很多人對(duì)Hibernate二級(jí)緩存都不太了解，或者是有錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，我一直想寫一篇文章介紹一下Hibernate二級(jí)緩存的，今天終于忍不住了。我的經(jīng)驗(yàn)主要來自Hibernate2.1版本，基本原理和3.0、3.1是一樣的，請(qǐng)?jiān)徫业念B固不化。

Hibernate的session提供了一級(jí)緩存，每個(gè)session，對(duì)同一個(gè)id進(jìn)行兩次load，不會(huì)發(fā)送兩條sql給數(shù)據(jù)庫，但是session關(guān)閉的時(shí)候，一級(jí)緩存就失效了。Hibernate二級(jí)緩存是SessionFactory級(jí)別的全局緩存，它底下可以使用不同的緩存類庫，比如ehcache、oscache等，需要設(shè)置Hibernate.cache.provider_class，我們這里用ehcache，在2.1中就是Hibernate.cache.provider_class=net.sf.Hibernate.cache.EhCacheProvider如果使用查詢緩存，加上Hibernate.cache.use_query_cache=true。緩存可以簡(jiǎn)單的看成一個(gè)Map，通過key在緩存里面找value。

Class的緩存
 
對(duì)于一條記錄，也就是一個(gè)PO來說，是根據(jù)ID來找的，緩存的key就是ID，value是POJO。無論list，load還是 iterate，只要讀出一個(gè)對(duì)象，都會(huì)填充緩存。但是list不會(huì)使用緩存，而iterate會(huì)先取數(shù)據(jù)庫select id出來，然后一個(gè)id一個(gè)id的load，如果在緩存里面有，就從緩存取，沒有的話就去數(shù)據(jù)庫load。假設(shè)是讀寫緩存，需要設(shè)置：<cache usage="read-write"/>如果你使用的二級(jí)緩存實(shí)現(xiàn)是ehcache的話，需要配置

ehcache.xml < 
cache name="com.xxx.pojo.Foo"   
maxElementsInMemory="500" eternal="false"   
timeToLiveSeconds="7200"   
timeToIdleSeconds="3600"   
overflowToDisk="true" />  

其中eternal表示緩存是不是永遠(yuǎn)不超時(shí)，timeToLiveSeconds是緩存中每個(gè)元素（這里也就是一個(gè)POJO）的超時(shí)時(shí)間，如果eternal="false"，超過指定的時(shí)間，這個(gè)元素就被移走了。timeToIdleSeconds是發(fā)呆時(shí)間，是可選的。當(dāng)往緩存里面put 的元素超過500個(gè)時(shí)，如果overflowToDisk="true"，就會(huì)把緩存中的部分?jǐn)?shù)據(jù)保存在硬盤上的臨時(shí)文件里面。
 
每個(gè)需要緩存的class都要這樣配置。如果你沒有配置，Hibernate會(huì)在啟動(dòng)的時(shí)候警告你，然后使用defaultCache的配置，這樣多個(gè)class會(huì)共享一個(gè)配置。

當(dāng)某個(gè)ID通過Hibernate修改時(shí)，Hibernate會(huì)知道，于是移除緩存。這樣大家可能會(huì)想，同樣的查詢條件，第一次先list，第二次再iterate，就可以使用到緩存了。實(shí)際上這是很難的，因?yàn)槟銦o法判斷什么時(shí)候是第一次，而且每次查詢的條件通常是不一樣的，假如數(shù)據(jù)庫里面有100條記錄，id從1到100，第一次list的時(shí)候出了前50個(gè)id，第二次 iterate的時(shí)候卻查詢到30至70號(hào)id，那么30-50是從緩存里面取的，51到70是從數(shù)據(jù)庫取的，共發(fā)送1+20條sql。所以我一直認(rèn)為 iterate沒有什么用，總是會(huì)有1+N的問題。（題外話：有說法說大型查詢用list會(huì)把整個(gè)結(jié)果集裝入內(nèi)存，很慢，而iterate只select id比較好，但是大型查詢總是要分頁查的，誰也不會(huì)真的把整個(gè)結(jié)果集裝進(jìn)來，假如一頁20條的話，iterate共需要執(zhí)行21條語句，list雖然選擇若干字段，比iterate第一條select id語句慢一些，但只有一條語句，不裝入整個(gè)結(jié)果集Hibernate還會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)庫方言做優(yōu)化，比如使用mysql的limit，整體看來應(yīng)該還是 list快。）如果想要對(duì)list或者iterate查詢的結(jié)果緩存，就要用到查詢緩存了。

查詢緩存
 
首先需要配置Hibernate.cache.use_query_cache=true。如果用ehcache，配置ehcache.xml，注意Hibernate3.0以后不是net.sf的包名了。

<cache name="net.sf.Hibernate.cache.StandardQueryCache"   
  maxElementsInMemory="50" eternal="false" timeToIdleSeconds="3600"   
  timeToLiveSeconds="7200" overflowToDisk="true"/>   
 <cache name="net.sf.Hibernate.cache.UpdateTimestampsCache"   
  maxElementsInMemory="5000" eternal="true" overflowToDisk="true"/>    
 query.setCacheable(true);//激活查詢緩存   
 query.setCacheRegion("myCacheRegion");//指定要使用的cacheRegion，可選   
 第二行指定要使用的cacheRegion是myCacheRegion，
即你可以給每個(gè)查詢緩存做一個(gè)單獨(dú)的配置，使用setCacheRegion來做這個(gè)指定，
需要在ehcache.xml里面配置它：  
  <cache name="myCacheRegion"   
 maxElementsInMemory="10" eternal="false"   
 timeToIdleSeconds="3600" timeToLiveSeconds="7200" 
 overflowToDisk="true" />  

如果省略第二行，不設(shè)置cacheRegion的話，那么會(huì)使用上面提到的標(biāo)準(zhǔn)查詢緩存的配置，也就是net.sf.Hibernate.cache.StandardQueryCache

對(duì)于查詢緩存來說，緩存的key是根據(jù)hql生成的sql，再加上參數(shù)，分頁等信息（可以通過日志輸出看到，不過它的輸出不是很可讀，最好改一下它的代碼）。比如hql：from Cat c where c.name like ? 生成大致如下的sql：select * from cat c where c.name like ? 參數(shù)是"tiger%"，那么查詢緩存的key*大約*是這樣的字符串（我是憑記憶寫的，并不精確，不過看了也該明白了）：select * from cat c where c.name like ? , parameter:tiger% 這樣，保證了同樣的查詢、同樣的參數(shù)等條件下具有一樣的key。

現(xiàn)在說說緩存的value，如果是list方式的話，value在這里并不是整個(gè)結(jié)果集，而是查詢出來的這一串ID。也就是說，不管是list方法還是iterate方法，第一次查詢的時(shí)候，它們的查詢方式很它們平時(shí)的方式是一樣的，list執(zhí)行一條sql，iterate執(zhí)行1+N條，多出來的行為是它們填充了緩存。但是到同樣條件第二次查詢的時(shí)候，就都和iterate的行為一樣了，根據(jù)緩存的key去緩存里面查到了value，value是一串id，然后在到class的緩存里面去一個(gè)一個(gè)的load出來。這樣做是為了節(jié)約內(nèi)存。

可以看出來，查詢緩存需要打開相關(guān)類的class緩存。list和iterate方法第一次執(zhí)行的時(shí)候，都是既填充查詢緩存又填充class緩存的。這里還有一個(gè)很容易被忽視的重要問題，即打開查詢緩存以后，即使是list方法也可能遇到1+N的問題！相同條件第一次list的時(shí)候，因?yàn)椴樵兙彺嬷姓也坏?，不管class緩存是否存在數(shù)據(jù)，總是發(fā)送一條sql語句到數(shù)據(jù)庫獲取全部數(shù)據(jù)，然后填充查詢緩存和 class緩存。但是第二次執(zhí)行的時(shí)候，問題就來了，如果你的class緩存的超時(shí)時(shí)間比較短，現(xiàn)在class緩存都超時(shí)了，但是查詢緩存還在，那么 list方法在獲取id串以后，將會(huì)一個(gè)一個(gè)去數(shù)據(jù)庫load！因此，class緩存的超時(shí)時(shí)間一定不能短于查詢緩存設(shè)置的超時(shí)時(shí)間！如果還設(shè)置了發(fā)呆時(shí)間的話，保證class緩存的發(fā)呆時(shí)間也大于查詢的緩存的生存時(shí)間。這里還有其他情況，比如class緩存被程序強(qiáng)制evict了，這種情況就請(qǐng)自己注意了。

另外，如果hql查詢包含select字句，那么查詢緩存里面的value就是整個(gè)結(jié)果集了。

當(dāng)Hibernate更新數(shù)據(jù)庫的時(shí)候，它怎么知道更新哪些查詢緩存呢？Hibernate在一個(gè)地方維護(hù)每個(gè)表的最后更新時(shí)間，其實(shí)也就是放在上面net.sf.Hibernate.cache.UpdateTimestampsCache所指定的緩存配置里面。

當(dāng)通過Hibernate更新的時(shí)候，Hibernate會(huì)知道這次更新影響了哪些表。然后它更新這些表的最后更新時(shí)間。每個(gè)緩存都有一個(gè)生成時(shí)間和這個(gè)緩存所查詢的表，當(dāng)Hibernate查詢一個(gè)緩存是否存在的時(shí)候，如果緩存存在，它還要取出緩存的生成時(shí)間和這個(gè)緩存所查詢的表，然后去查找這些表的最后更新時(shí)間，如果有一個(gè)表在生成時(shí)間后更新過了，那么這個(gè)緩存是無效的。

可以看出，只要更新過一個(gè)表，那么凡是涉及到這個(gè)表的查詢緩存就失效了，因此查詢緩存的命中率可能會(huì)比較低。

Collection緩存
 
需要在hbm的collection里面設(shè)置 <cache usage="read-write"/> 假如class是Cat，collection叫children，那么ehcache里面配置

<cache name="com.xxx.pojo.Cat.children"   
maxElementsInMemory="20" eternal="false" 
timeToIdleSeconds="3600" timeToLiveSeconds="7200"   
overflowToDisk="true" />  

Collection的緩存和前面查詢緩存的list一樣，也是只保持一串id，但它不會(huì)因?yàn)檫@個(gè)表更新過就失效，一個(gè)collection緩存僅在這個(gè)collection里面的元素有增刪時(shí)才失效。

這樣有一個(gè)問題，如果你的collection是根據(jù)某個(gè)字段排序的，當(dāng)其中一個(gè)元素更新了該字段時(shí)，導(dǎo)致順序改變時(shí)，collection緩存里面的順序沒有做更新。

緩存策略

只讀緩存（read-only）：沒有什么好說的。

讀/寫緩存（read-write）:程序可能要的更新數(shù)據(jù)。

不嚴(yán)格的讀/寫緩存（nonstrict-read-write）：需要更新數(shù)據(jù)，但是兩個(gè)事務(wù)更新同一條記錄的可能性很小，性能比讀寫緩存好。

事務(wù)緩存（transactional）：緩存支持事務(wù)，發(fā)生異常的時(shí)候，緩存也能夠回滾，只支持jta環(huán)境，這個(gè)我沒有怎么研究過。

讀寫緩存和不嚴(yán)格讀寫緩存在實(shí)現(xiàn)上的區(qū)別在于，讀寫緩存更新緩存的時(shí)候會(huì)把緩存里面的數(shù)據(jù)換成一個(gè)鎖，其他事務(wù)如果去取相應(yīng)的緩存數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)被鎖住了，然后就直接取數(shù)據(jù)庫查詢。在Hibernate2.1的ehcache實(shí)現(xiàn)中，如果鎖住部分緩存的事務(wù)發(fā)生了異常，那么緩存會(huì)一直被鎖住，直到60秒后超時(shí)。不嚴(yán)格讀寫緩存不鎖定緩存中的數(shù)據(jù)。

使用二級(jí)緩存的前置條件

你的Hibernate程序?qū)?shù)據(jù)庫有獨(dú)占的寫訪問權(quán)，其他的進(jìn)程更新了數(shù)據(jù)庫，Hibernate是不可能知道的。你操作數(shù)據(jù)庫必需直接通過 Hibernate，如果你調(diào)用存儲(chǔ)過程，或者自己使用jdbc更新數(shù)據(jù)庫，Hibernate也是不知道的。Hibernate3.0的大批量更新和刪除是不更新二級(jí)緩存的，但是據(jù)說3.1已經(jīng)解決了這個(gè)問題。這個(gè)限制相當(dāng)?shù)募?，有時(shí)候Hibernate做批量更新、刪除很慢，但是你卻不能自己寫jdbc來優(yōu)化，很郁悶吧。
 
SessionFactory也提供了移除緩存的方法，你一定要自己寫一些JDBC的話，可以調(diào)用這些方法移除緩存，這些方法是：

void evict(Class persistentClass)   
          Evict all entries from the second-level cache.   
void evict(Class persistentClass, Serializable id)   
          Evict an entry from the second-level cache.   
void evictCollection(String roleName)   
          Evict all entries from the second-level cache.   
void evictCollection(String roleName, Serializable id)   
          Evict an entry from the second-level cache.   
void evictQueries()   
          Evict any query result sets cached in the default query cache region.   
void evictQueries(String cacheRegion)   
          Evict any query result sets cached in the named query cache region.  

不過我不建議這樣做，因?yàn)檫@樣很難維護(hù)。比如你現(xiàn)在用JDBC批量更新了某個(gè)表，有3個(gè)查詢緩存會(huì)用到這個(gè)表，用 evictQueries(String cacheRegion)移除了3個(gè)查詢緩存，然后用evict(Class persistentClass)移除了class緩存，看上去好像完整了。不過哪天你添加了一個(gè)相關(guān)查詢緩存，可能會(huì)忘記更新這里的移除代碼。如果你的 jdbc代碼到處都是，在你添加一個(gè)查詢緩存的時(shí)候，還知道其他什么地方也要做相應(yīng)的改動(dòng)嗎？

總結(jié)

不要想當(dāng)然的以為緩存一定能提高性能，僅僅在你能夠駕馭它并且條件合適的情況下才是這樣的。Hibernate的二級(jí)緩存限制還是比較多的，不方便用jdbc可能會(huì)大大的降低更新性能。在不了解原理的情況下亂用，可能會(huì)有1+N的問題。不當(dāng)?shù)氖褂眠€可能導(dǎo)致讀出臟數(shù)據(jù)。
如果受不了Hibernate的諸多限制，那么還是自己在應(yīng)用程序的層面上做緩存吧。
在越高的層面上做緩存，效果就會(huì)越好。就好像盡管磁盤有緩存，數(shù)據(jù)庫還是要實(shí)現(xiàn)自己的緩存，盡管數(shù)據(jù)庫有緩存，咱們的應(yīng)用程序還是要做緩存。因?yàn)榈讓拥木彺嫠⒉恢栏邔右眠@些數(shù)據(jù)干什么，只能做的比較通用，而高層可以有針對(duì)性的實(shí)現(xiàn)緩存，所以在更高的級(jí)別上做緩存，效果也要好些吧。

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