緩存概念
緩存 介于應用程序和永久性數據源（文件，數據庫等）之間，作用就是降低應用程序直接讀取數據源的頻率，從而提高應用程序的運行性能。緩存中的數據就是數據源中數據的復制，應用程序在運行時直接讀取緩存中的數據。
緩存的物理介質通常是內存，而永久性數據存儲源的物理介質通常是硬盤或磁盤，應用程序讀寫內存的速度顯然比讀寫硬盤的速度快。如果緩存存放的數據非常大，也會用硬盤作為緩存的物理介質。
Hibernate緩存分類
在hibernate中提供了二種緩存機制：一級緩存、二級緩存，因為二級緩存策略是針對于ID查詢的緩存策略，對于條件查詢則毫無作用，為此，Hibernate提供了針對條件查詢的Query Cache（查詢緩存）
1、一級緩存。session緩存就是一級緩存。由于session對象的生命周期通常對應一個數據庫事物，因此他的緩存范圍是事物范圍的緩存。一級緩存是必需的，在一級緩存中，持久化類的每個實例都具有唯一的OID；
2、二級緩存。sessionFactory分為內置緩存和外置緩存。
內置緩存是hibernate自帶的，不可拆卸，是只讀緩存，用來存放映射元數據和預定義SQL語句。
外置緩存是一個可配置的緩存插件，默認sessionFactory不會啟用這個緩存插件，外置緩存中的數據就是數據庫數據的復制。SessionFactory的外置緩存稱為hibernate的二級緩存
二級緩存由sessionFactory負責管理，SessionFactory的生命周期和應用程序的整個進程對應。二級緩存是可選的，可以在每個類或者每個集合的粒度上配置
3、查詢緩存 它是Hibernate為查詢結果提供的，依賴于二級緩存。
緩存的作用范圍
- 事物范圍 每個事物都有自己的緩存，緩存內數據不會被多個事物并發訪問。例如，Hibernate的一級緩存，事物是不能跨多個Session的，Session內數據只能被當前事物訪問，因此它屬于事物范圍內的緩存。
- 進程范圍 進程內的所有事物共享緩存，進程結束，緩存結束生命周期。例如，Hibernate的二級緩存，SessionFactory對象的生命周期對應應用程序的整個進程，因此它屬于進程范圍的緩存。
- 集群范圍 緩存被一個或多個機器上的進程共享。hibernate的二級緩存也可以作為集群范圍的緩存。
Hibernate 一級緩存
Session內的緩存即一級緩存。位于緩存中的對象稱為持久化對象，它和數據庫中的相關記錄對應。Session能夠在某些時間點(session.flush(); ,tx.commit(); )，按照緩存中對象的變化來執行相關的SQL語句，從而同步更新數據庫，這一過程稱為刷新緩存。
當應用程序調用 session的 ‘save() ,update() ,saveOrUpdate() ,load() ,get()'等方法，以及調用Query查詢接口的' getResultList()'時，如果在'Session'緩存中還不存在相應的對象，Hibernate就會把該對象加入到緩存中，在刷新緩存時，Hibernate會根據緩存中對象的狀態變化來同步更新數據庫。
綜上所述，Session緩存有兩大作用：
- 減少訪問數據庫的頻率
- 保證數據庫中的相關記錄和緩存中的相應對象同步
session緩存管理方法
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evict();從session緩存中清除某個對象 -
clear();清空session緩存
ps: flush()強制進行從緩存到數據庫的同步
Hibernate 二級緩存
二級緩存是進程或集群范圍內的緩存，可以被所有的Session共享，其生命周期和SessionFactory一樣。
二級緩存是可配置的插件，Hibernate打包了一些開源緩存實現，提供對他們的內置支持
| 緩存插件 | 緩存實現類 | 查詢緩存 |
|---|---|---|
| EHCache | org.hibernate.cache.EhCacheProvider | 支持 |
| OSCache | org.hibernate.cache.OSCacheProvider | 支持 |
| SwarmCache | org.hibernate.cache.SwarmCacheProvider | 不支持 |
| JBossCache | org.hibernate.cache.TreeCacheProvider | 支持 |
為了把上邊的緩存插件集成到Hibernate中，Hibernate提供了CacheProvider接口，它是緩存插件與Hibernate之間的適配器。
表格中的實現類是CacheProvider接口的不同實現。
配置二級緩存的步驟如下：
- 選擇合適的緩存插件，配置其自帶的配置文件
- 選擇需要使用二級緩存的持久化類，設置它的二級緩存的并發訪問策略。
以EHCache配置為例，步驟如下
1、將ehcache.xml文件添加到類路徑下
在路徑'hibernate-release-5.2.6.Final\project\etc\'下復制'ehcache.xml'
標簽為每個需要二級緩存的類和集合設定緩存的數據過期策略，配置如下
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<cache name="sampleCache1" -- 緩存的名稱，取值為類的完整名稱或類的集合名稱 maxElementsInMemory="10000" -- 基于緩存可存放的對象的最大數目 eternal="false" -- 如果為true，表示對象永不過期，默認為false timeToIdleSeconds="300" -- 設置允許對象處于空閑狀態的最長時間，單位是秒 timeToLiveSeconds="600" -- 設置對象允許存在于緩存中最長時間，單位是秒 overflowToDisk="true" -- 是否將溢出的對象寫到基于硬盤的緩存中 /> |
2、開啟二級緩存，在hibernate.cfg.xml配置
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<!-- 開啟二級緩存 --><property name="hibernate.cache.use_second_level_cache">true</property> |
3、指定緩存產品提供商
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<!-- 指定緩存產品提供商 --><property name="hibernate.cache.provider_class"> <!-- net.sf.ehcache.hibernate.EhCacheProvider --> org.hibernate.cache.EhCacheProvider</property><property name="cache.region.factory_class">org.hibernate.cache.EhCacheRegionFactory</property> |
4、指定使用二級緩存的持久化類。修改持久化類的映射文件，為元素添加元素，配置如下：
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<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><!DOCTYPE hibernate-mapping PUBLIC "-//Hibernate/Hibernate Mapping DTD 3.0//EN" "http://www.hibernate.org/dtd/hibernate-mapping-3.0.dtd"> <hibernate-mapping> <class name= "com.ytzl.demo.entity.Dept" table ="dept" dynamic-update="true" > <cache usage="read-write"/> <id name="id" column="d_id" type="java.lang.Integer"> <generator class="increment"></generator> </id> <property name="name" column="d_name" type="java.lang.String"></property> </class> </hibernate-mapping> |
cache 的屬性
- usage 是必須的，指定并發訪問策略，取值為 transactional(事物緩存)，read-write(讀/寫緩存)，nonstrict-read-wirte(非嚴格讀/寫緩存)，或read-only(只讀緩存)。
- region 可選，默認為類或集合的名字
- include 可選，取值為non-lazy(當緩存一個對象時，不會緩存它的映射為延遲加載的屬性)、all，默認值為all
或者在 hibernate.cfg.xml 的mapping元素后面統一配置 (推薦)
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<class-cache usage="read-write" class="com.ytzl.demo.entity.Dept"/> |
關閉二級緩存交互
有時候考慮到內存開銷問題，需要關閉與二級緩存的交互，可以調用session的' setCacheMode(CacheMode.IGNORE)方法關閉與二級緩存的交互；
CacheMode.IGNORE參數的意思是當前session和二級緩存不再相互作用
二級緩存使用場景
二級緩存并非適合所有場景，使用不當，反而會降低性能。符合如下條件就適合放入二級緩存
- 很少修改的數據
- 不是很關鍵的數據，能容忍短時間內督導過期數據
- 應用參考的常量數據。它的實例數目有限，實例會被許多其他類的實例引用，實例極少或從來不被修改
二級緩存不適用場景
- 經常修改的數據
- 財務數據，絕對不允許讀到過期數據
- 與其他應用共享的數據。如果其他應用修改了數據庫中的數據，Hibernate無法自動保證二級緩存的數據與數據庫一致
如果不設置“查詢緩存”，那么hibernate只會緩存單個持久化對象，如果想緩存使用 findall() 、list() 、Iterator() 、createCriteria() 、createQuery()等方法獲得的數據結果集的話， 就需要在配置文件中設置 hibernate.cache.use_query_cache true 才行
Hibernate查詢緩存
上面說到的二級查詢，只有在基于id查找對象時才會用到，對于查詢則毫無用處。為此，Hibernate提供了針對的查詢的查詢緩存。
查詢緩存依賴于二級緩存，因此使用查詢緩存之前要按步驟配置好二級緩存
使用查詢緩存的步驟如下
1、在hibernate.cfg.xml中開啟查詢緩存
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<!-- 查詢緩存 --><property name="hibernate.cache.use_query_cache">true</property> |
2、在程序中啟用查詢緩存
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query.setCacheable(true); |
查詢緩存的使用場景
- 經常使用的查詢語句
- 對于查詢的數據很少有插入、刪除或者更新操作
Hibernate性能優化
Hibernate主要從一下幾個方面來優化查詢性能
- 使用迫切左外鏈接或迫切內鏈接查詢策略、查詢緩存等方式，減少select語句的數目，降低訪問數據庫的頻率
- 使用延遲加載查詢策略等方式避免加載多余的不需要訪問的數據
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使用Query接口的
iterate()方法減少select語句中的字段，從而降低訪問數據庫的數據量
HQL優化
HQL優化hibernate程序性能優化的一個方面，HQL的語法和SQL非常類似。HQL是基于SQL的，只是增加了面向對象的封裝，如果拋開HQL通Hibernate本身一些緩存機制的關聯，HQL的優化技巧通SQL的優化技巧一樣，在編寫HQL時，需要主要以下幾個原則
- 避免 or操作的使用不當。如果where子句中有多個條件，并且其中某個條件沒有索引，使用or，將導致全表掃描。
- 避免使用 not 。如果where子句的條件包含not關鍵字，那么執行時該字段的索引失效。這些需要分成不同情況區別對待，對于 不大于（不多于）、不小于（不少于）建議使用運算符來替代not
- 避免like的特殊形式。某些情況下，會在where子句條件中使用用like。如果like以一個“%”或“_”開始即前模糊，則該字段的索引不起作用。目前沒有什么解決 辦法。
- 避免 having子句。在分組查詢中，可在兩個位置指定條件，一是where子句中，二是having子句中。盡可能的在where子句而不是在having子句中指定條件。having是在檢索出所有記錄后對結果集進行過濾。這個處理需要一定的開銷，而where子句限制記錄數目，能減少這方面的開銷
- 避免使用 distinct 。指定distinct會導致在結果中刪除重復的行，這會對處理時間造成一定的影響。
- 索引在以下情況失效，應注意使用
只要對字段使用函數，該字段的索引將不起作用。
只要對該字段進行計算，該字段的索引將不起作用。
總結
以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作能帶來一定的幫助，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對服務器之家的支持。
原文鏈接：https://sky-mxc.github.io/2017/01/15/hibernate-capability-optimize/
