MyBatis缓存机制旨在提高数据库访问性能，减少不必要的数据库交互。缓存机制可以分为一级缓存和二级缓存两种。一级缓存是指每个SqlSession对象内部都维护了一个本地缓存，它是默认启用的，主要用于同一个SqlSession中的多次数据库访问；而二级缓存则是SqlSessionFactory级别的全局缓存，可以被多个SqlSession共享。

MyBatis缓存的基本概念

MyBatis缓存机制旨在提高数据库访问性能，减少不必要的数据库交互。缓存机制可以分为一级缓存和二级缓存两种。一级缓存是指每个SqlSession对象内部都维护了一个本地缓存，它是默认启用的，主要用于同一个SqlSession中的多次数据库访问；而二级缓存则是SqlSessionFactory级别的全局缓存，可以被多个SqlSession共享。

一级缓存与二级缓存的区别

一级缓存的主要特点如下：

• 范围：一级缓存是SqlSession级别的缓存，且是默认启用的。
• 共享性：同一SqlSession中的多次查询操作可以复用缓存中的数据，但不同SqlSession之间无法共享缓存数据。
• 生命周期：一级缓存的生命周期是与SqlSession保持一致的，当SqlSession关闭时，缓存数据也会被清除。

二级缓存的主要特点如下：

• 范围：二级缓存是SqlSessionFactory级别的缓存，可供多个SqlSession共享。
• 共享性：不同SqlSession之间可以共享二级缓存数据，从而减少对数据库的查询次数。
• 生命周期：二级缓存的生命周期与SqlSessionFactory保持一致，通常在应用程序关闭时才被清除。

启用二级缓存

要启用二级缓存，需要在SqlSessionFactory的配置文件（如mybatis-config.xml）中进行相应的设置，如下所示：

<settings>
    <setting name="cacheEnabled" value="true"/>
</settings>

此外，还需要为Mapper接口或Mapper XML配置文件启用缓存。在Mapper XML配置文件中，可以通过<cache>标签来启用二级缓存：

<cache />

缓存的全局配置

全局配置主要是指在SqlSessionFactory级别的配置。例如，可以在mybatis-config.xml中定义缓存策略，如下所示：

<cache type="org.apache.ibatis.cache.ExposedCache"/>

此配置指定二级缓存使用ExposedCache。

缓存的局部配置

局部配置是指在Mapper XML配置文件中定义的缓存配置。例如，可以指定缓存的类型、缓存的大小、缓存的刷新策略等，如下所示：

<cache
    type="org.apache.ibatis.cache.impl.PerpetualCache"
    eviction="FIFO"
    flushInterval="60000"
    size="1024"
    readOnly="true"/>

此配置指定了使用PerpetualCache作为缓存类型，使用FIFO（先进先出）策略，每隔60秒刷新一次缓存，缓存大小为1024，采用只读模式。

二级缓存的存储机制

二级缓存的存储机制主要依赖于缓存实现类。MyBatis内置了几种缓存实现类，例如PerpetualCache、LRUCache、FifoCache等。这些实现类通常使用Map结构来存储缓存数据。

当查询条件匹配到缓存中的数据时，MyBatis会直接从缓存中读取数据，而不会向数据库发起请求。缓存数据通常会包含查询的结果对象及其对应的参数。

二级缓存的读写流程

二级缓存的读写流程主要包括以下步骤：

1. 查询缓存：当MyBatis执行查询操作时，会首先从二级缓存中查找相同的查询结果。如果缓存中存在该查询结果，则直接返回缓存中的结果。
2. 缓存更新：如果缓存中没有查询结果，则MyBatis会向数据库发起查询请求。查询成功后，会将查询结果存储到二级缓存中。
3. 缓存刷新：当数据库中的数据发生变化时，需要及时更新或刷新二级缓存。可以通过设置缓存刷新策略来实现这一功能。

编写Mapper XML配置文件

以下是一个示例Mapper XML配置文件，其中定义了UserMapper接口，并启用了二级缓存：

<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
    <cache />

    <select id="getUserById" resultType="User">
        SELECT * FROM user WHERE id = #{id}
    </select>

    <update id="updateUser">
        UPDATE user SET name = #{name}, age = #{age} WHERE id = #{id}
    </update>
</mapper>

编写Java代码操作缓存

接下来，编写Java代码来操作缓存。以下是一个简单的示例，演示如何通过二级缓存读取和更新数据：

import org.apache.ibatis.session.SqlSession;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactory;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactoryBuilder;

import java.io.InputStream;

public class CacheExample {
    private static SqlSessionFactory sqlSessionFactory;

    static {
        // 创建SqlSessionFactory
        InputStream inputStream = CacheExample.class.getClassLoader().getResourceAsStream("mybatis-config.xml");
        sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 获取SqlSession
        try (SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession()) {
            UserMapper mapper = sqlSession.getMapper(UserMapper.class);

            // 通过缓存读取用户信息
            User user = mapper.getUserById(1);
            System.out.println("User from cache: " + user);

            // 更新用户信息
            User updatedUser = new User(1, "John Doe", 30);
            mapper.updateUser(updatedUser);
            sqlSession.commit(); // 提交事务，刷新缓存
        }
    }
}

哪些情况会清空缓存

以下是一些常见的会清空二级缓存的情况：

1. 更新操作：当执行更新（UPDATE）、插入（INSERT）或删除（DELETE）操作时，缓存中的该条目将被清除。
2. 刷新缓存：可以通过clearCache()方法手动刷新缓存。
3. 关闭SqlSession：当关闭SqlSession时，二级缓存中的数据不会被清除，但所有对该缓存的引用将失效。
4. 应用程序关闭：当应用程序关闭时，二级缓存将被清除。

如何处理并发问题

在并发环境中，需要特别注意二级缓存的并发问题。MyBatis提供了一些机制来处理并发问题，例如：

1. 只读缓存：通过设置readOnly="true"来将缓存设置为只读模式，从而避免缓存数据被修改。
2. 刷新策略：通过设置刷新策略（如FIFO、LRU等），确保缓存数据的一致性。
3. 线程安全的缓存实现：可以使用线程安全的缓存实现类，如ConcurrentHashMap。

示例代码

以下是在Java代码中手动刷新缓存的示例：

sqlSession.clearCache();

实际项目中的二级缓存应用案例

以下是一个实际项目中的二级缓存应用案例，假设有一个电商网站，需要频繁查询商品信息。

Mapper XML配置文件示例

<mapper namespace="com.example.mapper.ProductMapper">
    <cache />

    <select id="getProductById" resultType="Product">
        SELECT * FROM product WHERE id = #{id}
    </select>
</mapper>

Java代码示例

import org.apache.ibatis.session.SqlSession;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactory;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactoryBuilder;

import java.io.InputStream;

public class ProductCacheExample {
    private static SqlSessionFactory sqlSessionFactory;

    static {
        InputStream inputStream = ProductCacheExample.class.getClassLoader().getResourceAsStream("mybatis-config.xml");
        sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
    }

    public static void main(String[] args) {
        try (SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession()) {
            ProductMapper mapper = sqlSession.getMapper(ProductMapper.class);

            // 通过缓存读取商品信息
            Product product = mapper.getProductById(1);
            System.out.println("Product from cache: " + product);

            // 更新商品信息
            Product updatedProduct = new Product(1, "New Product", 100);
            mapper.updateProduct(updatedProduct);
            sqlSession.commit();
        }
    }
}

如何优化二级缓存性能

为了优化二级缓存的性能，可以从以下几个方面入手：

1. 缓存大小：合理设置缓存的大小，避免缓存过大导致内存消耗过高。
2. 刷新策略：选择合适的刷新策略，例如FIFO、LRU等，以确保缓存数据的一致性。
3. 并发控制：使用线程安全的缓存实现类，避免缓存数据在并发环境中被破坏。
4. 只读缓存：将缓存设置为只读模式，减少缓存数据被修改的风险。
5. 缓存预热：在应用程序启动时，预先加载一些常用的数据到缓存中，以减少首次访问的延迟。