Hibernate（七）---二级缓存

(一)Hibernate缓存概述
· 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;
(二)SessionFactory级别的缓存

• 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.
  (三)二级缓存
  （1）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

· 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
  （2）二级缓存的并发访问策略
  · 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

（3）管理Hibernate的二级缓存
· 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)
  
  （4）配置进程范围内的二级缓存的步骤

①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
②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
③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

       <!-- 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>

（5）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.ty.domain.Customer
- 对于集合而言，区域的名称是类名加属性名。如com.ty.domain.Customer.orders
· cache 元素的属性

* 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 

例

<ehcache>


    <!--  
        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.
    -->     
    <diskStore path="d:\\tempDirectory"/>



    <!--  
        设置缓存的默认数据过期策略 
    -->    
    <defaultCache
        maxElementsInMemory="10000"
        eternal="false"
        timeToIdleSeconds="120"
        timeToLiveSeconds="120"
        overflowToDisk="true"
        />

    //类的缓存区域
    <cache name="com.atguigu.hibernate.entities.Employee"
        maxElementsInMemory="1"
        eternal="false"
        timeToIdleSeconds="300"
        timeToLiveSeconds="600"
        overflowToDisk="true"
        />
      //集合的缓存区域
    <cache name="com.atguigu.hibernate.entities.Department.emps"
        maxElementsInMemory="1000"
        eternal="true"
        timeToIdleSeconds="0"
        timeToLiveSeconds="0"
        overflowToDisk="false"
        />

</ehcache>

(四)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

• ①配置二级缓存, 因为查询缓存依赖于二级缓存
• ②在 hibernate 配置文件中启用查询缓存
• ③对于希望启用查询缓存的查询语句, 调用 Query 或Criteria的 setCacheable() 方法
  例

@Test
    public void testQuerySession(){
    /*
        String hql = "From Employee";
        Query query = session.createQuery(hql);
        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);
        List<Employee> emps = criteria.list();
        System.out.println(emps.size());

         emps = criteria.list();
        System.out.println(emps.size());
    }

(五)时间戳缓存区域

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

(六)Query 接口的 iterate() 方法

• Query 接口的 iterator() 方法同 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:①要查询的数据表中包含大量字段;②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
  例

    @Test
    public void testQueryIterator(){
        Deparment dept = (Deparment)session.get(Deparment.class, 2);
        System.out.println(dept.getName());
        System.out.println(dept.getEmps().size());

        String hql = "From Employee e where e.dept = 1";
        Query query = session.createQuery(hql);
        /*
        List<Employee> emp = query.list();
        System.out.println(emp.size());
        */
        Iterator<Employee> iterator = query.iterate();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next().getName());
        }
    }