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一、缓存机制的原理
计算机每次从mysql中执行sql语句，都是内存与硬盘的通信，对计算机来说，影响效率。
因此使用缓存机制。
1-1、MyBatis 的缓存机制：
执行 DQL（select 语句）的时候，将查询结果放到缓存当中（内存当中），如果下一次还是执行完全相同的 DQL（select 语句）语句，直接从缓存中拿数据，不再查数据库了。不再去硬盘上找数据了。
示例：
第一次执行这个 SQL：
select * from t_car where id=1;
第二次还是执行这个 SQL，完全一样：
select * from t_car where id=1;
此时，从缓存中获取，不再查数据库了。
当两条sql语句之间，对数据库做了任何修改操作，缓存将从内存中清除。
目的：提高执行效率。
缓存机制：使用减少 IO 的方式来提高效率。
IO：读文件和写文件。
缓存通常是我们程序开发中优化程序的重要手段：
- 字符串常量池
- 整数型常量池
- 线程池
- 连接池
- ……
【小结】：
缓存（cache）就是内存，提前把数据放到内存中，下一次用的时候，直接从缓存中拿，效率高！
二、几种常见的缓存/池化技术
这些“池”技术，其实都是 Java 中的 缓存/复用机制，目的是：提升性能、减少资源消耗、避免频繁创建和销毁对象。下面来系统讲解几种常见的缓存/池化技术：
2-1、字符串常量池（String Constant Pool）
1、原理：
Java 中字符串是不可变的（final），所以 JVM 会把相同的字符串常量只保留一份副本，存放在一个称为 字符串常量池 的内存区域。
String s1 = "hello";
String s2 = "hello";
System.out.println(s1 == s2); // true
"hello"是一个字符串字面量，保存在常量池中s1 和 s2 都指向同一个地址
2、注意：
String s3 = new String("hello");
System.out.println(s1 == s3); // false（堆 vs 常量池）
如果你想把 new 出来的字符串放入常量池：
String interned = s3.intern();
System.out.println(s1 == interned); // true
2-2、整数型常量池（Integer Cache）
1、原理：
Java 对于包装类型 Integer，有一个缓存区（[-128, 127]），当你使用 valueOf() 方法创建时，会从缓存中取对象而不是创建新对象。
Integer a = 127;
Integer b = 127;
System.out.println(a == b); // true（缓存）Integer c = 128;
Integer d = 128;
System.out.println(c == d); // false（未缓存）
2、范围：
JVM 默认缓存范围为 [-128, 127]，可以通过启动参数修改：
-XX:AutoBoxCacheMax=300
2-3、线程池（Thread Pool）
1、原理：
线程的创建与销毁成本高（涉及操作系统资源），频繁创建新线程会拖慢系统。
所以，线程池把线程复用起来，让多个任务共享固定线程，提高并发效率。
2、常用方式：
// 创建固定大小为 3 的线程池ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(3);// 模拟提交 5 个任务for (int i = 1; i <= 15; i++) {int taskId = i;pool.submit(new Runnable() {public void run() {String threadName = Thread.currentThread().getName();System.out.println("任务 " + taskId + " 开始，线程：" + threadName);try {Thread.sleep(20000); // 模拟任务耗时} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("任务 " + taskId + " 结束，线程：" + threadName);}});}// 关闭线程池（注意不是立刻关闭）pool.shutdown();
打印结果：
可以看到线程是复用的。
Executors 提供常见线程池工厂方法：
newFixedThreadPool(n)newCachedThreadPool()newSingleThreadExecutor()newScheduledThreadPool(n)
2-4、连接池（Connection Pool）
1、 原理：
数据库连接创建代价高（要连接服务器、授权、建会话），所以使用连接池 复用已建立的连接。
2、常见实现：
HikariCP（Spring Boot 默认）
DBCP
C3P0
Druid
3、示例（Spring Boot）：
spring.datasource.hikari.maximum-pool-size: 10
应用启动后，会提前建立 10 个连接，放入连接池，供业务查询复用。
2-5、对象池（Object Pool）
对于那些频繁使用又比较重量级的对象（如：ByteBuffer, Socket, 数据库连接），也可以池化处理。
Java 标准库没有通用的 ObjectPool，但 Apache Commons Pool 提供支持。
GenericObjectPool<MyReusableObject> pool = new GenericObjectPool<>(new MyObjectFactory());MyReusableObject obj = pool.borrowObject(); // 借
obj.doSomething(); // 用
pool.returnObject(obj); // 还你需要在项目中引入 Apache Commons Pool 的依赖（如果用 Maven）：
<dependency><groupId>org.apache.commons</groupId><artifactId>commons-pool2</artifactId><version>2.11.1</version> <!-- 可根据需要换版本 -->
</dependency>
2-6、内存缓存（如 LRU 缓存）
Java 中可以自己实现缓存算法（如 LRU），也可以使用：
Guava Cache
Caffeine（高性能）
Ehcache
Redis（分布式）
示例（Caffeine）：
Cache<String, Object> cache = Caffeine.newBuilder().maximumSize(1000).expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES).build();
2-7、类加载缓存（ClassLoader）
JVM 对每个类只加载一次，会将 .class 文件缓存到内存中，后续实例化只需创建对象而不重复加载。
2-8、反射缓存（Method/Field 缓存）
使用反射获取字段/方法（如 Class.getDeclaredMethods()）是慢操作。JVM 会自动缓存这些反射结构，Spring、MyBatis 等框架也会自己做缓存。
2-9、JVM 运行时常见缓存（底层）
| 缓存类型 | 说明 |
|---|---|
| 字符串常量池 | 复用 String 常量 |
| Integer 缓存 | 避免频繁装箱创建 Integer |
| Class 常量池 | 常量值如 final 字段、枚举等 |
| 方法句柄缓存 | JVM 优化调用性能 |
| Lambda 表达式缓存 | 编译后只创建一次匿名类对象 |
2-10、总结对比表
| 技术名称 | 类型 | 缓存对象 | 控制方式 | 是否可配置 |
|---|---|---|---|---|
| 字符串常量池 | 编译期/运行期 | String | 自动/intern() | ❌ |
| Integer 缓存 | 运行期 | Integer | 自动/valueOf() | ✅ |
| 线程池 | 并发 | Thread | Executors | ✅ |
| 连接池 | IO资源 | DB连接 | DataSource | ✅ |
| ObjectPool | 自定义 | 业务对象 | Apache Commons | ✅ |
| Guava/Caffeine | 本地缓存 | 任意对象 | API构建 | ✅ |
| Redis | 分布式缓存 | 任意对象 | 客户端控制 | ✅ |
三、Mybatis的缓存
mybatis 缓存包括：
- 一级缓存：将查询到的数据存储到 SqlSession 中。
- 二级缓存：将查询到的数据存储到 SqlSessionFactory 中。
- 集成其它第三方的缓存：比如 EhCache【Java 语言开发的】、Memcache【C 语言开发的】等。
SqlSessionFactory是一个数据库一个，SqlSession作用域是当前的sql会话。
缓存只针对DQL语句，也就是说：缓存只针对select语句！
3-1、MyBatis 一级缓存
3-1-1、什么是一级缓存？
一级缓存是 MyBatis 的默认缓存机制，作用范围是 一次 SqlSession 内部。简单说：
同一个 SqlSession 中，相同的查询语句和参数，MyBatis 会从缓存中取数据，不会再次访问数据库。
一级缓存mybatis默认开启，不需要任何配置！
3-1-2、一级缓存工作流程图
SqlSession├── 查询语句 1（未命中缓存） → 查数据库，缓存结果├── 查询语句 1（再次执行） → 命中缓存，直接返回└── SqlSession.close() → 缓存销毁
3-1-3、一级缓存使用示例
@Test
public void testFirstLevelCache() {SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession();UserMapper mapper = session.getMapper(UserMapper.class);// 第一次查询，去数据库User u1 = mapper.selectById(1L);System.out.println("第一次查询：" + u1);// 第二次查询相同 ID，命中缓存User u2 = mapper.selectById(1L);System.out.println("第二次查询：" + u2);System.out.println(u1 == u2); // true（同一个对象）session.close();
}
【注意】：
此时，控制台只执行一条sql select语句！
3-1-4、哪些情况会导致缓存失效？
SqlSession 不是同一个
每次
openSession()创建新的 Session，缓存就不同。示例：
@Testpublic void testFirstCache2() throws IOException {SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(Resources.getResourceAsStream("mybatis-config.xml"));SqlSession sqlSession1 = sqlSessionFactory.openSession();CarMapper mapper1 = sqlSession1.getMapper(CarMapper.class);Car car1 = mapper1.selectOneById(1L);System.out.println(car1);SqlSession sqlSession2 = sqlSessionFactory.openSession();CarMapper mapper2 = sqlSession2.getMapper(CarMapper.class);Car car2 = mapper2.selectOneById(1L);System.out.println(car2);sqlSession1.close();sqlSession2.close();}此时，控制台会打印两条sql select语句。
执行了
update/insert/delete操作写操作会清空缓存（保证数据一致性），修改任意一张表，都会清空缓存！
手动清空缓存
session.clearCache();查询的 SQL 或参数不同
3-1-5、一级缓存原理简述
MyBatis 内部维护了一个
PerpetualCache（HashMap 实现）每次查询前会根据 SQL+参数，生成 key，先查缓存
如果命中，直接返回
如果没命中，查数据库并存入缓存
3-2、MyBatis 二级缓存
MyBatis 的二级缓存，这对优化多次查询、减少数据库压力非常重要，尤其是跨 SqlSession 的查询场景。
3-2-1、什么是二级缓存？
二级缓存是 MyBatis 提供的跨 SqlSession 的缓存机制。
它的作用范围是：Mapper 映射级别（namespace），不同 SqlSession 之间共享缓存数据。
3-2-2、一级 vs 二级缓存对比
| 对比项 | 一级缓存（默认） | 二级缓存（需开启） |
|---|---|---|
| 缓存范围 | 单个 SqlSession 内 | 多个 SqlSession 共享 |
| 默认状态 | 开启 | 默认关闭 |
| 生命周期 | SqlSession 生命周期 | 应用级、映射器级别 |
| 存储结构 | 基于 HashMap（PerpetualCache） | 可自定义实现 |
| 典型用途 | 同一次操作内避免重复查询 | 缓解高频读操作数据库压力 |
3-2-3、使用二级缓存的三步配置
Step 1：开启全局二级缓存
<settings><setting name="cacheEnabled" value="true"/>
</settings>
【注意】：
是的，
<setting name="cacheEnabled" value="true"/>在 MyBatis 中默认就是开启的。
Step 2：在 Mapper 映射文件中开启 <cache/>
例如：UserMapper.xml
<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper"><cache /><select id="selectById" resultType="User">SELECT * FROM users WHERE id = #{id}</select>
</mapper>
你也可以配置更多参数（见下方扩展）
Step 3：实体类实现 Serializable 接口（因为缓存需要序列化）
public class User implements Serializable {private Long id;private String name;// ...其他字段
}
3-2-4、二级缓存使用示例
示例1：没有使用二级缓存
示例2：数据从二级缓存中获取
sqlSession1关闭，数据保存到二级缓存中，再执行sqlSession2中的select语句，会从二级缓存中获取。
【注意】：
一级缓存的优先级高，先从一级缓存中取数据，若是一级缓存关闭，则从二级中取数据！
示例3：跨namespace测试二级缓存
【注意】：
两个mapper不一样，但是执行的select语句和参数都是一样的，但是控制台依旧会执行两条select查询语句，说明二级缓存不能跨namespace！
3-2-5、哪些操作会清空二级缓存？
对该
namespace进行了update/insert/delete（增、删、改）显式调用了
clearCache()配置
<cache flushInterval="..."/>自动过期跨 namespace 无法共享（除非手动自定义）
3-2-6、常见 <cache> 配置项
<cache eviction="LRU" <!-- 缓存淘汰策略：LRU, FIFO, SOFT, WEAK -->flushInterval="60000" <!-- 自动刷新间隔：毫秒；刷新后二级缓存失效 -->size="512" <!-- 最大缓存对象数量 -->readOnly="false" <!-- 是否只读（只读更快但不可修改）, car1 == car2 -->blocking="true" <!-- 防止缓存击穿 -->
/>
3-2-7、一级缓存 vs 二级缓存（图解理解）
+------------------------+
| SqlSession A |
| └── 一级缓存（仅自己用） |
| |
| SqlSession B |
| └── 一级缓存（仅自己用） |
+------------------------+↓（关闭 SqlSession 后）
+------------------------+
| 二级缓存（共享） |
| key: SQL + 参数 |
| value: 查询结果对象 |
+------------------------+
3-3、自定义缓存实现（可选）
MyBatis 允许你自定义二级缓存逻辑（如整合 Redis），也就是集成第三方的缓存组件。
【注意】：
MyBatis的一级缓存是不可替代的！集成第三方的缓存组件，替代的是二级缓存！
MyBatis 如何集成第三方缓存组件，比如 Redis、EhCache、Caffeine 等。这种方式可以将 MyBatis 的二级缓存升级为分布式或高性能缓存，实现更强的可扩展性与性能提升。
1、示例：集成EhCache
step1：pom.xml中添加依赖
<!-- MyBatis 对 EhCache 的支持 -->
<dependency><groupId>org.mybatis.caches</groupId><artifactId>mybatis-ehcache</artifactId><version>1.2.1</version>
</dependency>step2: 添加 ehcache.xml 配置文件
<ehcache><cache name="com.example.mapper.UserMapper"maxEntriesLocalHeap="1000"timeToLiveSeconds="600"/>
</ehcache>step3: 在对应的xxxMapper.xml 中配置：
step4: 编写测试类
测试类和测试二级缓存一样，没有变动！