Hibernate缓存研究

1. 什么是缓存？

数据库的缓存指的是应用程序和物理数据源之间的数据。即把物理数据源的数据复制到缓存。有了缓存，可以降低应用程序对物理数据源的访问频率，从而提高效率。缓存的介质一般是内存，也可以是硬盘。

Hibernate的缓存有三种类型：一级缓存、二级缓存和查询缓存。

2. 一级缓存

一级缓存即Session缓存，由Session自动进行管理，不需要程序进行干预。一级缓存根据对象的ID进行加载和缓存。如下面的代码：

    @Override
    public void testCache() {
        // TODO Auto-generated method stub
        Session session = sessionFactory.openSession();
        Transaction tx = session.beginTransaction();
        Course c = (Course) session.get(Course.class, 1);
        System.out.println("Name:" + c.getName());
        c = (Course) session.get(Course.class, 1);
        System.out.println("Name:" + c.getName());
        tx.commit();
        session.close();

    }

运行结果：

Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
Name:计算机原理
Name:计算机原理

第1次查询时生成了SQL语句，并将查询出来的对象放在一级缓存里面，第2次查询时，在一级缓存里面直接找到了这个对象，就不需要再次生成SQL语句了。

再看一个例子：

    @Override
    public void testCache() {
        // TODO Auto-generated method stub
        Session session = sessionFactory.openSession();
        Transaction tx = session.beginTransaction();
        Course c = (Course) session.get(Course.class, 1);
        System.out.println("Name:" + c.getName());
        tx.commit();
        session.close();

        session = sessionFactory.openSession();
        tx = session.beginTransaction();
        c = (Course) session.get(Course.class, 1);
        System.out.println("Name:" + c.getName());
        tx.commit();
        session.close();
    }

由于一级缓存是Session级别的缓存，所以Session关闭以后，一级缓存也就不存在了，第2次查询也要生成SQL语句：

Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
Name:计算机原理
Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
Name:计算机原理

3. 二级缓存

二级缓存即SessionFactory缓存，和一级缓存类似，也是根据对象的ID进行加载和缓存，区别就在于一级缓存只在Session内有效，而二级缓存在SessionFactory内有效。在访问某个ID的对象时，先到一级缓存里面去找，如果没有找到就到二级缓存里面去找。二级缓存包括EHCache，OSCache，SwarmCache和JBossCache等。这里以EHCache作为例子。

二级缓存需要程序进行管理。首先，配置Maven下载相关的Jar，在pom文件里面添加：

        <dependency>
            <groupId>org.hibernate</groupId>
            <artifactId>hibernate-ehcache</artifactId>
            <version>4.1.0.Final</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>net.sf.ehcache</groupId>
            <artifactId>ehcache</artifactId>
            <version>2.8.3</version>
        </dependency>

创建EHCache配置文件ehcache.xml：

<ehcache>
    <diskStore path="E:\Eclipse\MyWorkspace\Cache"/>
    <defaultCache
        maxElementsInMemory="10000"
        eternal="true"
        timeToIdleSeconds="120"
        timeToLiveSeconds="120"
        overflowToDisk="true"
    />
    <cache name="com.hzhi.course.entity.Course"
        maxElementsInMemory="10000"
        eternal="true"
        timeToIdleSeconds="300"
        timeToLiveSeconds="600"
        overflowToDisk="true"
    />
</ehcache>

defaultCache是默认的设置，下面一个cache指明了对哪一个类进行二级缓存。里面设置了最大缓存的对象数量，是否永久有效、最大空闲秒数、最大生存秒数、内存满时是否写到硬盘，写到硬盘的路径等等。

修改需要缓存的类的hbm文件：

    <class name="com.hzhi.course.entity.Course" table="clas">
        <cache usage="read-only"/>
                ......
    </class>

usage设置了并发访问策略，一般设置成read-only。

修改applicationContext.xml中的SessionFactory的配置，增加二级缓存的一些属性：

    <!-- SessionFactory -->
     <bean id="sessionFactory" class="org.springframework.orm.hibernate4.LocalSessionFactoryBean">
        <property name="dataSource" >
            <ref local="dataSource"/>
        </property>
        <!-- 配置Hibernate的属性 -->
        <property name="hibernateProperties">
            <props>
                <prop key="hibernate.dialect">org.hibernate.dialect.MySQLDialect</prop>
                <prop key="hibernate.show_sql">true</prop>
                <prop key="hibernate.format_sql">true</prop>
                <prop key="hibernate.connection.isolation">8</prop>
                <!-- 二级缓存 -->
                <prop key="hibernate.cache.use_second_level_cache">false</prop>
                <prop key="hibernate.cache.region.factory_class">org.hibernate.cache.ehcache.EhCacheRegionFactory</prop>
                <prop key="hibernate.cache.provider_configuration_file_resource_path">WEB-INF/ehcache.xml</prop>
            </props>
        </property>
　　　　　......
     </bean>

运行下面的例子：

    @Override
    public void testCache() {
        // TODO Auto-generated method stub
        Session session = sessionFactory.openSession();
        Transaction tx = session.beginTransaction();
        Course c = (Course) session.get(Course.class, 1);
        System.out.println("Name:" + c.getName());
        tx.commit();
        session.close();

        session = sessionFactory.openSession();
        tx = session.beginTransaction();
        c = (Course) session.get(Course.class, 1);
        System.out.println("Name:" + c.getName());
        tx.commit();
        session.close();
    }

结果：

Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
Name:计算机原理
Name:计算机原理

虽然关闭了Session，但是二级缓存仍然存在，所以只生成了一次SQL语句。

下面的例子：

    @Override
    public void testCache() {
        // TODO Auto-generated method stub
        Session session = sessionFactory.openSession();
        Transaction tx = session.beginTransaction();
        Query query = session.createQuery("from Course");
        Iterator iter = query.iterate();
        while(iter.hasNext()){
               System.out.println(((Course)iter.next()).getName());
        }
        tx.commit();
        session.close();

        session = sessionFactory.openSession();
        tx = session.beginTransaction();
        query = session.createQuery("from Course");
        iter = query.iterate();
        while(iter.hasNext()){
               System.out.println(((Course)iter.next()).getName());
        }
        tx.commit();
        session.close();
    }

结果：

Hibernate:
    select
        course0_.ID as col_0_0_
    from
        clas course0_
Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
计算机原理
Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
计算机网络
Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
数据库原理
Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
C语言
Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
大学英语A
Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
Java
Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
Linux
Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
高等数学
Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
语文
Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
大学物理
Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
软件工程
Hibernate:
    select
        course0_.ID as col_0_0_
    from
        clas course0_
计算机原理
计算机网络
数据库原理
C语言
大学英语A
Java
Linux
高等数学
语文
大学物理
软件工程

当使用Query的list()方法时，只生成一次SQL语句查询出所有的对象，使用iterate()方法时，会先得到所有对象的ID，然后根据每个ID生成一次SQL语句查询。第二个Session里面使用的也是iterate()方法，首先生成一次SQL语句，得到ID，然后根据ID查找对象，由于开启了二级缓存，在二级缓存里面找到了对象，所以就直接输出了，并没有再根据每个ID生成SQL语句。

不论是一级缓存还是二级缓存，都只能缓存对象，不能缓存属性的值。下面的例子：

    @Override
    public void testCache() {
        // TODO Auto-generated method stub
        Session session = sessionFactory.openSession();
        Transaction tx = session.beginTransaction();
        Query query = session.createQuery("select c.name from Course c");
        List<String> names = query.list();
        for(Iterator iter = names.iterator(); iter.hasNext();){
            String name = (String) iter.next();
            System.out.println(name);
        }
        System.out.println("----------");
        query = session.createQuery("select c.name from Course c");
        names = query.list();
        for(Iterator iter = names.iterator(); iter.hasNext();){
            String name = (String) iter.next();
            System.out.println(name);
        }
        System.out.println("----------");
        tx.commit();
        session.close();

    }

运行结果：

Hibernate:
    select
        course0_.NAME as col_0_0_
    from
        clas course0_
计算机原理
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数据库原理
C语言
大学英语A
Java
Linux
高等数学
语文
大学物理
软件工程
----------
Hibernate:
    select
        course0_.NAME as col_0_0_
    from
        clas course0_
计算机原理
计算机网络
数据库原理
C语言
大学英语A
Java
Linux
高等数学
语文
大学物理
软件工程
----------

虽然开启了二级缓存，但是查询的结果不是对象，是属性，所以并没有缓存，第2次查询仍然生成了查询语句。要解决这个问题，就需要查询缓存。

3. 查询缓存

在配置了二级缓存的基础上，可以设置查询缓存，在SessionFactory的设置里面加上一行：

<prop key="hibernate.cache.use_query_cache">true</prop>

即打开了查询缓存。查询缓存也是SessionFactory级别的缓存，在整个SessionFactory里面都是有效的。

关闭二级缓存，运行下面的例子，在Query后面添加setCacheable(true)打开查询缓存：

    @Override
    public void testCache() {
        // TODO Auto-generated method stub
        Session session = sessionFactory.openSession();
        Transaction tx = session.beginTransaction();
        Query query = session.createQuery("select c.name from Course c");
        query.setCacheable(true);
        List<String> names = query.list();
        for(Iterator iter = names.iterator(); iter.hasNext();){
            String name = (String) iter.next();
            System.out.println(name);
        }
        System.out.println("----------");
        query = session.createQuery("select c.name from Course c");
        query.setCacheable(true);
        names = query.list();
        for(Iterator iter = names.iterator(); iter.hasNext();){
            String name = (String) iter.next();
            System.out.println(name);
        }
        System.out.println("----------");
        tx.commit();
        session.close();

    }

结果：

Hibernate:
    select
        course0_.NAME as col_0_0_
    from
        clas course0_
计算机原理
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数据库原理
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Java
Linux
高等数学
语文
大学物理
软件工程
----------
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数据库原理
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高等数学
语文
大学物理
软件工程
----------

由于两次查询的HQL语句是一致的，所以只生成一次SQL语句。但是如果把第二次查询改一下：

        System.out.println("----------");
        query = session.createQuery("select c.name from Course c where c.id > 5");
        query.setCacheable(true);
        names = query.list();
        for(Iterator iter = names.iterator(); iter.hasNext();){
            String name = (String) iter.next();
            System.out.println(name);
        }
        System.out.println("----------"); 

结果：

Hibernate:
    select
        course0_.NAME as col_0_0_
    from
        clas course0_
计算机原理
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数据库原理
C语言
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Java
Linux
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语文
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软件工程
----------
Hibernate:
    select
        course0_.NAME as col_0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID>5
大学英语A
Java
Linux
高等数学
语文
大学物理
软件工程
----------

由于HQL语句变了，所以第二次也生成了SQL语句。

查询缓存可以缓存属性，也可以缓存对象，但是当缓存对象时，只缓存对象的ID，不会缓存整个对象。下面的例子：

    @Override
    public void testCache() {
        // TODO Auto-generated method stub
        Session session = sessionFactory.openSession();
        Transaction tx = session.beginTransaction();
        Query query = session.createQuery("from Course");
        query.setCacheable(true);
        List<Course> list = query.list();
        for (int i=0; i<list.size(); i++){
            System.out.println(list.get(i).getName());
        }
        System.out.println("----------");
        tx.commit();
        session.close();

        session = sessionFactory.openSession();
        tx = session.beginTransaction();
        query = session.createQuery("from Course");
        query.setCacheable(true);
        list = query.list();
        for (int i=0; i<list.size(); i++){
            System.out.println(list.get(i).getName());
        }
        System.out.println("----------"); 

        tx.commit();
        session.close();
    }

结果：

Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_,
        course0_.NAME as NAME0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_
    from
        clas course0_
计算机原理
计算机网络
数据库原理
C语言
大学英语A
Java
Linux
高等数学
语文
大学物理
软件工程
----------
Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_0_,
        course0_.NAME as NAME0_0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_0_
    from
        clas course0_
    where
        course0_.ID=?
计算机原理
计算机网络
数据库原理
C语言
大学英语A
Java
Linux
高等数学
语文
大学物理
软件工程
----------

由于开了查询缓存，没有开二级缓存，虽然使用的是list()方法一次查询出了所有的对象，但是查询缓存只缓存了对象ID，没有缓存整个对象。所以在第2个Session里面"from Course"这个HQL由于和前面的相同，并没有生成SQL语句，但是由于没有开二级缓存，没有缓存整个对象，只能根据每个ID去生成一次SQL语句。虽然两次用的都是list()方法，但是第一次是生成SQL语句去一次查询出所有的对象，而第二次是根据查询缓存里面的ID一个一个的生成SQL语句。

如果同时打开查询缓存和二级缓存，第2个Session里面就不用再根据ID去生成SQL语句了：

Hibernate:
    select
        course0_.ID as ID0_,
        course0_.NAME as NAME0_,
        course0_.COMMENT as COMMENT0_
    from
        clas course0_
计算机原理
计算机网络
数据库原理
C语言
大学英语A
Java
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高等数学
语文
大学物理
软件工程
----------
计算机原理
计算机网络
数据库原理
C语言
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Java
Linux
高等数学
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