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Hibernate的一級緩存和二級緩存的區別

編輯:關於JAVA
  緩存是介於應用程序和物理數據源之間,其作用是為了降低應用程序對物理數據源訪問的頻次,從而提高了應用的運行性能。緩存內的數據是對物理數據源中的數據的復制,應用程序在運行時從緩存讀寫數據,在特定的時刻或事件會同步緩存和物理數據源的數據。

  緩存的介質一般是內存,所以讀寫速度很快。但如果緩存中存放的數據量非常大時,也會用硬盤作為緩存介質。緩存的實現不僅僅要考慮存儲的介質,還要考慮到管理緩存的並發訪問和緩存數據的生命周期。

  hibernate的 緩存包括Session的緩存和SessionFactory的緩存,其中SessionFactory的緩存又可以分為兩類:內置緩存和外置緩存。 Session的緩存是內置的,不能被卸載,也被稱為Hibernate的第一級緩存。SessionFactory的內置緩存和Session的緩存在 實現方式上比較相似,前者是SessionFactory對象的一些集合屬性包含的數據,後者是指Session的一些集合屬性包含的數據。 SessionFactory的內置緩存中存放了映射元數據和預定義SQL語句,映射元數據是映射文件中數據的拷貝,而預定義SQL語句是在 Hibernate初始化階段根據映射元數據推導出來,SessionFactory的內置緩存是只讀的,應用程序不能修改緩存中的映射元數據和預定義 SQL語句,因此SessionFactory不需要進行內置緩存與映射文件的同步。SessionFactory的外置緩存是一個可配置的插件。在默認 情況下,SessionFactory不會啟用這個插件。外置緩存的數據是數據庫數據的拷貝,外置緩存的介質可以是內存或者硬盤。SessionFactory的外置緩存也被稱為Hibernate的第二級緩存。

  Hibernate的這兩級緩存都位於持久化層,存放的都是數據庫數據的拷貝,那麼它們之間的區別是什麼呢?為了理解二者的區別,需要深入理解持久化層的緩存的兩個特性:緩存的范圍和緩存的並發訪問策略。

  持久化層的緩存的范圍

  緩存的范圍決定了緩存的生命周期以及可以被誰訪問。緩存的范圍分為三類。

  1 事務范圍:緩存只能被當前事務訪問。緩存的生命周期依賴於事務的生命周期,當事務結束時,緩存也就結束生命周期。在此范圍下,緩存的介質是內存。事務可以是數據庫事務或者應用事務,每個事務都有獨自的緩存,緩存內的數據通常采用相互關聯的的對象形式。

   2 進程范圍:緩存被進程內的所有事務共享。這些事務有可能是並發訪問緩存,因此必須對緩存采取必要的事務隔離機制。緩存的生命周期依賴於進程的生命周期,進 程結束時,緩存也就結束了生命周期。進程范圍的緩存可能會存放大量的數據,所以存放的介質可以是內存或硬盤。緩存內的數據既可以是相互關聯的對象形式也可 以是對象的松散數據形式。松散的對象數據形式有點類似於對象的序列化數據,但是對象分解為松散的算法比對象序列化的算法要求更快。

  3 集群范圍:在集群環境中,緩存被一個機器或者多個機器的進程共享。緩存中的數據被復制到集群環境中的每個進程節點,進程間通過遠程通信來保證緩存中的數據的一致性,緩存中的數據通常采用對象的松散數據形式。

  對大多數應用來說,應該慎重地考慮是否需要使用集群范圍的緩存,因為訪問的速度不一定會比直接訪問數據庫數據的速度快多少。

   持久化層可以提供多種范圍的緩存。如果在事務范圍的緩存中沒有查到相應的數據,還可以到進程范圍或集群范圍的緩存內查詢,如果還是沒有查到,那麼只有到 數據庫中查詢。事務范圍的緩存是持久化層的第一級緩存,通常它是必需的;進程范圍或集群范圍的緩存是持久化層的第二級緩存,通常是可選的。

  持久化層的緩存的並發訪問策略

  當多個並發的事務同時訪問持久化層的緩存的相同數據時,會引起並發問題,必須采用必要的事務隔離措施。

  在進程范圍或集群范圍的緩存,即第二級緩存,會出現並發問題。因此可以設定以下四種類型的並發訪問策略,每一種策略對應一種事務隔離級別。

  事務型:僅僅在受管理環境中適用。它提供了Repeatable Read事務隔離級別。對於經常被讀但很少修改的數據,可以采用這種隔離類型,因為它可以防止髒讀和不可重復讀這類的並發問題。

  讀寫型:提供了Read Committed事務隔離級別。僅僅在非集群的環境中適用。對於經常被讀但很少修改的數據,可以采用這種隔離類型,因為它可以防止髒讀這類的並發問題。

   非嚴格讀寫型:不保證緩存與數據庫中數據的一致性。如果存在兩個事務同時訪問緩存中相同數據的可能,必須為該數據配置一個很短的數據過期時間,從而盡量 避免髒讀。對於極少被修改,並且允許偶爾髒讀的數據,可以采用這種並發訪問策略。   只讀型:對於從來不會修改的數據,如參考數據,可以使用這種並發訪問策略。

  事務型並發訪問策略是事務隔離級別最高,只讀型的隔離級別最低。事務隔離級別越高,並發性能就越低。

  什麼樣的數據適合存放到第二級緩存中?

  1、很少被修改的數據

  2、不是很重要的數據,允許出現偶爾並發的數據

  3、不會被並發訪問的數據

  4、參考數據

  不適合存放到第二級緩存的數據?

  1、經常被修改的數據

  2、財務數據,絕對不允許出現並發

  3、與其他應用共享的數據。

  Hibernate的二級緩存

   如前所述,Hibernate提供了兩級緩存,第一級是Session的緩存。由於Session對象的生命周期通常對應一個數據庫事務或者一個應用事 務,因此它的緩存是事務范圍的緩存。第一級緩存是必需的,不允許而且事實上也無法比卸除。在第一級緩存中,持久化類的每個實例都具有唯一的OID。

   第二級緩存是一個可插拔的的緩存插件,它是由SessionFactory負責管理。由於SessionFactory對象的生命周期和應用程序的整個 過程對應,因此第二級緩存是進程范圍或者集群范圍的緩存。這個緩存中存放的對象的松散數據。第二級對象有可能出現並發問題,因此需要采用適當的並發訪問策 略,該策略為被緩存的數據提供了事務隔離級別。緩存適配器用於把具體的緩存實現軟件與Hibernate集成。第二級緩存是可選的,可以在每個類或每個集 合的粒度上配置第二級緩存。

  Hibernate的二級緩存策略的一般過程如下:

  1) 條件查詢的時候,總是發出一條select * from table_name where …. (選擇所有字段)這樣的SQL語句查詢數據庫,一次獲得所有的數據對象。

  2) 把獲得的所有數據對象根據ID放入到第二級緩存中。

  3) 當Hibernate根據ID訪問數據對象的時候,首先從Session一級緩存中查;查不到,如果配置了二級緩存,那麼從二級緩存中查;查不到,再查詢數據庫,把結果按照ID放入到緩存。

  4) 刪除、更新、增加數據的時候,同時更新緩存。

  Hibernate的二級緩存策略,是針對於ID查詢的緩存策略,對於條件查詢則毫無作用。為此,Hibernate提供了針對條件查詢的Query緩存。

  Hibernate的Query緩存策略的過程如下:

  1) Hibernate首先根據這些信息組成一個Query Key,Query Key包括條件查詢的請求一般信息:SQL, SQL需要的參數,記錄范圍(起始位置rowStart,最大記錄個數maxRows),等。

  2) Hibernate根據這個Query Key到Query緩存中查找對應的結果列表。如果存在,那麼返回這個結果列表;如果不存在,查詢數據庫,獲取結果列表,把整個結果列表根據Query Key放入到Query緩存中。

  3) Query Key中的SQL涉及到一些表名,如果這些表的任何數據發生修改、刪除、增加等操作,這些相關的Query Key都要從緩存中清空。 *
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