序和数据库之间，其作用是降低应用程序直接访问数据库，进行读写数据操作的频率，从而提高应用程序的性能。这里提到的应用程序可以看作是一个线程，也就是提高了线程的执行效率。

内容：

              一 原理

               hibernate缓冲的核心原理将数据库中的数据复制到该缓冲中，线程执行过程中，直接读写缓冲中的数据，只在某些特定的时刻按照缓冲中的数据来同步更新数据库。通俗理解，线程再访问数据库之前，先去缓冲中查看是否有想要的数据，如果有就取出缓冲中的数据，否则再去数据库中检索相应的数据，同时复制到缓冲中。

               缓冲的物理介质通常都是内存，而数据库的存储介质通常都是硬盘或者磁盘，所以访问缓冲的性能优于访问数据库。

              

              二 分类

             1 hibernate的缓存狭义上分为第一级缓存和第二级缓存。广义上可以分为session缓存和SessionFactory缓存。为什么这么说，因为SessionFactory缓存分为内置缓存和外置缓存，而我们常说的hibernate第二级缓存就是SessionFactory的外置缓存。

                 （1）第一级缓存（Session缓存）：Session缓存是内置的，不能被拆卸，代表一块内存空间，在这个空间存放了相互关联的持久化java对象，Session负责根据持久化对象的状态变化来同步更新数据库。

                 （2）第二级缓存（SessionFactory外置缓冲）：代表进程或集群范围内的缓存，该缓存中存放的是对象的散装数据。同时该缓存是可配置的插件，实现起来相对复杂，需要考虑并发访问策略和数据过期策略等规范。谈到并发访问策略，简单总结一下分为如下四种策略，每种策略对应一种事务隔离级别：

                          

                   接着介绍一些常用的第二级缓存插件：

                   

             2 缓存的存在具有特定的生命周期，缓存的生命周期与持久化层的缓存的范围息息相关，于是依据这个关系，可以将缓存分为事务级、进程级、集群级。

                 （1） 事务级：缓存只能被当前事务访问，缓存的生命周期依赖于事务的生命周期，事务结束，缓存也结束生命周期。这里的事务可以是数据库事务或者应用事务。每个事务都有独自的缓存，缓存内的数据通常采用相互关联的对象形式。

                 （2） 进程级：该缓存被进程的所有事务共享，缓存的生命周期同样依赖于进程的生命周期。由于进程范围的缓存可能会存放大量数据，物理介质可以是内存或硬盘，缓存内的数据可以采用相互关联的对象形式，也可以采用对象的散装数据形式（类似于序列化形式），性能更优于序列化形式。但是进程级别的缓存支持多个线程共享数据，可能会导致并发访问缓存的问题，有必要对缓存采取事务隔离机制。

                 （3） 集群级：在集群环境中，缓存被同一个机器或多个机器上的多个进程共享，缓存的数据被复制到集群环境中的每个进程节点，进程之间通过远程通信来保证缓存中数据的一致性，缓存中的数据采用对象的散装数据形式。

              三 配置和使用

             1 第一级缓冲：  当程序调用Session的save()、update()、saveOrUpdate()、load()或get()方法，以及调用Query查询接口的list()、iterate()或filter()方法时，缓存中不存在相应对象，hibernate会把该对象加入到第一级缓存中，当清理缓存时，同步数据库。

                     测试实例代码：

package com.bjpowernode.hibernate;import java.io.Serializable;import java.util.Iterator;import java.util.List;import org.hibernate.Session;import junit.framework.TestCase;public class CacheTest extends TestCase {/** * 在同一个session中发出两次load查询 */public void testCache1() {Session session = null;try {session = HibernateUtils.getSession();session.beginTransaction();Student student = (Student)session.load(Student.class, 1);System.out.println("student.name=" + student.getName());//不会发出查询语句，load使用缓存student = (Student)session.load(Student.class, 1);System.out.println("student.name=" + student.getName());session.getTransaction().commit();}catch(Exception e) {e.printStackTrace();session.getTransaction().rollback();}finally {HibernateUtils.closeSession(session);}}}

             2  第二级缓冲：  

                  1）将ehcache.xml文件拷贝到src下

     2）hibernate.cfg.xml文件的配置      

<hibernate-configuration><session-factory><property name="hibernate.connection.driver_class">com.mysql.jdbc.Driver</property><property name="hibernate.connection.url">jdbc:mysql://localhost:3306/hibernate_cache</property><property name="hibernate.connection.username">root</property><property name="hibernate.connection.password">bjpowernode</property><property name="hibernate.dialect">org.hibernate.dialect.MySQLDialect</property><property name="hibernate.show_sql">true</property><!-- 配置缓存提供商 --><property name="hibernate.cache.provider_class">org.hibernate.cache.EhCacheProvider</property><!-- 启用二级缓存，这也是它的默认配置 --><property name="hibernate.cache.use_second_level_cache">true</property><mapping resource="com/bjpowernode/hibernate/Student.hbm.xml"/><mapping resource="com/bjpowernode/hibernate/Classes.hbm.xml"/><!-- 指定Student使用二级缓存 --><class-cache class="com.bjpowernode.hibernate.Student" usage="read-only"/></session-factory></hibernate-configuration>

     3）测试类中的代码: 

package com.bjpowernode.hibernate;import java.io.Serializable;import java.util.Iterator;import java.util.List;import org.hibernate.CacheMode;import org.hibernate.Session;import junit.framework.TestCase;public class CacheTest extends TestCase {/** * 开启二级缓存 *  * 在两个session中发load查询 */public void testCache1() {//初始化sessionSession session = null;try {//得到一个session对象session = HibernateUtils.getSession();//开启一个事务session.beginTransaction();//加载持久化对象Student student = (Student)session.load(Student.class, 1);System.out.println("student.name=" + student.getName());//提交事务session.getTransaction().commit();}catch(Exception e) {e.printStackTrace();//回滚事务session.getTransaction().rollback();}finally {//关闭session对象HibernateUtils.closeSession(session);}try {session = HibernateUtils.getSession();session.beginTransaction();Student student = (Student)session.load(Student.class, 1);//不会发出查询语句，因为配置二级缓存，session可以共享二级缓存中的数据//二级缓存是进程级的缓存System.out.println("student.name=" + student.getName());session.getTransaction().commit();}catch(Exception e) {e.printStackTrace();session.getTransaction().rollback();}finally {HibernateUtils.closeSession(session);}}}

             3  查询缓存：

                1）在前面二级缓存配置文件hibernate.cfg.xml填入如下代码

<!-- 启用查询缓存，默认是false是不起用的 --><property name="hibernate.cache.use_query_cache">true</property>

               2）测试代码： 

/** * 开启查询，关闭二级缓存，采用query.list()查询普通属性 *  * 在一个session中发query.list()查询 */public void testCache1() {Session session = null;try {session = HibernateUtils.getSession();session.beginTransaction();List names = session.createQuery("select s.name from Student s").setCacheable(true).list();for (int i=0; i<names.size(); i++) {String name = (String)names.get(i);System.out.println(name);}System.out.println("-------------------------------------------------------");//不会发出查询语句，因为启用查询缓存names = session.createQuery("select s.name from Student s").setCacheable(true).list();for (int i=0; i<names.size(); i++) {String name = (String)names.get(i);System.out.println(name);}session.getTransaction().commit();}catch(Exception e) {e.printStackTrace();session.getTransaction().rollback();}finally {HibernateUtils.closeSession(session);}}}

          

总结：

              hibernate实际分为第一级缓存和第二级缓存，查询缓存严格说不能是单独划分出来，因为它是在二级缓存的基础上扩展的。

        一级缓存：1  生命周期与session的生命周期一致，都很短，也叫做事务级缓存；2 缓存实体对象，普通对象不予处理；3 在同一个Session中先调用save，再调用load查询刚刚save的数据；4  load、get、iterate查询实体对象或大批量数据更新方法 ； 5 优点：减少数据库访问频率，提高数据访问性能；当缓存中的持久化对象之间存在循环关联关系时，session会保证不出现访问对象死循环以及由于死循环引起的JVM堆栈溢出。

        二级缓存：1 二级缓存生命周期与SessionFactory生命周期一致，SessionFactory可以管理二级缓存；2 使用原则：通常读远远大于写，不经常改变的实体对象；3 用处：用来缓存实体对象，大批量更新数据时，如果配置了二级缓存建议禁用一级缓存和二级缓存的交互。

        查询缓存：1  缓存对象：普通属性结果集，实体对象的结果集id ；2  生命周期：当关联的表发生修改时，查询缓存的生命周期结束。

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