基于Spring的Web缓存

原文：https://www.cnblogs.com/moongeek/p/7689683.html

缓存的基本思想其实是以空间换时间。

我们知道，IO的读写速度相对内存来说是非常比较慢的，通常一个web应用的瓶颈就出现在磁盘IO的读写上。

那么，如果我们在内存中建立一个存储区，将数据缓存起来，当浏览器端由请求到达的时候，直接从内存中获取相应的数据，这样一来可以降低服务器的压力，二来，可以提高请求的响应速度，提升用户体验。

缓存的分类

数据库数据缓存

一般来说，web应用业务逻辑业务逻辑比较复杂，数据库繁多，要获取某个完整的数据，往往要多次读取数据库，或者使用极其复杂效率较低的SQL查询语句。为了提高查询的性能，将查询后的数据放到内存中进行缓存，下次查询时，直接从内存缓存直接返回，提高响应效率。

应用层缓存

应用层缓存主要针对某个业务方法进行缓存，有些业务对象逻辑比较复杂，可能涉及到多次数据库读写或者其他消耗较高的操作，应用层缓存可以将复杂的业务逻辑解放出来，降低服务器压力。

页面缓存

除了IO外，web应用的另一大瓶颈就是页面模板的渲染。每次请求都需要从业务逻辑层获取相应的model，并将其渲染成对应的HTML。一般来说，web应用读取数据的需求比更新数据的需求大很多，大多数情况下，某个请求返回的HTML是一样的，因此直接将HTML缓存起来也是缓存的一个主流做法。

代理服务器缓存

代理服务器是浏览器和源服务器之间的中间服务器，浏览器先向这个中间服务器发起Web请求，经过处理后（比如权限验证，缓存匹配等），再将请求转发到源服务器。代理服务器缓存的运作原理跟浏览器的运作原理差不多，只是规模更大。可以把它理解为一个共享缓存，不只为一个用户服务，一般为大量用户提供服务，因此在减少相应时间和带宽使用方面很有效，同一个副本会被重用多次。

CDN缓存

CDN（ Content delivery networks ）缓存，也叫网关缓存、反向代理缓存。浏览器先向CDN网关发起Web请求，网关服务器后面对应着一台或多台负载均衡源服务器，会根据它们的负载请求，动态将请求转发到合适的源服务器上。虽然这种架构负载均衡源服务器之间的缓存没法共享，但却拥有更好的处扩展性。

MyBatis 一、二级缓存和自定义缓存

1、一级缓存

​ MyBatis 默认开启了一级缓存，一级缓存是在SqlSession 层面进行缓存的。即，同一个SqlSession ，多次调用同一个Mapper和同一个方法的同一个参数，只会进行一次数据库查询，然后把数据缓存到缓冲中，以后直接先从缓存中取出数据，不会直接去查数据库。但是不同的SqlSession对象，因为不用的SqlSession都是相互隔离的，所以相同的Mapper、参数和方法，他还是会再次发送到SQL到数据库去执行，返回结果。

public static void main(String[] args) {
// 自定义的单例SqlSessionFactory模式
SqlSessionFactory factory = SqlSessionFactoryUtil.openSqlSession();

// 获得SqlSession对象
SqlSession sqlSession = factory.openSession();
// 获得dao实体
UserMapper userMapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);
// 进行两次相同的查询操作
userMapper.selectByPrimaryKey(1);
userMapper.selectByPrimaryKey(1);
// 注意，当我们使用二级缓存时候，sqlSession需要使用commit时候才会生效
sqlSession.commit();

System.out.println("\n\n=============================================================");
// 获得一个新的SqlSession 对象
SqlSession sqlSession1 = factory.openSession();
// 进行相同的查询操作
sqlSession1.getMapper(UserMapper.class).selectByPrimaryKey(1);
// 注意，当我们使用二级缓存时候，sqlSession需要使用commit时候才会生效
sqlSession.commit();
}

日志输出

DEBUG [main] - ooo Using Connection [com.mysql.jdbc.JDBC4Connection@77caeb3e]
DEBUG [main] - ==>  Preparing: select user_ID, login_name,user_name, user_code, user_type, user_active, organization_ID,user_position,password from user where user_ID = ?
DEBUG [main] - ==> Parameters: 1(Integer)
TRACE [main] - <==    Columns: user_ID, login_name, user_name, user_code, user_type, user_active, organization_ID, user_position, password
TRACE [main] - <==        Row: 1, HBAF-001, 李晓龙, HBAF-001, EMPLOYEE, 1, 0, 董事长, 152fa91ab3688aadcee09a88e4251a54
DEBUG [main] - <==      Total: 1

=============================================================
DEBUG [main] - ooo Using Connection [com.mysql.jdbc.JDBC4Connection@553f17c]
DEBUG [main] - ==>  Preparing: select user_ID, login_name,user_name, user_code, user_type, user_active, organization_ID,user_position,password from user where user_ID = ?
DEBUG [main] - ==> Parameters: 1(Integer)
TRACE [main] - <==    Columns: user_ID, login_name, user_name, user_code, user_type, user_active, organization_ID, user_position, password
TRACE [main] - <==        Row: 1, HBAF-001, 李晓龙, HBAF-001, EMPLOYEE, 1, 0, 董事长, 152fa91ab3688aadcee09a88e4251a54
DEBUG [main] - <==      Total: 1

​ 可以发现，第一次的两个相同操作，只执行了一次数据库。后来的那个操作又进行了数据库查询。

2、二级缓存

​ 为了克服这个问题，需要开启二级缓存，缓存在SqlSessionFactory层面给各个SqlSession 对象共享。默认二级缓存是不开启的，需要手动进行配置。

<cache/>

​ 如果这样配置的话，很多其他的配置就会被默认进行，如：

映射文件所有的select 语句会被缓存

映射文件的所有的insert、update和delete语句会刷新缓存

缓存会使用默认的Least Recently Used（LRU，最近最少使用原则）的算法来回收缓存空间

根据时间表，比如No Flush Interval，（CNFI，没有刷新间隔），缓存不会以任何时间顺序来刷新

缓存会存储列表集合或对象（无论查询方法返回什么）的1024个引用

缓存会被视为是read/write（可读/可写）的缓存，意味着对象检索不是共享的，而且可以很安全的被调用者修改，不干扰其他调用者或县城所作的潜在修改

添加后日志打印如下，可以发现所有过程只使用了一次数据库查询

EBUG [main] - ooo Using Connection [com.mysql.jdbc.JDBC4Connection@5622fdf]
DEBUG [main] - ==>  Preparing: select user_ID, login_name,user_name, user_code, user_type, user_active, organization_ID,user_position,password from user where user_ID = ?
DEBUG [main] - ==> Parameters: 1(Integer)
TRACE [main] - <==    Columns: user_ID, login_name, user_name, user_code, user_type, user_active, organization_ID, user_position, password
TRACE [main] - <==        Row: 1, HBAF-001, 李晓龙, HBAF-001, EMPLOYEE, 1, 0, 董事长, 152fa91ab3688aadcee09a88e4251a54
DEBUG [main] - <==      Total: 1

=============================================================

可以在开启二级缓存时候，手动配置一些属性

<cache eviction="LRU" flushInterval="100000" size="1024" readOnly="true"/>

各个属性意义如下：

eviction：缓存回收策略

LRU：最少使用原则，移除最长时间不使用的对象

FIFO：先进先出原则，按照对象进入缓存顺序进行回收

SOFT：软引用，移除基于垃圾回收器状态和软引用规则的对象

WEAK：弱引用，更积极的移除移除基于垃圾回收器状态和弱引用规则的对象

flushInterval：刷新时间间隔，单位为毫秒，这里配置的100毫秒。如果不配置，那么只有在进行数据库修改操作才会被动刷新缓存区

size：引用额数目，代表缓存最多可以存储的对象个数

readOnly：是否只读，如果为true，则所有相同的sql语句返回的是同一个对象（有助于提高性能，但并发操作同一条数据时，可能不安全），如果设置为false，则相同的sql，后面访问的是cache的clone副本。

可以在Mapper的具体方法下设置对二级缓存的访问意愿：

useCache配置

​ 如果一条语句每次都需要最新的数据，就意味着每次都需要从数据库中查询数据，可以把这个属性设置为false，如：

<select id="selectAll" resultMap="BaseResultMap" useCache="false">

刷新缓存（就是清空缓存）

​ 二级缓存默认会在insert、update、delete操作后刷新缓存，可以手动配置不更新缓存，如下：

<update id="updateById" parameterType="User" flushCache="false" />

3、自定义缓存

​ 自定义缓存对象，该对象必须实现 org.apache.ibatis.cache.Cache 接口，如下：

import org.apache.ibatis.cache.Cache;

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

/**
* Created by Luky on 2017/10/14.
*/
public class BatisCache implements Cache {
private ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
private ConcurrentHashMap<Object,Object> cache = new ConcurrentHashMap<Object, Object>();
private String id;

public  BatisCache(){
System.out.println("初始化-1！");
}

//必须有该构造函数
public BatisCache(String id){
System.out.println("初始化-2！");
this.id = id;
}

// 获取缓存编号
public String getId() {
System.out.println("得到ID：" + id);
return id;
}

//获取缓存对象的大小
public int getSize() {
System.out.println("获取缓存大小！");
return 0;
}
// 保存key值缓存对象
public void putObject(Object key, Object value) {
System.out.println("往缓存中添加元素：key=" + key+",value=" + value);
cache.put(key,value);
}

//通过KEY
public Object getObject(Object key) {
System.out.println("通过kEY获取值：" + key);
System.out.println("OVER");
System.out.println("=======================================================");
System.out.println("值为：" + cache.get(key));
System.out.println("=====================OVER==============================");
return cache.get(key);
}

// 通过key删除缓存对象
public Object removeObject(Object key) {
System.out.println("移除缓存对象：" + key);
return null;
}

// 清空缓存
public void clear() {
System.out.println("清除缓存！");
cache.clear();
}

// 获取缓存的读写锁
public ReadWriteLock getReadWriteLock() {
System.out.println("获取锁对象！！！");
return lock;
}
}

​ 在Mapper文件里配置使用该自定义的缓存对象，如：

<cache type="com.sanyue.utils.BatisCache"/>

​ 测试如下：

public static void main(String[] args) {

SqlSessionFactory factory = SqlSessionFactoryUtil.openSqlSession();

// 获得SqlSession对象
SqlSession sqlSession = factory.openSession();
// 获得dao实体
UserMapper userMapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);
// 进行两次相同的查询操作
userMapper.selectByPrimaryKey(1);
userMapper.selectByPrimaryKey(1);
// 注意，当我们使用二级缓存时候，sqlSession需要使用commit时候才会生效
sqlSession.commit();

System.out.println("\n\n=============================================================");
// 获得一个新的SqlSession 对象
SqlSession sqlSession1 = factory.openSession();
// 进行相同的查询操作
sqlSession1.getMapper(UserMapper.class).selectByPrimaryKey(1);
sqlSession1.commit();
}

​ 日志输出如下：

初始化-2！
得到ID：com.sanyue.dao.UserMapper
获取锁对象！！！
通过kEY获取值：151355725:1423317450:com.sanyue.dao.UserMapper.selectByPrimaryKey:0:2147483647:
select

user_ID, login_name,user_name, user_code, user_type, user_active, organization_ID,user_position,password

from user
where user_ID = ?
:1
OVER
=======================================================
值为：null
=====================OVER==============================
获取锁对象！！！
获取锁对象！！！
通过kEY获取值：151355725:1423317450:com.sanyue.dao.UserMapper.selectByPrimaryKey:0:2147483647:
select

user_ID, login_name,user_name, user_code, user_type, user_active, organization_ID,user_position,password

from user
where user_ID = ?
:1
OVER
=======================================================
值为：null
=====================OVER==============================
获取锁对象！！！
获取锁对象！！！
往缓存中添加元素：key=151355725:1423317450:com.sanyue.dao.UserMapper.selectByPrimaryKey:0:2147483647:
select

user_ID, login_name,user_name, user_code, user_type, user_active, organization_ID,user_position,password

from user
where user_ID = ?
:1,value=[User{userId=1, loginName='HBAF-001', password='152fa91ab3688aadcee09a88e4251a54', userName='李晓龙', userCode='HBAF-001', userType='EMPLOYEE', userActive=true, organizationId=0, userPosition='董事长'}]
获取锁对象！！！

=============================================================
获取锁对象！！！
通过kEY获取值：151355725:1423317450:com.sanyue.dao.UserMapper.selectByPrimaryKey:0:2147483647:
select

user_ID, login_name,user_name, user_code, user_type, user_active, organization_ID,user_position,password

from user
where user_ID = ?
:1
OVER
=======================================================
值为：[User{userId=1, loginName='HBAF-001', password='152fa91ab3688aadcee09a88e4251a54', userName='李晓龙', userCode='HBAF-001', userType='EMPLOYEE', userActive=true, organizationId=0, userPosition='董事长'}]
=====================OVER==============================
获取锁对象！！！

​ 可以看出，每次查询数据库前，MyBatis都会先在缓存中查找是否有该缓存对象。只有当调用了commit() 方法，MyBatis才会往缓存中写入数据，数据记录的键为

数字编号+Mapper名+方法名+SQL语句+参数

格式，值为返回的对象值。