hibernate 二级缓存
Hibernate 缓存
- 缓存(Cache): 计算机领域非常通用的概念。它介于应用程序和永久性数据存储源(如硬盘上的文件或者数据库)之间,其作用是降低应用程序直接读写永久性数据存储源的频率,从而提高应用的运行性能。缓存中的数据是数据存储源中数据的拷贝。缓存的物理介质通常是内存
- Hibernate中提供了两个级别的缓存
- 第一级别的缓存是 Session 级别的缓存,它是属于事务范围的缓存。这一级别的缓存由 hibernate 管理的
- 第二级别的缓存是 SessionFactory 级别的缓存,它是属于进程范围的缓存
- 第一级别的缓存是 Session 级别的缓存,它是属于事务范围的缓存。这一级别的缓存由 hibernate 管理的
SessionFactory 级别的缓存
- SessionFactory 的缓存可以分为两类:
- 内置缓存: Hibernate 自带的, 不可卸载. 通常在 Hibernate 的初始化阶段, Hibernate 会把映射元数据和预定义的 SQL 语句放到 SessionFactory 的缓存中, 映射元数据是映射文件中数据(.hbm.xml 文件中的数据)的复制. 该内置缓存是只读的.
- 外置缓存(二级缓存): 一个可配置的缓存插件.在默认情况下, SessionFactory 不会启用这个缓存插件. 外置缓存中的数据是数据库数据的复制, 外置缓存的物理介质可以是内存或硬盘
- 内置缓存: Hibernate 自带的, 不可卸载. 通常在 Hibernate 的初始化阶段, Hibernate 会把映射元数据和预定义的 SQL 语句放到 SessionFactory 的缓存中, 映射元数据是映射文件中数据(.hbm.xml 文件中的数据)的复制. 该内置缓存是只读的.
使用 Hibernate 的二级缓存
- 适合放入二级缓存中的数据:
- 很少被修改
- 不是很重要的数据, 允许出现偶尔的并发问题
- 很少被修改
- 不适合放入二级缓存中的数据:
- 经常被修改
- 财务数据, 绝对不允许出现并发问题
- 与其他应用程序共享的数据
- 经常被修改
- 两个并发的事务同时访问持久层的缓存的相同数据时, 也有可能出现各类并发问题.
- 二级缓存可以设定以下 4 种类型的并发访问策略, 每一种访问策略对应一种事务隔离级别
- 非严格读写(Nonstrict-read-write): 不保证缓存与数据库中数据的一致性. 提供 Read Uncommited 事务隔离级别, 对于极少被修改, 而且允许脏读的数据, 可以采用这种策略
- 读写型(Read-write):提供 Read Commited 数据隔离级别.对于经常读但是很少被修改的数据, 可以采用这种隔离类型, 因为它可以防止脏读
- 事务型(Transactional): 仅在受管理环境下适用. 它提供了 Repeatable Read 事务隔离级别. 对于经常读但是很少被修改的数据, 可以采用这种隔离类型, 因为它可以防止脏读和不可重复读
- 只读型(Read-Only):提供 Serializable 数据隔离级别, 对于从来不会被修改的数据, 可以采用这种访问策略
- Hibernate 的二级缓存是进程或集群范围内的缓存
- 二级缓存是可配置的的插件, Hibernate 允许选用以下类型的缓存插件:
- EHCache: 可作为进程范围内的缓存, 存放数据的物理介质可以使内存或硬盘, 对 Hibernate 的查询缓存提供了支持
- OpenSymphony OSCache:可作为进程范围内的缓存, 存放数据的物理介质可以使内存或硬盘, 提供了丰富的缓存数据过期策略, 对 Hibernate 的查询缓存提供了支持
- SwarmCache: 可作为集群范围内的缓存, 但不支持 Hibernate 的查询缓存
- JBossCache:可作为集群范围内的缓存, 支持 Hibernate 的查询缓存
- 4 种缓存插件支持的并发访问策略(x 代表支持, 空白代表不支持)
- 配置进程范围内的二级缓存的步骤:
- 选择合适的缓存插件: EHCache(jar 包和 配置文件), 并编译器配置文件
- 在 Hibernate 的配置文件中启用二级缓存并指定和 EHCache 对应的缓存适配器
- 选择需要使用二级缓存的持久化类, 设置它的二级缓存的并发访问策略
- <class> 元素的 cache 子元素表明 Hibernate 会缓存对象的简单属性, 但不会缓存集合属性, 若希望缓存集合属性中的元素, 必须在 <set> 元素中加入 <cache> 子元素
- 在 hibernate 配置文件中通过 <class-cache/> 节点配置使用缓存
- <class> 元素的 cache 子元素表明 Hibernate 会缓存对象的简单属性, 但不会缓存集合属性, 若希望缓存集合属性中的元素, 必须在 <set> 元素中加入 <cache> 子元素
1. 使用 Hibernate 二级缓存的步骤:
I. 复制 \hibernate-release-4.2.4.Final\lib\optional\ehcache\*.jar 到当前 Hibrenate 应用的类路径下.
II. 复制 hibernate-release-4.2.4.Final\project\etc\ehcachexml 到当前 WEB 应用的类路径下
I. 配置启用 hibernate 的二级缓存
<property name="cache.use_second_level_cache">true</property>
II 配置hibernate二级缓存使用的产品
<property name="hibernate.cache.region.factory_class">org.hibernate.cache.ehcache.EhCacheRegionFactory</property>
III. 配置对哪些类使用 hibernate 的二级缓存
<class-cache usage="read-write" class="com.atguigu.hibernate.entities.Employee"/>
实际上也可以在 .hbm.xml 文件中配置对哪些类使用二级缓存, 及二级缓存的策略是什么.
2). 集合级别的二级缓存的配置
I. 配置对集合使用二级缓存
<collection-cache usage="read-write" collection="com.atguigu.hibernate.entities.Department.emps"/>
也可以在 .hbm.xml 文件中进行配置
<set name="emps" table="GG_EMPLOYEE" inverse="true" lazy="true"> <cache usage="read-write"/> <key> <column name="DEPT_ID" /> </key> <one-to-many class="com.atguigu.hibernate.entities.Employee" /> </set>II. 注意: 还需要配置集合中的元素对应的持久化类也使用二级缓存! 否则将会多出 n 条 SQL 语句.
3). ehcache 的 配置文件: ehcache.xml
4). 查询缓存: 默认情况下, 设置的缓存对 HQL 及 QBC 查询时无效的, 但可以通过以下方式使其是有效的
I. 在 hibernate 配置文件中声明开启查询缓存
<property name="cache.use_query_cache">true</property>
II. 调用 Query 或 Criteria 的 setCacheable(true) 方法
III. 查询缓存依赖于二级缓存
ehcache.xml
<diskStore>: 指定一个目录:当 EHCache 把数据写到硬盘上时, 将把数据写到这个目录下.
<defaultCache>: 设置缓存的默认数据过期策略
<cache> 设定具体的命名缓存的数据过期策略。每个命名缓存代表一个缓存区域
缓存区域(region):一个具有名称的缓存块,可以给每一个缓存块设置不同的缓存策略。如果没有设置任何的缓存区域,则所有被缓存的对象,都将使用默认的缓存策略。即:<defaultCache.../>
Hibernate在不同的缓存区域保存不同的类/集合。
- 对于类而言,区域的名称是类名。如:com.atguigu.domain.Customer
- 对于集合而言,区域的名称是类名加属性名。如com.atguigu.domain.Customer.orders
name:设置缓存的名字,它的取值为类的全限定名或类的集合的名字
maxInMemory:设置基于内存的缓存中可存放的对象最大数目
eternal:设置对象是否为永久的,true表示永不过期,此时将忽略
timeToIdleSeconds 和 timeToLiveSeconds属性; 默认值是falsetimeToIdleSeconds:设置对象空闲最长时间,以秒为单位, 超过这个时间,对象过期。当对象过期时,EHCache会把它从缓存中清除。如果此值为0,表示对象可以无限期地处于空闲状态。
timeToLiveSeconds:设置对象生存最长时间,超过这个时间,对象过期。 如果此值为0,表示对象可以无限期地存在于缓存中. 该属性值必须大于或等于 timeToIdleSeconds 属性值
overflowToDisk:设置基于内存的缓存中的对象数目达到上限后,是否把溢出的对象写到基于硬盘的缓存中
查询缓存
- 对于经常使用的查询语句, 如果启用了查询缓存, 当第一次执行查询语句时, Hibernate 会把查询结果存放在查询缓存中. 以后再次执行该查询语句时, 只需从缓存中获得查询结果, 从而提高查询性能
- 查询缓存使用于如下场合:
- 应用程序运行时经常使用查询语句
- 很少对与查询语句检索到的数据进行插入, 删除和更新操作
- 启用查询缓存的步骤
- 配置二级缓存, 因为查询缓存依赖于二级缓存
- 在 hibernate 配置文件中启用查询缓存
- 对于希望启用查询缓存的查询语句, 调用 Query 的 setCacheable() 方法
时间戳缓存区域(了解)
时间戳缓存区域存放了对于查询结果相关的表进行插入, 更新或删除操作的时间戳. Hibernate 通过时间戳缓存区域来判断被缓存的查询结果是否过期, 其运行过程如下:
- T1 时刻执行查询操作, 把查询结果存放在 QueryCache 区域, 记录该区域的时间戳为 T1
- T2 时刻对查询结果相关的表进行更新操作, Hibernate 把 T2 时刻存放在 UpdateTimestampCache 区域.
- T3 时刻执行查询结果前, 先比较 QueryCache 区域的时间戳和 UpdateTimestampCache 区域的时间戳, 若 T2 >T1, 那么就丢弃原先存放在 QueryCache 区域的查询结果, 重新到数据库中查询数据, 再把结果存放到 QueryCache 区域; 若 T2 < T1, 直接从 QueryCache 中获得查询结果
Query 接口的 iterate() 方法(不建议使用)
- 同 list() 一样也能执行查询操作
- list() 方法执行的 SQL 语句包含实体类对应的数据表的所有字段
- Iterator() 方法执行的SQL 语句中仅包含实体类对应的数据表的 ID 字段
- 当遍历访问结果集时, 该方法先到 Session 缓存及二级缓存中查看是否存在特定 OID 的对象, 如果存在, 就直接返回该对象, 如果不存在该对象就通过相应的 SQL Select 语句到数据库中加载特定的实体对象
- 大多数情况下, 应考虑使用 list() 方法执行查询操作. iterator() 方法仅在满足以下条件的场合, 可以稍微提高查询性能:
- 要查询的数据表中包含大量字段
- 启用了二级缓存, 且二级缓存中可能已经包含了待查询的对象
源码详解:
Department.java
package com.atguigu.hibernate.entities; import java.util.HashSet; import java.util.Set; public class Department { private Integer id; private String name; private Set<Employee> emps = new HashSet<>(); public Integer getId() { return id; } public void setId(Integer id) { this.id = id; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public Set<Employee> getEmps() { return emps; } public void setEmps(Set<Employee> emps) { this.emps = emps; } @Override public String toString() { return "Department [id=" + id + "]"; } }
<?xml version="1.0"?> <!DOCTYPE hibernate-mapping PUBLIC "-//Hibernate/Hibernate Mapping DTD 3.0//EN" "http://hibernate.sourceforge.net/hibernate-mapping-3.0.dtd"> <hibernate-mapping> <class name="com.atguigu.hibernate.entities.Department" table="GG_DEPARTMENT"> <id name="id" type="java.lang.Integer"> <column name="ID" /> <generator class="native" /> </id> <property name="name" type="java.lang.String"> <column name="NAME" /> </property> <set name="emps" table="GG_EMPLOYEE" inverse="true" lazy="true"> <key> <column name="DEPT_ID" /> </key> <one-to-many class="com.atguigu.hibernate.entities.Employee" /> </set> </class> </hibernate-mapping>
package com.atguigu.hibernate.entities; public class Employee { private Integer id; private String name; private float salary; private String email; private Department dept; public Integer getId() { return id; } public void setId(Integer id) { this.id = id; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public float getSalary() { return salary; } public void setSalary(float salary) { this.salary = salary; } public String getEmail() { return email; } public void setEmail(String email) { this.email = email; } public Department getDept() { return dept; } public void setDept(Department dept) { this.dept = dept; } @Override public String toString() { return "Employee [id=" + id + "]"; } public Employee(String email, float salary, Department dept) { super(); this.salary = salary; this.email = email; this.dept = dept; } public Employee() { // TODO Auto-generated constructor stub } }
<?xml version="1.0"?> <!DOCTYPE hibernate-mapping PUBLIC "-//Hibernate/Hibernate Mapping DTD 3.0//EN" "http://hibernate.sourceforge.net/hibernate-mapping-3.0.dtd"> <hibernate-mapping> <class name="com.atguigu.hibernate.entities.Employee" table="GG_EMPLOYEE"> <!-- <cache usage="read-write"/> --> <id name="id" type="java.lang.Integer"> <column name="ID" /> <generator class="native" /> </id> <property name="name" type="java.lang.String"> <column name="NAME" /> </property> <property name="salary" type="float"> <column name="SALARY" /> </property> <property name="email" type="java.lang.String"> <column name="EMAIL" /> </property> <many-to-one name="dept" class="com.atguigu.hibernate.entities.Department"> <column name="DEPT_ID" /> </many-to-one> </class> <query name="salaryEmps"><![CDATA[FROM Employee e WHERE e.salary > :minSal AND e.salary < :maxSal]]></query> </hibernate-mapping>
package com.atguigu.hibernate.test; import java.sql.Connection; import java.sql.SQLException; import java.util.ArrayList; import java.util.Arrays; import java.util.Iterator; import java.util.LinkedHashSet; import java.util.List; import org.hibernate.Criteria; import org.hibernate.Query; import org.hibernate.Session; import org.hibernate.SessionFactory; import org.hibernate.Transaction; import org.hibernate.cfg.Configuration; import org.hibernate.criterion.Conjunction; import org.hibernate.criterion.Disjunction; import org.hibernate.criterion.MatchMode; import org.hibernate.criterion.Order; import org.hibernate.criterion.Projections; import org.hibernate.criterion.Restrictions; import org.hibernate.jdbc.Work; import org.hibernate.service.ServiceRegistry; import org.hibernate.service.ServiceRegistryBuilder; import org.junit.After; import org.junit.Before; import org.junit.Test; import com.atguigu.hibernate.dao.DepartmentDao; import com.atguigu.hibernate.entities.Department; import com.atguigu.hibernate.entities.Employee; import com.atguigu.hibernate.hibernate.HibernateUtils; public class HibernateTest { private SessionFactory sessionFactory; private Session session; private Transaction transaction; @Before public void init(){ Configuration configuration = new Configuration().configure(); ServiceRegistry serviceRegistry = new ServiceRegistryBuilder().applySettings(configuration.getProperties()) .buildServiceRegistry(); sessionFactory = configuration.buildSessionFactory(serviceRegistry); session = sessionFactory.openSession(); transaction = session.beginTransaction(); } @After public void destroy(){ transaction.commit(); session.close(); sessionFactory.close(); } @Test public void testBatch(){ session.doWork(new Work() { @Override public void execute(Connection connection) throws SQLException { //通过 JDBC 原生的 API 进行操作, 效率最高, 速度最快! } }); } @Test public void testManageSession(){ //获取 Session //开启事务 Session session = HibernateUtils.getInstance().getSession(); System.out.println("-->" + session.hashCode()); Transaction transaction = session.beginTransaction(); DepartmentDao departmentDao = new DepartmentDao(); Department dept = new Department(); dept.setName("ATGUIGU"); departmentDao.save(dept); departmentDao.save(dept); departmentDao.save(dept); //若 Session 是由 thread 来管理的, 则在提交或回滚事务时, 已经关闭 Session 了. transaction.commit(); System.out.println(session.isOpen()); } @Test public void testQueryIterate(){ Department dept = (Department) session.get(Department.class, 70); System.out.println(dept.getName()); System.out.println(dept.getEmps().size()); Query query = session.createQuery("FROM Employee e WHERE e.dept.id = 80"); // List<Employee> emps = query.list(); // System.out.println(emps.size()); Iterator<Employee> empIt = query.iterate(); while(empIt.hasNext()){ System.out.println(empIt.next().getName()); } } @Test public void testUpdateTimeStampCache(){ Query query = session.createQuery("FROM Employee"); query.setCacheable(true); List<Employee> emps = query.list(); System.out.println(emps.size()); Employee employee = (Employee) session.get(Employee.class, 100); employee.setSalary(30000); emps = query.list(); System.out.println(emps.size()); } @Test public void testQueryCache(){ Query query = session.createQuery("FROM Employee"); query.setCacheable(true); List<Employee> emps = query.list(); System.out.println(emps.size()); emps = query.list(); System.out.println(emps.size()); Criteria criteria = session.createCriteria(Employee.class); criteria.setCacheable(true); } @Test public void testCollectionSecondLevelCache(){ Department dept = (Department) session.get(Department.class, 80); System.out.println(dept.getName()); System.out.println(dept.getEmps().size()); transaction.commit(); session.close(); session = sessionFactory.openSession(); transaction = session.beginTransaction(); Department dept2 = (Department) session.get(Department.class, 80); System.out.println(dept2.getName()); System.out.println(dept2.getEmps().size()); } @Test public void testHibernateSecondLevelCache(){ Employee employee = (Employee) session.get(Employee.class, 100); System.out.println(employee.getName()); transaction.commit(); session.close(); session = sessionFactory.openSession(); transaction = session.beginTransaction(); Employee employee2 = (Employee) session.get(Employee.class, 100); System.out.println(employee2.getName()); } }
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <!DOCTYPE hibernate-configuration PUBLIC "-//Hibernate/Hibernate Configuration DTD 3.0//EN" "http://hibernate.sourceforge.net/hibernate-configuration-3.0.dtd"> <hibernate-configuration> <session-factory> <!-- Hibernate 连接数据库的基本信息 --> <property name="connection.username">scott</property> <property name="connection.password">java</property> <property name="connection.driver_class">oracle.jdbc.driver.OracleDriver</property> <property name="connection.url">jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:orcl</property> <!-- Hibernate 的基本配置 --> <!-- Hibernate 使用的数据库方言 --> <property name="dialect">org.hibernate.dialect.Oracle10gDialect</property> <!-- 运行时是否打印 SQL --> <property name="show_sql">true</property> <!-- 运行时是否格式化 SQL --> <property name="format_sql">true</property> <!-- 生成数据表的策略 --> <property name="hbm2ddl.auto">update</property> <!-- 设置 Hibernate 的事务隔离级别 --> <property name="connection.isolation">2</property> <!-- 删除对象后, 使其 OID 置为 null --> <property name="use_identifier_rollback">true</property> <!-- 配置 C3P0 数据源 --> <!-- <property name="hibernate.c3p0.max_size">10</property> <property name="hibernate.c3p0.min_size">5</property> <property name="c3p0.acquire_increment">2</property> <property name="c3p0.idle_test_period">2000</property> <property name="c3p0.timeout">2000</property> <property name="c3p0.max_statements">10</property> --> <!-- 设定 JDBC 的 Statement 读取数据的时候每次从数据库中取出的记录条数 --> <property name="hibernate.jdbc.fetch_size">100</property> <!-- 设定对数据库进行批量删除,批量更新和批量插入的时候的批次大小 --> <property name="jdbc.batch_size">30</property> <!-- 启用二级缓存 --> <property name="cache.use_second_level_cache">true</property> <!-- 配置使用的二级缓存的产品 --> <property name="hibernate.cache.region.factory_class">org.hibernate.cache.ehcache.EhCacheRegionFactory</property> <!-- 配置启用查询缓存 --> <property name="cache.use_query_cache">true</property> <!-- 配置管理 Session 的方式 --> <property name="current_session_context_class">thread</property> <!-- 需要关联的 hibernate 映射文件 .hbm.xml --> <mapping resource="com/atguigu/hibernate/entities/Department.hbm.xml"/> <mapping resource="com/atguigu/hibernate/entities/Employee.hbm.xml"/> <class-cache usage="read-write" class="com.atguigu.hibernate.entities.Employee"/> <class-cache usage="read-write" class="com.atguigu.hibernate.entities.Department"/> <collection-cache usage="read-write" collection="com.atguigu.hibernate.entities.Department.emps"/> </session-factory> </hibernate-configuration>
<ehcache> <!-- Sets the path to the directory where cache .data files are created. If the path is a Java System Property it is replaced by its value in the running VM. The following properties are translated: user.home - User's home directory user.dir - User's current working directory java.io.tmpdir - Default temp file path --> <!-- 指定一个目录:当 EHCache 需要 把数据写到硬盘上时, 将把数据写到这个目录下. --> <diskStore path="d:\\tempDirectory"/> <!--Default Cache configuration. These will applied to caches programmatically created through the CacheManager. The following attributes are required for defaultCache: maxInMemory - Sets the maximum number of objects that will be created in memory eternal - Sets whether elements are eternal. If eternal, timeouts are ignored and the element is never expired. timeToIdleSeconds - Sets the time to idle for an element before it expires. Is only used if the element is not eternal. Idle time is now - last accessed time timeToLiveSeconds - Sets the time to live for an element before it expires. Is only used if the element is not eternal. TTL is now - creation time overflowToDisk - Sets whether elements can overflow to disk when the in-memory cache has reached the maxInMemory limit. --> <!-- 设置缓存的默认数据过期策略 --> <defaultCache maxElementsInMemory="10000" eternal="false" timeToIdleSeconds="120" timeToLiveSeconds="120" overflowToDisk="true" /> <!-- 设定具体的命名缓存的数据过期策略。每个命名缓存代表一个缓存区域 缓存区域(region):一个具有名称的缓存块,可以给每一个缓存块设置不同的缓存策略。 如果没有设置任何的缓存区域,则所有被缓存的对象,都将使用默认的缓存策略。即:<defaultCache.../> Hibernate 在不同的缓存区域保存不同的类/集合。 对于类而言,区域的名称是类名。如:com.atguigu.domain.Customer 对于集合而言,区域的名称是类名加属性名。如com.atguigu.domain.Customer.orders --> <!-- name: 设置缓存的名字,它的取值为类的全限定名或类的集合的名字 maxElementsInMemory: 设置基于内存的缓存中可存放的对象最大数目 eternal: 设置对象是否为永久的, true表示永不过期, 此时将忽略timeToIdleSeconds 和 timeToLiveSeconds属性; 默认值是false timeToIdleSeconds:设置对象空闲最长时间,以秒为单位, 超过这个时间,对象过期。 当对象过期时,EHCache会把它从缓存中清除。如果此值为0,表示对象可以无限期地处于空闲状态。 timeToLiveSeconds:设置对象生存最长时间,超过这个时间,对象过期。 如果此值为0,表示对象可以无限期地存在于缓存中. 该属性值必须大于或等于 timeToIdleSeconds 属性值 overflowToDisk:设置基于内存的缓存中的对象数目达到上限后,是否把溢出的对象写到基于硬盘的缓存中 --> <cache name="com.atguigu.hibernate.entities.Employee" maxElementsInMemory="1" eternal="false" timeToIdleSeconds="300" timeToLiveSeconds="600" overflowToDisk="true" /> <cache name="com.atguigu.hibernate.entities.Department.emps" maxElementsInMemory="1000" eternal="true" timeToIdleSeconds="0" timeToLiveSeconds="0" overflowToDisk="false" /> </ehcache>
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