一文读懂Mybatis的一级缓存机制

前言

MyBatis内部封装了JDBC，简化了加载驱动、创建连接、创建statement等繁杂的过程，是我们常见的持久性框架。缓存是在计算机内存中保存的临时数据，读取时无需再从磁盘中读取，从而减少数据库的查询次数，提高执行效率。Mybatis提供了一级缓存和二级缓存的支持，默认情况下只开启一级缓存。本次将带着大家深入了解Mybatis的一级缓存机制。

介绍

当我们访问数据库时，Mybatis会创建出一个SqlSession对象开启一次数据库会话。在这次会话中，我们可能会执行多次相同的查询语句，如果不采取措施，每一次查询都会访问数据库，造成资源的浪费。为了优化这部分场景，Mybatis提供了一级缓存的方案，如果是相同的SQL语句，会优先命中一级缓存，避免直接对数据库进行查询。具体执行过程如下图所示。

每个SqlSession中都持有Executor执行器，每个Excutor中有一个LocalCache缓存。Mybatis根据当前执行的SQL生产MappedStatement，在缓存中进行查询，如果缓存命中的话，直接返回结果给用户，如果缓存没有命中，查询数据库，结果写入LocalCache，再返回结果给用户。具体实现类的类关系图如下所示：

源码分析

我们将对MyBatis的源码进行分析，深入理解底层原理。

SqlSession: SqlSession是应用程序与持久层执行交互操作的单线程对象，代表着一个资源的启用，包含所有执行SQL操作的方法。默认实现类是DefaultSqlSession。

主要作用：1、获取Mapper接口；2、发送SQL给数据库；3、控制数据库事务

Executor执行器:Executor定义了查询、更新、事务、缓存操作相关的接口方法，由SqlSession依赖，并受其调度与管理。核心功能是调度执行SQL。在Executor内部完成对LocalCache的查询和写入。

Cache：Mybatis中的Cache接口，提供了缓存的基本操作。

PerpetualCache是对Cache接口最基本的实现，其原理非常简单，内部持有HashMap，对一级缓存的操作实则是对HashMap的操作。如下代码所示：

客户端与数据库的交互，首先通过DefaultSqlSessionFactory开启SqlSession：

在初始化SqlSession时，会通过configuration类创建一个新的Executor：

SqlSession创建完毕后，根据不同类型的Statement，SqlSession会执行对应的方法。比如Select语句，最终会执行到selectList方法

SqlSession把具体的查询交给Executor去执行。如果只开启了一级缓存的话，首先会进入BaseExecutor的query方法。代码如下所示：

会根据传入的参数生成CacheKey作为唯一标识，进入方法，查看具体的生成逻辑：

在上述的代码中，将MappedStatement的Id、SQL的offset、SQL的limit、SQL本身以及SQL中的参数传入了CacheKey这个类，最终构成CacheKey。在CacheKey的update方法中，会进行一个hashcode和checksum的计算，同时把传入的参数添加进updatelist中。如下代码所示：

只要两条SQL的下列五个值相同，即可以认为是相同的SQL。

Statement Id + Offset + Limmit + Sql + Params

如果在LocalCache查不到的话，就会查询数据库，并将结果写入至缓存。

如果是insert/update/delete方法，统一都会走SqlSession的update流程，同样委托执行器执行SQL。

执行方法如下，我们可以发现每次执行update前都会清空LocalCache。所以当发生修改操作时，一级缓存会失效，防止了数据脏读。

总结

1、一级缓存LocalCache只是BaseExecutor的一个字段。所以，当SqlSession的生命周期结束时，一级缓存也会被回收。

2、一级缓存由PerpetualCache实现，其内部通过HashMap完成对缓存的读写操作，所以本质上讲，一级缓存其实是通过HashMap实现的，Map中的key是由MappedStatement生成CacheKey，来确保查询的唯一性。

3、MyBatis的一级缓存最大范围是SqlSession内部，有多个SqlSession或者分布式的环境下，数据库写操作会引起脏数据，建议设定缓存级别为Statement。