MyBatis的二级缓存机制是其提供的全局、跨会话缓存方案，用于存储数据库查询的结果，以避免重复的数据库查询操作，减少对数据库的访问压力。本指南覆盖缓存的基本配置、使用，以及常见问题的解决策略，以实现高效的数据读取优化，助您构建高性能数据库访问系统。

优势与应用场景

MyBatis的二级缓存具备以下优势：

• 性能提升：通过缓存查询结果，避免了对数据库的频繁访问，显著提升了系统性能。
• 减少网络开销：在高并发场景下，减少了数据库的连接和查询操作，减轻了网络通信负担。
• 跨会话支持：适用于多用户同时访问同一数据的系统，缓存结果在不同会话之间共享。
• 内存消耗：通过优化策略和生命周期管理，有效控制内存消耗，适用于资源有限的环境。

二级缓存在以下场景特别适用：

• 复杂查询：对于频繁执行的复杂 SQL 查询，缓存查询结果可避免重复查询数据库。
• 读多写少：在数据读取操作远超过写入操作的系统中，二级缓存能够发挥最佳性能。
• 长时间有效数据：对于更新频率较低的数据，缓存可长时间保留，减少重复获取。

MyBatis提供了XML配置文件和注解两种方式配置二级缓存。

XML配置文件设置

在mybatis-config.xml中，通过<cache>标签配置缓存：

<cache
    id="myCache"
    type="com.example.MyCacheFactory"
    usage="readWrite"
    timeToLive="120">
    <property name="flushInterval" value="60000"/>
    <property name="revalidateCacheOnUpdate" value="true"/>
</cache>

使用注解简化配置

对于MyBatis 3.4及以上版本，使用注解简化配置和使用过程：

@Cacheable(value = "myCache", key = "#userId")
public User getUserById(int userId) {
    // 查询代码
}

cache标签配置

cache标签定义缓存的具体配置，包括存储类型、超时时间、初始化策略等：

<cache
    id="myCache"
    type="com.example.MyCacheFactory"
    usage="readWrite"
    timeToLive="120">
    <property name="flushInterval" value="60000"/>
    <property name="revalidateCacheOnUpdate" value="true"/>
</cache>

flushCache和evict操作

• flushCache：清空特定缓存或全部缓存。
• evict：从缓存中移除特定缓存项。

// 清空缓存
session.getCache().flush();

// 移出缓存项
session.getCache().evict("userId");

缓存语句和全局缓存的区别

• 缓存语句：针对特定SQL语句的缓存，通过<cache>标签或注解实现。
• 全局缓存：覆盖所有缓存语句的缓存，通过全局配置实现。

实例1：实现用户信息缓存

@Cacheable(value = "userCache", key = "#userId")
public User getUserById(int userId) {
    // 查询或返回缓存中的用户信息
}

实例2：处理复杂查询结果缓存

@Cacheable(value = "complexCache", key = "#sqlId + '#' + #parameters", condition = "#result instanceof List && result.size() > 0")
public List<ComplexResult> getComplexQueryResult(String sqlId, Object... parameters) {
    // 复杂查询逻辑
}

实例3：处理多表查询的缓存优化

@Cacheable(value = "multiTableCache", key = "#sqlId + '#' + #parameters", condition = "#result instanceof List && result.size() > 0")
public List<MultiTableResult> getMultiTableQueryResult(String sqlId, Object... parameters) {
    // 多表查询逻辑
}

缓存穿透与解决策略

解决缓存穿透的策略包括：

• 使用布隆过滤器：预先检查数据是否存在，避免直接请求数据库。
• 设置默认值：对不存在的数据设置默认值，并尝试更新缓存。

缓存雪崩与应对方案

应对缓存雪崩采用：

• 分区缓存：将缓存数据按规则分片，减少同时失效的范围。
• 异步刷新：将缓存刷新操作异步执行，避免集中刷新数据库压力。

缓存的失效机制与策略

缓存失效机制通常包括：

• 超时：设置缓存项的生存时间，过期后自动失效。
• 并发控制：在高并发场景中，使用锁机制防止并发冲突。

通过合理配置缓存策略和失效机制，可以提升缓存的稳定性和效率。

性能监控与调优

• 监控缓存命中率：监测缓存命中率、查询命中缓存次数等指标，评估缓存效果。
• 调整缓存参数：根据具体情况进行缓存参数的调整，如缓存大小、超时时间等。

缓存清理与生命周期管理

• 定期清理：对不活跃或已过期的缓存项进行定期清理。
• 失效策略：根据不同业务需求实现不同类型的失效策略，如计数失效、时间失效等。

集成与配合其他技术实现更高效缓存方案

• 配合Redis：使用Redis作为缓存，利用其高性能和丰富的数据结构支持，提升缓存性能。
• 分布式缓存：在分布式系统中，使用分布式缓存解决方案（如Redis集群、Memcached等），实现全局缓存。

通过上述实践和技巧，可以更有效地利用MyBatis的二级缓存，提升系统性能和用户体验。