Hibernate 二级缓存 总结整理 hibernate缓存机制

和《Hibernate 关系映射 收集、总结整理》 一样,本篇文章也是我很早之前收集、总结整理的,在此也发上来 希望对大家有用。因为是很早之前写的,不当之处请指正。

1、缓存:缓存是什么,解决什么问题?

位于速度相差较大的两种硬件/软件之间的,用于协调两者数据传输速度差异的结构,均可称之为 Cache(摘自Robbin的《缓存技术浅谈》)。目的:让数据更接近于应用程序,协调速度不匹配,使访问速度更快。(请参考http://baike.baidu.com/view/907.htm了解更多缓存知识)

高速缓存不属于Hibernate等,属于独立产品或框架,可单独使用。

常见缓存算法:

a)LFU(Least Frequently Used):最近不常被使用(命中率低),一定时间段内使用次数最少的

b)LRU(Least Recently Used):最近很少使用(LinkedHashMap),没有被使用时间最长的

c)FIFO(First In First Out):先进先出

2、缓存策略

1.对象缓存

2.查询缓存

3.页面缓存

1.动态页面缓存

2.Servlet缓存

3.页面片段缓存

3、缓存分类

1.Web缓存:

i.浏览器缓存:ajax(在客户端缓存)、HTTP协议

ii.代理服务器缓存

2.操作系统缓存:如用于减少磁盘操作

3.数据库缓存:

i.结果缓存:

ii.排序缓存

iii. 插入缓存

iv. 日志缓存

v.………………

4.应用程序缓存

i.对象缓存

ii.查询缓存

iii.页面缓存

1.动态页面静态化:网页静态化、独立图片服务器

2.页面局部缓存:

3.请求回应缓存:

4、常见Java缓存框架

?EHCache

?OSCache

?JBossCache

?SwarmCache

5、通用缓存产品

?Memcached:在大规模互联网应用下使用,可用于分布式环境,每秒支撑1.5万~2万次请求

?Tokyo Tyrant:兼容memcached协议,可以持久化存储,支持故障切换,对缓存服务器有高可靠性要求可以使用,每秒支撑0.5万~0.8万次请求

6、基于Web应用的缓存应用场景:



(摘自bluedavy的《大型网站架构演化》)

8、缓存实战:

8.4、ORM缓存

8.4.1、目的:

Hibernate缓存:使当前数据库状态的表示接近应用程序,要么在内存中,要么在应用程序服务器机器的磁盘上。高速缓存是数据的一个本地副本,处于应用程序和数据库之间,可用来避免数据库的命中。

8.4.2、避免数据库命中:

应用程序根据标识符到缓存查,有就返回,没有再去数据库.

8.4.3、ORM缓存分类

一级缓存、二级缓存

8.4.4、缓存范围

1、事务范围高速缓存,对应于一级缓存(单Session)

2、过程(JVM)范围高速缓存,对应于二级缓存(单SessionFactory)

3、集群范围高速缓存,对应于二级缓存(多SessionFactory)

8.4.5、缓存哪些数据

1、很少改变的数据;

2、不重要的数据,如论坛帖子,无需实时的数据;

3、应用程序固有的而非共享的。

4、读大于写有用

8.4.6、Hibernate缓存架构



图摘自《Hibernate in Action》

?Hibernate中的二级缓存是可插拔的。

?Hibernate二级缓存支持对象缓存、集合缓存、查询结果集缓存,对于查询结果集缓存可选。

?查询缓存:需要两个额外的物理高速缓存区域:一个用于存放查询的结果集;另一个用于存储表上次更新的时间戳



8.4.6.2、高速缓存实战(ehcache)

8.4.6.2.1、全局配置(hibernate.cfg.xml)

Java代码  

<!--开启二级缓存-->

<propertyname="hibernate.cache.use_second_level_cache">true</property>

<!--开启查询缓存-->

<propertyname="hibernate.cache.use_query_cache">true</property>

<!--二级缓存区域名的前缀-->

<!--<propertyname="hibernate.cache.region_prefix">h3test</property>-->

<!--高速缓存提供程序-->

<propertyname="hibernate.cache.region.factory_class">

net.sf.ehcache.hibernate.EhCacheRegionFactory

</property>

<!--指定缓存配置文件位置-->

<propertyname="hibernate.cache.provider_configuration_file_resource_path">

ehcache.xml

</property>

<!--强制Hibernate以更人性化的格式将数据存入二级缓存-->

<propertyname="hibernate.cache.use_structured_entries">true</property>

<!--Hibernate将收集有助于性能调节的统计数据-->

<propertyname="hibernate.generate_statistics">true</property>

8.4.6.2.2、ehcache配置(ehcache.xml)

Java代码  

<?xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?>

<ehcachename="h3test">

<defaultCache

maxElementsInMemory="100"

eternal="false"

timeToIdleSeconds="1200"

timeToLiveSeconds="1200"

overflowToDisk="false">

</defaultCache>

</ehcache>

8.4.6.2.3、实体只读缓存

1、修改FarmModel.hbm.xml,添加如下红色部分配置,表示实体缓存并只读

Java代码  

<hibernate-mapping>

<classname="cn.javass.h3test.model.FarmModel"table="TBL_FARM">

<cacheusage="read-only"/>

……

</hibernate-mapping>

2、测试代码

Java代码  

publicstaticvoidreadonlyTest(){

SessionFactorysf=

newConfiguration().configure().buildSessionFactory();

Sessionsession1=sf.openSession();

Transactiont1=session1.beginTransaction();

//确保数据库中有标识符为1的FarmModel

FarmModelfarm=(FarmModel)session1.get(FarmModel.class,1);

//如果修改将报错,只读缓存不允许修改

//farm.setName("aaa");

t1.commit();

session1.close();

Sessionsession2=sf.openSession();

Transactiont2=session2.beginTransaction();

farm=(FarmModel)session2.get(FarmModel.class,1);

t2.commit();

session2.close();

sf.close();

}

? 只读缓存不允许更新,将报错Can't write to a readonly object。

?允许新增,(现在2。0 新增直接添加到二级缓存)

8.4.6.2.4、实体非严格读/写缓存

1、修改FarmModel.hbm.xml,添加如下红色部分配置,表示实体缓存并非严格读/写

Java代码  

<hibernate-mapping>

<classname="cn.javass.h3test.model.FarmModel"table="TBL_FARM">

<cacheusage="nonstrict-read-write"/>

……

</hibernate-mapping>

2、测试代码

Java代码  

publicstaticvoidnonstrictReadWriteTest(){

SessionFactorysf=

newConfiguration().configure().buildSessionFactory();

Sessionsession1=sf.openSession();

Transactiont1=session1.beginTransaction();

//确保数据库中有标识符为1的FarmModel

FarmModelfarm=(FarmModel)session1.get(FarmModel.class,1);

t1.commit();

session1.close();

Sessionsession2=sf.openSession();

Transactiont2=session2.beginTransaction();

farm=(FarmModel)session2.get(FarmModel.class,1);

t2.commit();

session2.close();

sf.close();

}

?允许更新,更新后缓存失效,需再查询一次。

?允许新增,新增记录自动加到二级缓存中。

?整个过程不加锁,不保证。

8.4.6.2.5、实体读/写缓存

1、修改FarmModel.hbm.xml,添加如下红色部分配置,表示实体缓存并读/写

Java代码  

<hibernate-mapping>

<classname="cn.javass.h3test.model.FarmModel"table="TBL_FARM">

<cacheusage="read-write"/>

……

</hibernate-mapping>

2、测试代码

Java代码  

publicstaticvoidreadWriteTest(){

SessionFactorysf=

newConfiguration().configure().buildSessionFactory();

Sessionsession1=sf.openSession();

Transactiont1=session1.beginTransaction();

//确保数据库中有标识符为1的FarmModel

FarmModelfarm=(FarmModel)session1.get(FarmModel.class,1);

farm.setName("as");

t1.commit();

session1.close();

Sessionsession2=sf.openSession();

Transactiont2=session2.beginTransaction();

farm=(FarmModel)session2.get(FarmModel.class,1);

t2.commit();

session2.close();

sf.close();

}

? 允许更新,更新后自动同步到缓存。

?允许新增,新增记录后自动同步到缓存。

?保证read committed隔离级别及可重复读隔离级别(通过时间戳实现)

?整个过程加锁,如果当前事务的时间戳早于二级缓存中的条目的时间戳,说明该条目已经被别的事务修改了,此时重新查询一次数据库,否则才使用缓存数据,因此保证可重复读隔离级别。

8.4.6.2.6、实体事务缓存

需要特定缓存的支持和JTA事务支持,此处不演示。

8.4.6.2.7、集合缓存

此处演示读/写缓存示例,其他自测

1、修改FarmModel.hbm.xml,添加如下红色部分配置,表示实体缓存并读/写

Java代码  

<hibernate-mapping>

<classname="cn.javass.h3test.model.UserModel"table="TBL_USER">

<cacheusage="read-write"/>

<setname="farms"cascade="all"inverse="true"lazy="false">

<cacheusage="read-write"/>

<keycolumn="fk_user_id"/>

<one-to-many/>

</set>

</class>

</hibernate-mapping>

2、测试代码

Java代码  

publicstaticvoidcollectionReadWriteTest(){

SessionFactorysf=

newConfiguration().configure().buildSessionFactory();

Sessionsession1=sf.openSession();

Transactiont1=session1.beginTransaction();

//确保数据库中有标识符为118的UserModel

UserModeluser=(UserModel)session1.get(UserModel.class,118);

user.getFarms();

t1.commit();

session1.close();

Sessionsession2=sf.openSession();

Transactiont2=session2.beginTransaction();

user=(UserModel)session2.get(UserModel.class,118);

user.getFarms();

t2.commit();

session2.close();

sf.close();

}

?和实体并发策略有相同含义;

?但集合缓存只缓存集合元素的标识符,在二级缓存中只存放相应实体的标识符,然后再通过标识符去二级缓存查找相应的实体最后组合为集合返回。

8.4.6.2.8、查询缓存

1、保证全局配置中有开启了查询缓存。

2、修改FarmModel.hbm.xml,添加如下红色部分配置,表示实体缓存并读/写

Java代码  

<hibernate-mapping>

<classname="cn.javass.h3test.model.FarmModel"table="TBL_FARM">

<cacheusage="read-write"/>

……

</hibernate-mapping>

3、测试代码

Java代码  

publicstaticvoidqueryCacheTest(){

SessionFactorysf=

newConfiguration().configure().buildSessionFactory();

Sessionsession1=sf.openSession();

Transactiont1=session1.beginTransaction();

Queryquery=session1.createQuery("fromFarmModel");

//即使全局打开了查询缓存,此处也是必须的

query.setCacheable(true);

List<FarmModel>farmList=query.list();

t1.commit();

session1.close();

Sessionsession2=sf.openSession();

Transactiont2=session2.beginTransaction();

query=session2.createQuery("fromFarmModel");

//即使全局打开了查询缓存,此处也是必须的

query.setCacheable(true);

farmList=query.list();

t2.commit();

session2.close();

sf.close();

}

? 和实体并发策略有相同含义;

?和集合缓存类似,只缓存集合元素的标识符,在二级缓存中只存放相应实体的标识符,然后再通过标识符 去二级缓存查找相应的实体最后组合为集合返回。

8.4.6.2.9、高速缓存区域

Hibernate在不同的高速缓存区域保存不同的类(实体)/集合,如果不配置区域默认都保存到“默认缓存”(defaultCache)中。

每一个区域可以设置过期策略、缓存条目大小等等。

对于类缓存,默认区域名是全限定类名,如cn.javass.h3test.model.UserModel。

对于集合而言,默认区域名是全限定类名+属性名,如cn.javass.….UserModel.farms。

可通过hibernate.cache.region_prefix指定特定SessionFactory的区域前缀,如前缀是h3test,则如类缓存的区域名就是h3test.cn.javass.h3test.model.UserModel。如果应用程序使用多个SessionFactory 这可能是必须的。

可通过<cache usage="read-write" region="区域名"/>自定义区域名,不过默认其实就可以了。

8.4.6.2.10、ehcache配置详解:

1、默认cache:如果没有对应的特定区域的缓存,就使用默认缓存。

Java代码  

Hibernate 二级缓存 总结整理 hibernate缓存机制
<defaultCache

maxElementsInMemory="100"

eternal="false"

timeToIdleSeconds="1200"

timeToLiveSeconds="1200"

overflowToDisk="false">

</defaultCache>

2、指定区域cache:通过name指定,name对应到Hibernate中的区域名即可。

Java代码  

<cachename="cn.javass.h3test.model.UserModel"

maxElementsInMemory="100"

eternal="false"

timeToIdleSeconds="1200"

timeToLiveSeconds="1200"

overflowToDisk="false">

</cache>

3、cache参数详解:

name:指定区域名

maxElementsInMemory :缓存在内存中的最大数目

maxElementsOnDisk:缓存在磁盘上的最大数目

eternal :缓存是否持久

overflowToDisk : 硬盘溢出数目

timeToIdleSeconds :当缓存条目闲置n秒后销毁

timeToLiveSeconds :当缓存条目存活n秒后销毁

memoryStoreEvictionPolicy:缓存算法,有LRU(默认)、LFU、FIFO

4、StandardQueryCache

用于查询缓存使用,如果指定了该缓存,那么查询缓存将放在该缓存中。

Java代码  

<cache

name="org.hibernate.cache.StandardQueryCache"

maxElementsInMemory="5"

eternal="false"

timeToLiveSeconds="120"

overflowToDisk="true"/>

如果不给查询设置区域名默认缓存到这,可以通过“query.setCacheRegion("区域名");”来设置查询的区域名。

5、UpdateTimestampsCache

时间戳缓存,内部使用,用于保存最近更新的表的时间戳,这是非常重要的,无需失效,关闭时间戳缓存区域的过期时间。

Java代码  

<cache

name="org.hibernate.cache.UpdateTimestampsCache"

maxElementsInMemory="5000"

eternal="true"

overflowToDisk="true"/>

Hibernate使用时间戳区域来决定被高速缓存的查询结果集是否是失效的。当你重新执行了一个启用了高速缓存的查询时,Hibernate就在时间戳缓存中查找对被查询的(几张)表所做的最近插入、更新或删除的时间戳。如果找到的时间戳晚于高速缓存查询结果的时间戳,那么缓存结果将被丢弃,重新执行一次查询。

8.4.6.2.11、什么时候需要查询缓存

大多数时候无法从结果集高速缓存获益。必须知道:每隔多久重复执行同一查询。

对于那些查询非常多但插入、删除、更新非常少的应用程序来说,查询缓存可提升性能。但写入多查询少的没有用,总失效。

8.4.6.2.12、管理一级缓存

无论何时,当你给save()、update()或 saveOrUpdate()方法传递一个对象时,或使用load()、get()、list()、iterate() 或scroll()方法获得一个对象时, 该对象都将被加入到Session的内部缓存中。

当随后flush()方法被调用时,对象的状态会和数据库取得同步。 如果你不希望此同步操作发生,或者你正处理大量对象、需要对有效管理内存时,你可以调用evict()方法,从一级缓存中去掉这些对象及其集合。

ScrollableResult cats =sess.createQuery("from Cat as cat").scroll(); //a huge result set

while ( cats.next() ) {

Cat cat = (Cat) cats.get(0);

doSomethingWithACat(cat);

sess.evict(cat);

}

Session还提供了一个contains()方法,用来判断某个实例是否处于当前session的缓存中。

如若要把所有的对象从session缓存中彻底清除,则需要调用Session.clear()。

CacheMode参数用于控制具体的Session如何与二级缓存进行交互。

CacheMode.NORMAL - 从二级缓存中读、写数据。

CacheMode.GET - 从二级缓存中读取数据,仅在数据更新时对二级缓存写数据。

CacheMode.PUT - 仅向二级缓存写数据,但不从二级缓存中读数据。

CacheMode.REFRESH - 仅向二级缓存写数据,但不从二级缓存中读数据。通过hibernate.cache.use_minimal_puts的设置,强制二级缓存从数据库中读取数据,刷新缓存内容。

8.4.6.2.12、管理二级缓存

对于二级缓存来说,在SessionFactory中定义了许多方法, 清除缓存中实例、整个类、集合实例或者整个集合。

sessionFactory.evict(Cat.class, catId); //evict a particular Cat

sessionFactory.evict(Cat.class);//evict all Cats

sessionFactory.evictCollection("Cat.kittens", catId); //evict aparticular collection of kittens

sessionFactory.evictCollection("Cat.kittens"); //evict allkitten collections

sessionFactory.evictQueries()//evict all queries

8.4.6.2.13、监控二级缓存

如若需要查看二级缓存或查询缓存区域的内容,你可以使用统计(Statistics) API。

通过sessionFactory.getStatistics();获取Hibernate统计信息。

此时,你必须手工打开统计选项。

hibernate.generate_statistics true

hibernate.cache.use_structured_entriestrue

具体详见“hibernate监控.rar”(需要自己稍微改改才能用)

需要修改head.jsp中的如下代码获取sessionFactory

Java代码  

if(sessionFactory==null){

WebApplicationContextapplicationContext=WebApplicationContextUtils.getWebApplicationContext(request.getSession().getServletContext());

sessionFactory=(SessionFactory)applicationContext.getBean("userSessionFactory");

}

参考资料:

Robbin的《缓存技术浅谈》

百度百科的高速缓存知识http://baike.baidu.com/view/907.htm

bluedavy的《大型网站架构演化》(http://www.blogjava.net/BlueDavy/archive/2008/09/03/226749.html)

《Hibernate in Action》

hibernate监控.rar (10.7 KB)

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