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[转]hibernate缓存机制详细分析

Java 李新广 604℃ 0评论

一、N+1问题
首先我们来探讨一下N+1的问题,我们先通过一个例子来看一下,什么是N+1问题:
list()获得对象:


如果通过list()方法来获得对象,毫无疑问,hibernate会发出一条sql语句,将所有的对象查询出来,这点相信大家都能理解

那么,我们再来看看iterator()这种情况
iterator()获得对象


在执行完上述的测试用例后,我们来看看控制台的输出,看会发出多少条 sql 语句:


我们看到,当如果通过iterator()方法来获得我们对象的时候,hibernate首先会发出1条sql去查询出所有对象的 id 值,当我们如果需要查询到某个对象的具体信息的时候,hibernate此时会根据查询出来的 id 值再发sql语句去从数据库中查询对象的信息,这就是典型的 N+1 的问题。
那么这种 N+1 问题我们如何解决呢,其实我们只需要使用 list() 方法来获得对象即可。但是既然可以通过 list() 我们就不会出现 N+1的问题,那么我们为什么还要保留 iterator()这种形式呢?我们考虑这样一种情况,如果我们需要在一个session当中要两次查询出很多对象,此时我们如果写两条 list()时,hibernate此时会发出两条 sql 语句,而且这两条语句是一样的,但是我们如果第一条语句使用 list(),而第二条语句使用 iterator()的话,此时我们也会发两条sql语句,但是第二条语句只会将查询出对象的id,所以相对应取出所有的对象而已,显然这样可以节省内存,而如果再要获取对象的时候,因为第一条语句已经将对象都查询出来了,此时会将对象保存到session的一级缓存中去,所以再次查询时,就会首先去缓存中查找,如果找到,则不发sql语句了。这里就牵涉到了接下来这个概念:hibernate的一级缓存。
二、一级缓存(session级别)
我们来看看hibernate提供的一级缓存:


我们来看看控制台输出:


我们看到此时hibernate仅仅只会发出一条 sql 语句,因为第一行代码就会将整个的对象查询出来,放到session的一级缓存中去,当我如果需要再次查询学生对象时,此时首先会去缓存中看是否存在该对象,如果存在,则直接从缓存中取出,就不会再发sql了,但是要注意一点:
hibernate的一级缓存是session级别的,所以如果session关闭后,缓存就没了,此时就会再次发sql去查数据库


我们看到此时会发出两条sql语句,因为session关闭以后,一级缓存就不存在了,所以如果再查询的时候,就会再发sql。要解决这种问题,我们应该怎么做呢?这就要我们来配置hibernate的二级缓存了,也就是sessionFactory级别的缓存。
三、二级缓存(sessionFactory级别)
使用hibernate二级缓存,我们首先需要对其进行配置,配置步骤如下:
1.hibernate并没有提供相应的二级缓存的组件,所以需要加入额外的二级缓存包,常用的二级缓存包是EHcache。这个我们在下载好的hibernate的lib->optional->ehcache下可以找到(我这里使用的hibernate4.1.7版本),然后将里面的几个jar包导入即可。
2.在hibernate.cfg.xml配置文件中配置我们二级缓存的一些属性:


我这里使用的是hibernate4.1.7版本,如果是使用hibernate3的版本的话,那么二级缓存的提供类则要配置成这个:

3.配置hibernate的二级缓存是通过使用 ehcache的缓存包,所以我们需要创建一个 ehcache.xml 的配置文件,来配置我们的缓存信息,将其放到项目根目录下


4.开启我们的二级缓存
①如果使用xml配置,我们需要在 Student.hbm.xml 中加上一下配置:

二级缓存的使用策略一般有这几种:read-only、nonstrict-read-write、read-write、transactional。注意:我们通常使用二级缓存都是将其配置成 read-only ,即我们应当在那些不需要进行修改的实体类上使用二级缓存,否则如果对缓存进行读写的话,性能会变差,这样设置缓存就失去了意义。
②如果使用annotation配置,我们需要在Student这个类上加上这样一个注解:


这样我们的二级缓存配置就算完成了,接下来我们来通过测试用例测试下我们的二级缓存是否起作用
①二级缓存是sessionFactory级别的缓存
TestCase1:


因为二级缓存是sessionFactory级别的缓存,我们看到,在配置了二级缓存以后,当我们session关闭以后,我们再去查询对象的时候,此时hibernate首先会去二级缓存中查询是否有该对象,有就不会再发sql了。
②二级缓存缓存的仅仅是对象,如果查询出来的是对象的一些属性,则不会被加到缓存中去
TestCase2:


我们看到这个测试用例,如果我们只是取出对象的一些属性的话,则不会将其保存到二级缓存中去,因为二级缓存缓存的仅仅是对象
③通过二级缓存来解决 N+1 的问题
TestCase3:


当我们如果需要查询出两次对象的时候,可以使用二级缓存来解决N+1的问题。
④二级缓存会缓存 hql 语句吗?
TestCase4:


我们看到,当我们如果通过 list() 去查询两次对象时,二级缓存虽然会缓存查询出来的对象,但是我们看到发出了两条相同的查询语句,这是因为二级缓存不会缓存我们的hql查询语句,要想解决这个问题,我们就要配置我们的查询缓存了。
四、查询缓存(sessionFactory级别)
我们如果要配置查询缓存,只需要在hibernate.cfg.xml中加入一条配置即可:


然后我们如果在查询hql语句时要使用查询缓存,就需要在查询语句后面设置这样一个方法:


如果是在annotation中,我们还需要在这个类上加上这样一个注解:@Cacheable
接下来我们来通过测试用例来看看我们的查询缓存
①查询缓存也是sessionFactory级别的缓存
TestCase1:


我们看到,此时如果我们发出两条相同的语句,hibernate也只会发出一条sql,因为已经开启了查询缓存了,并且查询缓存也是sessionFactory级别的
②只有当 HQL 查询语句完全相同时,连参数设置都要相同,此时查询缓存才有效
TestCase2:


我们看到,如果我们的hql查询语句不同的话,我们的查询缓存也没有作用
③查询缓存也能引起 N+1 的问题
查询缓存也能引起 N+1 的问题,我们这里首先先将 Student 对象上的二级缓存先注释掉:


TestCase4:


我们看到,当我们将二级缓存注释掉以后,在使用查询缓存时,也会出现 N+1 的问题,为什么呢?
因为查询缓存缓存的也仅仅是对象的id,所以第一条 sql 也是将对象的id都查询出来,但是当我们后面如果要得到每个对象的信息的时候,此时又会发sql语句去查询,所以,如果要使用查询缓存,我们一定也要开启我们的二级缓存,这样就不会出现 N+1 问题了

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