Hibernate框架中的缓存技术详解

什么是缓存？

缓存是一种提高数据库读写效率的技术。在Hibernate中，会将经常访问的数据缓存到内存中，可在内存中对该数据进行读写操作，从而提高查询效率，减少I/O操作的次数，保证了数据查询的高效性。

Hibernate中的缓存分类

Hibernate的缓存主要分为二级缓存和查询缓存：

二级缓存

二级缓存是在SessionFactory级别的缓存，通常由第三方缓存提供程序实现，例如EHCache和Redis等。该缓存是可配置的，可以使用@Cacheable注释，但同时需要注意，由于Session级别和线程级别的缓存都存储在内存中，所以在缓存的数据量过大的情况下可能会导致内存溢出；此外，由于各个线程之间的数据是共享的，也可能导致并发访问问题。

查询缓存

查询缓存可以缓存查询结果集的查询条件，通常使用@Cacheable注释进行配置；查询缓存的策略和二级缓存类似，不同的是查询缓存是在Query级别中实现，对于相同的查询条件，可以避免多条SQL语句的重复执行。但是，需要注意的是，如果查询条件包含多个对象和关联操作，查询缓存会变得相当复杂。

缓存使用示例

二级缓存

在上述二级缓存中，以EHCache为例，演示如何对Employee对象进行缓存：

1. 在hibernate.cfg.xml中配置EHCacheProvider、SessionFactory，并启用二级缓存支持：

<hibernate-configuration>
      <session-factory name="mainSessionFactory">
        <property name="hibernate.dialect">org.hibernate.dialect.MySQLDialect</property>
        <property name="hibernate.connection.driver_class">com.mysql.jdbc.Driver</property>
        <property name="hibernate.connection.url">jdbc:mysql://localhost:3306/test</property>
        <property name="hibernate.connection.username">root</property>
        <property name="hibernate.connection.password">admin</property>

        <!-- 开启二级缓存支持 -->
        <property name="hibernate.cache.use_second_level_cache">true</property>
        <property name="hibernate.cache.region.factory_class">org.hibernate.cache.ehcache.EhCacheRegionFactory
        </property>
        <property name="net.sf.ehcache.configurationResourceName">/hibernate-ehcache.xml</property>

        <mapping resource="com/example/employee.hbm.xml" />
    </session-factory>
</hibernate-configuration>

1. 在Employee类中添加@Cacheable注释

@Entity
@Table(name = "employee")
@Cacheable
@Cache(usage = CacheConcurrencyStrategy.READ_WRITE, region = "employee")
public class Employee {
    ...
}

1. 创建一个Employee对象，并在会话范围内将该对象保存到数据库中：

Session session = sessionFactory.openSession();
Transaction tx = session.beginTransaction();

Employee emp = new Employee();
emp.setName("员工1");

session.save(emp);

// 提交事务，关闭Session
tx.commit();
session.close();

1. 通过该对象的ID查询该对象的记录

Session session = sessionFactory.openSession();
Transaction tx = session.beginTransaction();

Employee emp = (Employee) session.get(Employee.class, emp.getId());

tx.commit();
session.close();

查询缓存

以下使用查询缓存实现Employee对象记录的查询操作：

1. 在hibernate.cfg.xml中配置查询缓存

<hibernate-configuration>
      <session-factory name="mainSessionFactory">
        <property name="hibernate.dialect">org.hibernate.dialect.MySQLDialect</property>
        <property name="hibernate.connection.driver_class">com.mysql.jdbc.Driver</property>
        <property name="hibernate.connection.url">jdbc:mysql://localhost:3306/test</property>
        <property name="hibernate.connection.username">root</property>
        <property name="hibernate.connection.password">admin</property>

        <!-- 开启查询缓存支持 -->
        <property name="hibernate.cache.use_query_cache">true</property>

        <mapping resource="com/example/employee.hbm.xml" />
    </session-factory>
</hibernate-configuration>

1. 在Employee类中添加一个通过名字查询员工的方法，并使用@Cacheable注释：

@Entity
@Table(name = "employee")
@Cacheable
@Cache(usage = CacheConcurrencyStrategy.READ_WRITE, region = "employee")
public class Employee {
    ...

    @SuppressWarnings("unchecked")
    @Cacheable(value="employee", key="#name")
    public static List<Employee> findByName(String name, Session session){
        Query query = session.createQuery("from Employee where name=:name");
        query.setParameter("name", name);
        query.setCacheable(true);
        return query.list(); 
    }  
}

1. 在Main类中演示查询类型的缓存：

Session session = sessionFactory.openSession();
Transaction tx = session.beginTransaction();

List<Employee> employeeList = Employee.findByName("员工1", session);

// 第二次查询
List<Employee> employeeList2 = Employee.findByName("员工1", session);

tx.commit();
session.close();

经过上述步骤之后，第一次执行查询操作，将会从数据库中查询Employee对象，并缓存到查询缓存中；而在第二次查询时，将会直接从查询缓存中获取数据，而不需要查询数据库。