MyBatis一级缓存的工作原理和生命周期

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MyBatis 一级缓存是 SqlSession 级别的本地缓存，默认开启。在同一 SqlSession 生命周期内，它能缓存查询结果，避免重复访问数据库。执行增删改操作或关闭 SqlSession 时，缓存会失效。

我们来详细解析一下 MyBatis 的一级缓存（L1 Cache）的工作原理和生命周期。

核心概念

首先，我们需要明确几个核心概念：

一级缓存是 SqlSession 级别的缓存：它也被称为本地缓存（Local Cache）。
默认开启：一级缓存是 MyBatis 内置的特性，默认就是开启的，而且无法被关闭。
目的：在同一个 SqlSession 的生命周期内，对相同的查询请求，避免重复查询数据库，从而提高性能。

一、工作原理 (Working Principle)

MyBatis 的一级缓存本质上是一个 HashMap，存储在 SqlSession 的一个实现类（如 DefaultSqlSession）内部，具体来说是在 Executor（执行器，如 BaseExecutor）中。

1. 缓存的 Key 和 Value

Value：查询返回的结果对象列表（List<Object>）。
Key：CacheKey 对象。这是一个非常关键的对象，它唯一地标识了一个查询。MyBatis 会根据以下五个因素来计算生成一个 CacheKey：
1. MappedStatement ID：即 Mapper 接口中的方法的全限定名（如 com.example.UserMapper.selectById）。
2. RowBounds：分页参数（offset 和 limit）。
3. BoundSQL：最终执行的 SQL 语句。
4. 传入的参数：执行查询时传递给方法的参数值。
5. Environment ID：MyBatis 的环境配置 ID。

只要这五个因素完全相同，MyBatis 就会认为这是同一个查询，生成的 CacheKey 也是相同的。

2. 工作流程

当一个 SqlSession 执行一个查询（select）操作时，其内部流程如下：

创建 CacheKey：MyBatis 根据当前执行的查询语句、参数等信息，创建一个唯一的 CacheKey。
查询缓存：使用这个 CacheKey 去 SqlSession 内部的本地缓存（一个 HashMap）中查找对应的结果。
- 缓存命中 (Cache Hit)：如果缓存中存在这个 CacheKey，MyBatis 会直接从缓存中取出对应的结果（Value），并立即返回给调用者。此时，不会再向数据库发送 SQL 请求。
- 缓存未命中 (Cache Miss)：如果缓存中不存在这个 CacheKey，MyBatis 会执行常规的数据库查询流程。
查询数据库：向数据库发送 SQL 请求。
存储结果：将从数据库查询到的结果存入本地缓存中，Key 就是第一步生成的 CacheKey，Value 就是查询结果。
返回结果：将查询结果返回给调用者。

二、生命周期 (Lifecycle)

一级缓存的生命周期与 SqlSession 的生命周期是完全绑定的。

1. 缓存的创建 (Birth)

当 SqlSessionFactory.openSession() 被调用时，一个新的 SqlSession 对象被创建。
与此同时，这个 SqlSession 内部的一级缓存也被创建出来。

每个 SqlSession 对象都拥有一个独立、互不干扰的一级缓存。

java

// 当执行这行代码时，一个新的 SqlSession 和它的一级缓存就诞生了
SqlSession sqlSession1 = sqlSessionFactory.openSession(); 
SqlSession sqlSession2 = sqlSessionFactory.openSession(); 

// sqlSession1 和 sqlSession2 拥有各自独立的一级缓存

2. 缓存的存活 (Life)

只要 SqlSession 对象没有被关闭（close()），它内部的一级缓存就一直存在。
在此期间，所有通过这个 sqlSession 实例执行的查询都可能会使用到这个缓存。

java

try (SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession()) {
    UserMapper mapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);

    // 第一次查询，缓存未命中，会查询数据库
    // 查询结果会被放入一级缓存
    User user1 = mapper.selectById(1); 
    System.out.println("第一次查询: " + user1);

    // 第二次用完全相同的参数查询
    // 缓存命中，直接从一级缓存返回结果，不会再发SQL
    User user2 = mapper.selectById(1);
    System.out.println("第二次查询: " + user2);
    
    // user1 和 user2 是同一个 Java 对象实例
    System.out.println(user1 == user2); // 输出 true
}

3. 缓存的销毁/清空 (Death/Clear)

一级缓存并不是永远有效的，在以下几种情况下，它会被清空或销毁：

SqlSession 关闭：
- 当调用 sqlSession.close() 方法时，SqlSession 会被销毁，其内部的一级缓存也随之被销毁。这是最常见的缓存生命周期结束的方式。

执行写操作 (CUD)：

当执行任何 insert, update, delete 操作时，MyBatis 会认为数据库中的数据已经发生了变化。
为了保证数据的一致性，避免读到“脏数据”（过时的缓存数据），MyBatis 会自动清空当前 SqlSession 中的一级缓存。
这是 MyBatis 的一个安全机制，确保了缓存的有效性。

java

try (SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession()) {
    UserMapper mapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);

    User user1 = mapper.selectById(1); // 查询数据库，并缓存结果

    // 执行一次更新操作
    User updateUser = new User();
    updateUser.setId(1);
    updateUser.setName("New Name");
    mapper.updateUser(updateUser);
    sqlSession.commit(); // 提交事务（commit本身也会清空缓存）

    // 再次查询
    // 因为之前的 update 操作清空了缓存，这里会再次查询数据库
    User user2 = mapper.selectById(1); 
}

手动清空缓存：
- 可以调用 sqlSession.clearCache() 方法来手动清空当前 SqlSession 的一级缓存。
事务提交/回滚：
- 调用 sqlSession.commit() 或 sqlSession.rollback() 时，通常也会清空一级缓存，以确保数据一致性。
localCacheScope 配置：
- MyBatis 有一个全局配置 localCacheScope，它有两个值：
  - SESSION (默认值): 缓存范围是整个会话。在 SqlSession 关闭前，缓存都有效（除非被动清空）。
  - STATEMENT: 缓存范围仅限于单条语句的执行。每执行完一条 select 语句，缓存就会被清空。这相当于变相地禁用了一级缓存。
- 配置方式（在 mybatis-config.xml 中）：
xml
```
<settings>
    <setting name="localCacheScope" value="STATEMENT"/>
</settings>
```

总结与注意事项

生命周期：一级缓存随 SqlSession 的创建而生，随 SqlSession 的关闭而死。
作用域：一级缓存是 SqlSession 内部的，不同 SqlSession 之间的一级缓存是隔离的。这意味着在一个请求中创建的 SqlSession 的缓存，在另一个请求中创建的 SqlSession 是无法访问的。
失效场景：执行 CUD 操作、手动调用 clearCache()、commit() 或 close() 都会导致一级缓存被清空。
与二级缓存的关系：当同时开启一级和二级缓存时，查询的顺序是：一级缓存 -> 二级缓存 -> 数据库。只有一级缓存未命中时，才会去查找二级缓存。
适用场景：一级缓存非常适合在同一个业务事务中，需要多次查询相同数据的场景，可以有效减少数据库交互次数。例如，在一个 service 方法中，先查询一个用户，后面又因为其他逻辑需要再次查询这个用户。

播面

核心概念

一、工作原理 (Working Principle)

1. 缓存的 Key 和 Value

2. 工作流程

二、生命周期 (Lifecycle)

1. 缓存的创建 (Birth)

2. 缓存的存活 (Life)

3. 缓存的销毁/清空 (Death/Clear)

总结与注意事项

你好！我是 Bomian 助手