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詳細解讀Hibernate的緩存機制

發布時間:2020-09-03 18:19:02 來源:腳本之家 閱讀:152 作者:wean 欄目:編程語言

一、why(為什么要用Hibernate緩存?)

Hibernate是一個持久層框架,經常訪問物理數據庫。

為了降低應用程序對物理數據源訪問的頻次,從而提高應用程序的運行性能。

緩存內的數據是對物理數據源中的數據的復制,應用程序在運行時從緩存讀寫數據,在特定的時刻或事件會同步緩存和物理數據源的數據。

二、what(Hibernate緩存原理是怎樣的?)Hibernate緩存包括兩大類:Hibernate一級緩存和Hibernate二級緩存。

1.Hibernate一級緩存又稱為“Session的緩存”。

Session內置不能被卸載,Session的緩存是事務范圍的緩存(Session對象的生命周期通常對應一個數據庫事務或者一個應用事務)。

一級緩存中,持久化類的每個實例都具有唯一的OID。

2.Hibernate二級緩存又稱為“SessionFactory的緩存”。

由于SessionFactory對象的生命周期和應用程序的整個過程對應,因此Hibernate二級緩存是進程范圍或者集群范圍的緩存,有可能出現并發問題,因此需要采用適當的并發訪問策略,該策略為被緩存的數據提供了事務隔離級別。

第二級緩存是可選的,是一個可配置的插件,默認下SessionFactory不會啟用這個插件。

Hibernate提供了org.hibernate.cache.CacheProvider接口,它充當緩存插件與Hibernate之間的適配器。

什么樣的數據適合存放到第二級緩存中?   

1) 很少被修改的數據   

2) 不是很重要的數據,允許出現偶爾并發的數據   

3) 不會被并發訪問的數據   

4) 常量數據   

不適合存放到第二級緩存的數據?   

1) 經常被修改的數據   

2) 絕對不允許出現并發訪問的數據,如財務數據,絕對不允許出現并發   

3) 與其他應用共享的數據。

3.Session的延遲加載實現要解決兩個問題:正常關閉連接和確保請求中訪問的是同一個session。

Hibernate session就是java.sql.Connection的一層高級封裝,一個session對應了一個Connection。

http請求結束后正確的關閉session(過濾器實現了session的正常關閉);延遲加載必須保證是同一個session(session綁定在ThreadLocal)。

4.Hibernate查找對象如何應用緩存?

當Hibernate根據ID訪問數據對象的時候,首先從Session一級緩存中查;查不到,如果配置了二級緩存,那么從二級緩存中查;如果都查不到,再查詢數據庫,把結果按照ID放入到緩存刪除、更新、增加數據的時候,同時更新緩存。

5.一級緩存與二級緩存的對比圖。


一級緩存

二級緩存

存放數據的形式

相互關聯的持久化對象

對象的散裝數據

緩存的范圍

事務范圍,每個事務都擁有單獨的一級緩存

進程范圍或集群范圍,緩存被同一個進程或集群范圍內所有事務共享

并發訪問策略

由于每個事務都擁有單獨的一級緩存不會出現并發問題,因此無須提供并發訪問策略

由于多個事務會同時訪問二級緩存中的相同數據,因此必須提供適當的并發訪問策略,來保證特定的事務隔離級別

數據過期策略

處于一級緩存中的對象永遠不會過期,除非應用程序顯示清空或者清空特定對象

必須提供數據過期策略,如基于內存的緩存中對象的最大數目,允許對象處于緩存中的最長時間,以及允許對象處于緩存中的最長空閑時間

物理介質

內存

內存和硬盤,對象的散裝數據首先存放到基于內存的緩存中,當內存中對象的數目達到數據過期策略的maxElementsInMemory值,就會把其余的對象寫入基于硬盤的緩存中

緩存軟件實現

在Hibernate的Session的實現中包含

由第三方提供,Hibernate僅提供了緩存適配器,用于把特定的緩存插件集成到Hibernate中

啟用緩存的方式

只要通過Session接口來執行保存,更新,刪除,加載,查詢,Hibernate就會啟用一級緩存,對于批量操作,如不希望啟用一級緩存,直接通過JDBCAPI來執行

用戶可以再單個類或類的單個集合的粒度上配置第二級緩存,如果類的實例被經常讀,但很少被修改,就可以考慮使用二級緩存,只有為某個類或集合配置了二級緩存,Hibernate在運行時才會把它的實例加入到二級緩存中

用戶管理緩存的方式

一級緩存的物理介質為內存,由于內存的容量有限,必須通過恰當的檢索策略和檢索方式來限制加載對象的數目,Session的evit()方法可以顯示的清空緩存中特定對象,但不推薦

二級緩存的物理介質可以使內存和硬盤,因此第二級緩存可以存放大容量的數據,數據過期策略的maxElementsInMemory屬性可以控制內存中的對象數目,管理二級緩存主要包括兩個方面:選擇需要使用第二級緩存的持久化類,設置合適的并發訪問策略;選擇緩存適配器,設置合適的數據過期策略。SessionFactory的evit()方法也可以顯示的清空緩存中特定對象,但不推薦

三、how(Hibernate的緩存機制如何應用?)

1.  一級緩存的管理:

evit(Object obj)  將指定的持久化對象從一級緩存中清除,釋放對象所占用的內存資源,指定對象從持久化狀態變為脫管狀態,從而成為游離對象。

clear()  將一級緩存中的所有持久化對象清除,釋放其占用的內存資源。

contains(Object obj) 判斷指定的對象是否存在于一級緩存中。

flush() 刷新一級緩存區的內容,使之與數據庫數據保持同步。

2.一級緩存應用: save()。當session對象調用save()方法保存一個對象后,該對象會被放入到session的緩存中。 get()和load()。當session對象調用get()或load()方法從數據庫取出一個對象后,該對象也會被放入到session的緩存中。 使用HQL和QBC等從數據庫中查詢數據。

public class Client
{
 public static void main(String[] args)
 {
  Session session = HibernateUtil.getSessionFactory().openSession();
  Transaction tx = null;
  try
  {
   /*開啟一個事務*/
   tx = session.beginTransaction();
   /*從數據庫中獲取id="402881e534fa5a440134fa5a45340002"的Customer對象*/
   Customer customer1 = (Customer)session.get(Customer.class, "402881e534fa5a440134fa5a45340002");
   System.out.println("customer.getUsername is"+customer1.getUsername());
   /*事務提交*/
   tx.commit();
   
   System.out.println("-------------------------------------");
   
   /*開啟一個新事務*/
   tx = session.beginTransaction();
   /*從數據庫中獲取id="402881e534fa5a440134fa5a45340002"的Customer對象*/
   Customer customer2 = (Customer)session.get(Customer.class, "402881e534fa5a440134fa5a45340002");
   System.out.println("customer2.getUsername is"+customer2.getUsername());
   /*事務提交*/
   tx.commit();
   
   System.out.println("-------------------------------------");
   
   /*比較兩個get()方法獲取的對象是否是同一個對象*/
   System.out.println("customer1 == customer2 result is "+(customer1==customer2));
  }
  catch (Exception e)
  {
   if(tx!=null)
   {
    tx.rollback();
   }
  }
  finally
  {
   session.close();
  }
 }
}
結果
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

輸出結果中只包含了一條SELECT SQL語句,而且customer1 == customer2 result is true說明兩個取出來的對象是同一個對象。其原理是:第一次調用get()方法, Hibernate先檢索緩存中是否有該查找對象,發現沒有,Hibernate發送SELECT語句到數據庫中取出相應的對象,然后將該對象放入緩存中,以便下次使用,第二次調用get()方法,Hibernate先檢索緩存中是否有該查找對象,發現正好有該查找對象,就從緩存中取出來,不再去數據庫中檢索。

3.二級緩存的管理:

evict(Class arg0, Serializable arg1)將某個類的指定ID的持久化對象從二級緩存中清除,釋放對象所占用的資源。

sessionFactory.evict(Customer.class, new Integer(1)); 

evict(Class arg0)  將指定類的所有持久化對象從二級緩存中清除,釋放其占用的內存資源。

sessionFactory.evict(Customer.class); 

evictCollection(String arg0)  將指定類的所有持久化對象的指定集合從二級緩存中清除,釋放其占用的內存資源。

sessionFactory.evictCollection("Customer.orders"); 

4.二級緩存的配置

常用的二級緩存插件

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>
  <!-- 設置二級緩存插件EHCache的Provider類-->
  <property name="hibernate.cache.provider_class">
   org.hibernate.cache.EhCacheProvider
  </property>
  <!-- 啟動"查詢緩存" -->
  <property name="hibernate.cache.use_query_cache">
   true
  </property>
 </session-factory>
 </hibernate-configuration>
<!-- ehcache.xml -->
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ehcache>
 <!--
  緩存到硬盤的路徑
 -->
 <diskStore path="d:/ehcache"></diskStore>
 <!--
  默認設置
  maxElementsInMemory : 在內存中最大緩存的對象數量。
  eternal : 緩存的對象是否永遠不變。
  timeToIdleSeconds :可以操作對象的時間。
  timeToLiveSeconds :緩存中對象的生命周期,時間到后查詢數據會從數據庫中讀取。
  overflowToDisk :內存滿了,是否要緩存到硬盤。
 -->
 <defaultCache maxElementsInMemory="200" eternal="false" 
  timeToIdleSeconds="50" timeToLiveSeconds="60" overflowToDisk="true"></defaultCache>
 <!--
  指定緩存的對象。
  下面出現的的屬性覆蓋上面出現的,沒出現的繼承上面的。
 -->
 <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>
  <!-- 設置該持久化類的二級緩存并發訪問策略 read-only read-write nonstrict-read-write transactional-->
  <cache usage="read-write"/> 
 </class>
</hibernate-mapping>

若存在一對多的關系,想要在在獲取一方的時候將關聯的多方緩存起來,需要在集合屬性下添加<cache>子標簽,這里需要將關聯的對象的hbm文件中必須在存在<class>標簽下也添加<cache>標簽,不然Hibernate只會緩存OID。

<hibernate-mapping>
  <class name="com.suxiaolei.hibernate.pojos.Customer" table="customer">
   <!-- 主鍵設置 -->
   <id name="id" type="string">
    <column name="id"></column>
    <generator class="uuid"></generator>
   </id>
   <!-- 屬性設置 -->
   <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>

總結

以上就是本文關于詳細解讀Hibernate的緩存機制的全部內容,希望對大家有所幫助。感興趣的朋友可以參閱:快速了解hibernate配置文件與映射文件、Hibernate實現悲觀鎖和樂觀鎖代碼介紹 、Hibernate核心思想與接口簡介等,有什么問題可以留言,歡迎大家交流討論。

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