本文介绍了Mybatis一级缓存的基本概念及其在同一个SqlSession中的工作原理，通过缓存机制提高程序的运行效率，减少对数据库的访问次数。文章详细讲解了如何手动清除缓存以保持数据的一致性，并提供了调试和查看缓存状态的方法。

Mybatis一级缓存简介

什么是Mybatis一级缓存

Mybatis一级缓存又称作本地缓存，是SqlSession级别的缓存。在同一个SqlSession中，查询相同的数据会被缓存起来，这样在后续的操作中可以直接从缓存中获取数据，而无需每次都向数据库发出查询请求。

一级缓存的作用和意义

一级缓存的主要作用是提高程序的运行效率，减少对数据库的访问次数。具体来说，当应用程序在同一SqlSession中多次执行相同的查询时，如果这些查询的结果已经被缓存，那么这些查询将从缓存中获取数据，而不是通过数据库获取。这在频繁查询相同数据的场景中，可以显著提升应用的性能。

一级缓存的工作机制

Mybatis一级缓存的工作机制主要分为以下几个步骤：

1. 查询缓存：应用程序向Mybatis请求查询数据时，Mybatis会先检查该查询是否已经在当前SqlSession的一级缓存中。
2. 缓存命中：如果缓存中已经存在该查询的结果，则直接从缓存中返回数据，不会再次查询数据库。
3. 缓存未命中：如果缓存中没有该查询的结果，则Mybatis会查询数据库，获取数据后将其存入缓存中，同时返回查询结果给应用程序。
4. 缓存更新：当应用程序执行了修改数据的操作（如插入、更新、删除），Mybatis会自动清理该SqlSession中对应的缓存，确保缓存中的数据与数据库中的数据一致。

下面是一个简单的代码示例，展示了如何在同一个SqlSession中执行相同的查询：

SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession();
try {
    List<User> users = session.selectList("com.example.mapper.UserMapper.selectAllUsers");
    // 第一次查询
    System.out.println("First query result: " + users.size());

    // 执行一些业务逻辑
    // ...

    // 第二次查询，由于缓存的存在，这里不会向数据库发起查询
    List<User> usersAgain = session.selectList("com.example.mapper.UserMapper.selectAllUsers");
    System.out.println("Second query result: " + usersAgain.size());
} finally {
    session.close();
}

在这段代码中，selectAllUsers是对应的Mapper接口中的方法，它会查询所有的用户数据。第一次查询的结果会被缓存起来，第二次查询时会直接从缓存中获取数据，而不会再次查询数据库。

当前会话缓存的生命周期

一级缓存的生命周期与SqlSession的生命周期一致。当SqlSession被关闭时，所有的缓存数据将被清除。这意味着，如果应用程序需要在不同的SqlSession之间共享缓存数据，那么需要启用二级缓存或者使用其他缓存策略。

Mybatis一级缓存的默认行为

查询会话（SqlSession）缓存

一级缓存的唯一实例在SqlSession中，这意味着在同一个SqlSession中，所有查询都会被缓存。例如，当应用程序在同一个SqlSession中执行相同的查询时，这些查询会被缓存起来。

如何启用一级缓存

一级缓存默认是启用的。开发者不需要特别配置就可以使用一级缓存。当应用程序在同一SqlSession中执行相同的查询时，Mybatis会自动使用一级缓存。

如何禁用一级缓存

虽然一级缓存默认是启用的，但可以通过配置文件来禁用一级缓存。例如，在Mybatis的配置文件（mybatis-config.xml）中，可以通过设置<cacheEnabled>标签来控制是否启用缓存。

<configuration>
    <settings>
        <setting name="cacheEnabled" value="false"/>
    </settings>
</configuration>

在上例中，<setting>标签中的cacheEnabled属性设置为false，表示禁用缓存。但是，这种全局禁用缓存的方式并不常见，因为一级缓存对提高查询性能有明显的好处。

如何手动清除一级缓存

清除缓存的方法

在某些场景下，可能需要手动清除缓存以确保数据的最新性。例如，当执行了数据更新（如插入、更新、删除）操作后，可能需要清除相关查询的缓存数据。

Mybatis提供了几个方法来清除缓存：

• SqlSession.clearCache()：清除当前SqlSession中的所有缓存。
• Mapper.clearCache()：清除Mapper接口中的缓存。

清除缓存的场景示例

假设应用程序在一个事务中执行了一系列的数据库操作，包括插入、更新和删除数据。为了确保缓存中的数据与数据库中的数据一致，可以在每次执行了这些操作后手动清除缓存。

下面是一个示例代码，展示了如何手动清除缓存：

SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession();
try {
    // 执行一个插入操作
    session.insert("com.example.mapper.UserMapper.insertUser", new User(1, "John Doe"));

    // 清除缓存，确保插入后的数据被刷新到缓存中
    session.clearCache();

    // 执行一个更新操作
    session.update("com.example.mapper.UserMapper.updateUser", new User(1, "Jane Doe"));

    // 清除缓存，确保更新后的数据被刷新到缓存中
    session.clearCache();

    // 执行一个删除操作
    session.delete("com.example.mapper.UserMapper.deleteUser", 1);

    // 清除缓存，确保删除后的数据被刷新到缓存中
    session.clearCache();

    // 提交事务
    session.commit();
} catch (Exception e) {
    // 如果发生异常，回滚事务
    session.rollback();
} finally {
    session.close();
}

在这段代码中，每次执行了插入、更新或删除操作后，都会调用session.clearCache()方法来清除缓存，确保缓存中的数据与数据库中的数据一致。

如何调试和查看一级缓存

查看缓存状态

Mybatis并没有提供直接查看缓存状态的方法。但是，可以通过以下两种方式间接了解缓存的状态：

1. 日志输出：通过配置Mybatis的日志输出级别，可以观察到缓存的命中和未命中情况。例如，可以通过设置log4j或者java.util.logging的日志级别为DEBUG来查看详细的日志信息。
2. 自定义插件：可以编写自定义插件来监控缓存的操作。例如，可以监听缓存的插入、更新和删除操作，从而了解缓存的状态。

调试缓存的技巧

• 日志调试：通过设置Mybatis的日志输出级别为DEBUG或TRACE，可以详细地查看缓存的操作日志。例如，在log4j.properties配置文件中设置日志级别：

  log4j.logger.com.ibatis=DEBUG

  上面的配置会输出Mybatis的所有DEBUG级别的日志信息，包括缓存的操作信息。

• 自定义插件：Mybatis支持通过插件来扩展其功能。可以编写自定义插件来监控缓存的状态。例如，可以实现Interceptor接口，重写invoke方法来监控缓存的操作：

  package com.example.plugin;
  
  import org.apache.ibatis.executor.Executor;
  import org.apache.ibatis.mapping.BoundSql;
  import org.apache.ibatis.mapping.MappedStatement;
  import org.apache.ibatis.session.ResultHandler;
  import org.apache.ibatis.session.SqlSession;
  import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactory;
  import org.apache.ibatis.plugin.*;
  
  import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
  import java.lang.reflect.Method;
  import java.util.Properties;
  
  public class CacheMonitorPlugin implements Interceptor {
  
    @Override
    public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
        Method method = invocation.getMethod();
        if ("select".equals(method.getName())) {
            Object[] args = invocation.getArgs();
            Executor executor = (Executor) args[0];
            MappedStatement mappedStatement = (MappedStatement) args[1];
            Object parameter = args[2];
            BoundSql boundSql = mappedStatement.getBoundSql(parameter);
            String cacheKey = boundSql.getSql();
            System.out.println("Cache key: " + cacheKey);
            System.out.println("Cache operation: " + method.getName());
        }
        return invocation.proceed();
    }
  
    @Override
    public Object plugin(Object target) {
        return Plugin.wrap(target, this);
    }
  
    @Override
    public void setProperties(Properties properties) {
    }
  }

  上面的代码展示了如何通过插件来监控缓存的操作。在intercept方法中，可以通过Method对象来判断当前的方法是否是缓存操作，并打印出相应的缓存键和缓存操作。

常见问题及解决方法

缓存失效的情况与解决方法

有时，缓存的失效会导致查询操作无法从缓存中获取数据，从而降低了性能。以下是一些常见的缓存失效情况及其解决方法：

• 缓存未命中：当缓存中没有所需的数据时，查询操作会直接查询数据库。可以通过优化查询语句，减少查询次数，提高缓存的命中率。
• 缓存更新延迟：当数据更新后，缓存中的数据可能仍然是旧的数据。可以通过手动清除缓存来解决这个问题。
• 缓存溢出：当缓存中的数据量过大时，可能会导致缓存溢出，影响性能。可以通过设置合理的缓存大小来解决这个问题。

缓存命中率提升的技巧

为了提高缓存的命中率，可以采取以下几种方法：

• 优化查询语句：尽量减少查询次数，尤其是在同一SqlSession中执行相同的查询时。
• 手动清除缓存：在执行数据更新操作后，手动清除缓存，确保缓存中的数据是最新的。
• 合理设置缓存大小：根据实际数据量合理设置缓存大小，避免缓存溢出。

通过合理配置和优化缓存策略，可以显著提高应用程序的性能和响应速度。