详细解读Hibernate的缓存机制

一、why（为什么要用hibernate缓存？）

hibernate是一个持久层框架，经常访问物理数据库。

为了降低应用程序对物理数据源访问的频次，从而提高应用程序的运行性能。

缓存内的数据是对物理数据源中的数据的复制，应用程序在运行时从缓存读写数据，在特定的时刻或事件会同步缓存和物理数据源的数据。

二、what（hibernate缓存原理是怎样的？）hibernate缓存包括两大类：hibernate一级缓存和hibernate二级缓存。

1.hibernate一级缓存又称为“session的缓存”。

session内置不能被卸载，session的缓存是事务范围的缓存（session对象的生命周期通常对应一个数据库事务或者一个应用事务）。

一级缓存中，持久化类的每个实例都具有唯一的oid。

2.hibernate二级缓存又称为“sessionfactory的缓存”。

由于sessionfactory对象的生命周期和应用程序的整个过程对应，因此hibernate二级缓存是进程范围或者集群范围的缓存，有可能出现并发问题，因此需要采用适当的并发访问策略，该策略为被缓存的数据提供了事务隔离级别。

第二级缓存是可选的，是一个可配置的插件，默认下sessionfactory不会启用这个插件。

hibernate提供了org.hibernate.cache.cacheprovider接口,它充当缓存插件与hibernate之间的适配器。

什么样的数据适合存放到第二级缓存中？ 　　

1) 很少被修改的数据 　　

2) 不是很重要的数据，允许出现偶尔并发的数据 　　

3) 不会被并发访问的数据 　　

4) 常量数据 　　

不适合存放到第二级缓存的数据？ 　　

1) 经常被修改的数据 　　

2) 绝对不允许出现并发访问的数据，如财务数据，绝对不允许出现并发 　　

3) 与其他应用共享的数据。

3.session的延迟加载实现要解决两个问题：正常关闭连接和确保请求中访问的是同一个session。

hibernate session就是java.sql.connection的一层高级封装，一个session对应了一个connection。

http请求结束后正确的关闭session（过滤器实现了session的正常关闭）；延迟加载必须保证是同一个session（session绑定在threadlocal）。

4.hibernate查找对象如何应用缓存？

当hibernate根据id访问数据对象的时候，首先从session一级缓存中查；查不到，如果配置了二级缓存，那么从二级缓存中查；如果都查不到，再查询数据库，把结果按照id放入到缓存删除、更新、增加数据的时候，同时更新缓存。

5.一级缓存与二级缓存的对比图。

	一级缓存	二级缓存
存放数据的形式	相互关联的持久化对象	对象的散装数据
缓存的范围	事务范围，每个事务都拥有单独的一级缓存	进程范围或集群范围，缓存被同一个进程或集群范围内所有事务共享
并发访问策略	由于每个事务都拥有单独的一级缓存不会出现并发问题，因此无须提供并发访问策略	由于多个事务会同时访问二级缓存中的相同数据，因此必须提供适当的并发访问策略，来保证特定的事务隔离级别
数据过期策略	处于一级缓存中的对象永远不会过期，除非应用程序显示清空或者清空特定对象	必须提供数据过期策略，如基于内存的缓存中对象的最大数目，允许对象处于缓存中的最长时间，以及允许对象处于缓存中的最长空闲时间
物理介质	内存	内存和硬盘，对象的散装数据首先存放到基于内存的缓存中，当内存中对象的数目达到数据过期策略的maxelementsinmemory值，就会把其余的对象写入基于硬盘的缓存中
缓存软件实现	在hibernate的session的实现中包含	由第三方提供，hibernate仅提供了缓存适配器，用于把特定的缓存插件集成到hibernate中
启用缓存的方式	只要通过session接口来执行保存，更新，删除，加载，查询，hibernate就会启用一级缓存，对于批量操作，如不希望启用一级缓存，直接通过jdbcapi来执行	用户可以再单个类或类的单个集合的粒度上配置第二级缓存，如果类的实例被经常读，但很少被修改，就可以考虑使用二级缓存，只有为某个类或集合配置了二级缓存，hibernate在运行时才会把它的实例加入到二级缓存中
用户管理缓存的方式	一级缓存的物理介质为内存，由于内存的容量有限，必须通过恰当的检索策略和检索方式来限制加载对象的数目，session的evit（）方法可以显示的清空缓存中特定对象，但不推荐	二级缓存的物理介质可以使内存和硬盘，因此第二级缓存可以存放大容量的数据，数据过期策略的maxelementsinmemory属性可以控制内存中的对象数目，管理二级缓存主要包括两个方面：选择需要使用第二级缓存的持久化类，设置合适的并发访问策略；选择缓存适配器，设置合适的数据过期策略。sessionfactory的evit（）方法也可以显示的清空缓存中特定对象，但不推荐

三、how（hibernate的缓存机制如何应用？）

1.  一级缓存的管理:

evit(object obj)  将指定的持久化对象从一级缓存中清除,释放对象所占用的内存资源,指定对象从持久化状态变为脱管状态,从而成为游离对象。

clear()  将一级缓存中的所有持久化对象清除,释放其占用的内存资源。

contains(object obj) 判断指定的对象是否存在于一级缓存中。

flush() 刷新一级缓存区的内容,使之与数据库数据保持同步。

2.一级缓存应用： save()。当session对象调用save()方法保存一个对象后，该对象会被放入到session的缓存中。 get()和load()。当session对象调用get()或load()方法从数据库取出一个对象后，该对象也会被放入到session的缓存中。 使用hql和qbc等从数据库中查询数据。

public class client
{
 public static void main(string[] args)
 {
  session session = hibernateutil.getsessionfactory().opensession();
  transaction tx = null;
  try
  {
   /*开启一个事务*/
   tx = session.begintransaction();
   /*从数据库中获取id="402881e534fa5a440134fa5a45340002"的customer对象*/
   customer customer1 = (customer)session.get(customer.class, "402881e534fa5a440134fa5a45340002");
   system.out.println("customer.getusername is"+customer1.getusername());
   /*事务提交*/
   tx.commit();
   
   system.out.println("-------------------------------------");
   
   /*开启一个新事务*/
   tx = session.begintransaction();
   /*从数据库中获取id="402881e534fa5a440134fa5a45340002"的customer对象*/
   customer customer2 = (customer)session.get(customer.class, "402881e534fa5a440134fa5a45340002");
   system.out.println("customer2.getusername is"+customer2.getusername());
   /*事务提交*/
   tx.commit();
   
   system.out.println("-------------------------------------");
   
   /*比较两个get()方法获取的对象是否是同一个对象*/
   system.out.println("customer1 == customer2 result is "+(customer1==customer2));
  }
  catch (exception e)
  {
   if(tx!=null)
   {
    tx.rollback();
   }
  }
  finally
  {
   session.close();
  }
 }
}

结果
hibernate: 
 select
  customer0_.id as id0_0_,
  customer0_.username as username0_0_,
  customer0_.balance as balance0_0_ 
 from
  customer customer0_ 
 where
  customer0_.id=?
customer.getusername islisi
-------------------------------------
customer2.getusername islisi
-------------------------------------
customer1 == customer2 result is true

输出结果中只包含了一条select sql语句，而且customer1 == customer2 result is true说明两个取出来的对象是同一个对象。其原理是：第一次调用get()方法， hibernate先检索缓存中是否有该查找对象，发现没有，hibernate发送select语句到数据库中取出相应的对象，然后将该对象放入缓存中，以便下次使用，第二次调用get()方法，hibernate先检索缓存中是否有该查找对象，发现正好有该查找对象，就从缓存中取出来，不再去数据库中检索。

3.二级缓存的管理：

evict(class arg0, serializable arg1)将某个类的指定id的持久化对象从二级缓存中清除,释放对象所占用的资源。

sessionfactory.evict(customer.class, new integer(1)); 

evict(class arg0)  将指定类的所有持久化对象从二级缓存中清除,释放其占用的内存资源。

sessionfactory.evict(customer.class); 

evictcollection(string arg0)  将指定类的所有持久化对象的指定集合从二级缓存中清除,释放其占用的内存资源。

sessionfactory.evictcollection("customer.orders"); 

4.二级缓存的配置

常用的二级缓存插件

ehcache  org.hibernate.cache.ehcacheprovider
oscache  org.hibernate.cache.oscacheprovider
swarmcahe  org.hibernate.cache.swarmcacheprovider
jbosscache  org.hibernate.cache.treecacheprovider

<!-- ehcache的配置,hibernate.cfg.xml --> 
<hibernate-configuration>
 <session-factory>
  <!-- 设置二级缓存插件ehcache的provider类-->
  <property name="hibernate.cache.provider_class">
   org.hibernate.cache.ehcacheprovider
  </property>
  <!-- 启动"查询缓存" -->
  <property name="hibernate.cache.use_query_cache">
   true
  </property>
 </session-factory>
 </hibernate-configuration>

<!-- ehcache.xml -->
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<ehcache>
 <!--
  缓存到硬盘的路径
 -->
 <diskstore path="d:/ehcache"></diskstore>
 <!--
  默认设置
  maxelementsinmemory : 在內存中最大緩存的对象数量。
  eternal : 缓存的对象是否永远不变。
  timetoidleseconds ：可以操作对象的时间。
  timetoliveseconds ：缓存中对象的生命周期，时间到后查询数据会从数据库中读取。
  overflowtodisk ：内存满了，是否要缓存到硬盘。
 -->
 <defaultcache maxelementsinmemory="200" eternal="false" 
  timetoidleseconds="50" timetoliveseconds="60" overflowtodisk="true"></defaultcache>
 <!--
  指定缓存的对象。
  下面出现的的属性覆盖上面出现的，没出现的继承上面的。
 -->
 <cache name="com.suxiaolei.hibernate.pojos.order" maxelementsinmemory="200" eternal="false" 
  timetoidleseconds="50" timetoliveseconds="60" overflowtodisk="true"></cache>
</ehcache>

<!-- *.hbm.xml -->
<?xml version="1.0" encoding='utf-8'?>
<!doctype hibernate-mapping public
 "-//hibernate/hibernate mapping dtd 3.0//en"
 "http://hibernate.sourceforge.net/hibernate-mapping-3.0.dtd" >
<hibernate-mapping>
 <class>
  <!-- 设置该持久化类的二级缓存并发访问策略 read-only read-write nonstrict-read-write transactional-->
  <cache usage="read-write"/> 
 </class>
</hibernate-mapping>

若存在一对多的关系，想要在在获取一方的时候将关联的多方缓存起来，需要在集合属性下添加<cache>子标签，这里需要将关联的对象的hbm文件中必须在存在<class>标签下也添加<cache>标签，不然hibernate只会缓存oid。

<hibernate-mapping>
  <class name="com.suxiaolei.hibernate.pojos.customer" table="customer">
   <!-- 主键设置 -->
   <id name="id" type="string">
    <column name="id"></column>
    <generator class="uuid"></generator>
   </id>
   <!-- 属性设置 -->
   <property name="username" column="username" type="string"></property>
   <property name="balance" column="balance" type="integer"></property>
   <set name="orders" inverse="true" cascade="all" lazy="false" fetch="join">
    <cache usage="read-only"/>
    <key column="customer_id" ></key>
    <one-to-many class="com.suxiaolei.hibernate.pojos.order"/>
   </set>
  </class>
 </hibernate-mapping>

总结

以上就是本文关于详细解读hibernate的缓存机制的全部内容，希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以参阅：、hibernate实现悲观锁和乐观锁代码介绍 、hibernate核心思想与接口简介等，有什么问题可以留言，欢迎大家交流讨论。