hibernate快取機制

2021-08-30 20:34:21 字數 3495 閱讀 3441

[color=darkred]快取是介於應用程式和物理資料來源之間,其作用是為了降低應用程式對物理資料來源訪問的頻次,從而提高了應用的執行效能。[/color]快取內的資料是對物理資料來源中的資料的複製,應用程式在執行時從快取讀寫資料,在特定的時刻或事件會同步快取和物理資料來源的資料。

快取的介質一般是記憶體,所以讀寫速度很快。但如果快取中存放的資料量非常大時,也會用硬碟作為快取介質。快取的實現不僅僅要考慮儲存的介質,還要考慮到管理快取的併發訪問和快取資料的生命週期。

hibernate的快取包括session的快取和sessionfactory的快取,其中sessionfactory的快取又可以分為兩類:內 置快取和外接快取。session的快取是內建的,不能被解除安裝,也被稱為hibernate的第一級快取。sessionfactory的內建快取和 session的快取在實現方式上比較相似,前者是sessionfactory物件的一些集合屬性包含的資料,後者是指session的一些集合屬性包 含的資料。sessionfactory的內建快取中存放了對映元資料和預定義sql語句,對映元資料是對映檔案中資料的拷貝,而預定義sql語句是在 hibernate初始化階段根據對映元資料推導出來,sessionfactory的內建快取是唯讀的,應用程式不能修改快取中的對映元資料和預定義 sql語句,因此sessionfactory不需要進行內建快取與對映檔案的同步。sessionfactory的外接快取是乙個可配置的外掛程式。在預設 情況下,sessionfactory不會啟用這個外掛程式。外接快取的資料是資料庫資料的拷貝,外接快取的介質可以是記憶體或者硬碟。 sessionfactory的外接快取也被稱為hibernate的第二級快取。

hibernate的這兩級快取都位於持久化層,存放的都是資料庫資料的拷貝,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快取的兩個特性:快取的範圍和快取的併發訪問策略。

持久化層的快取的範圍

快取的範圍決定了快取的生命週期以及可以被誰訪問。快取的範圍分為三類。

1 事務範圍:快取只能被當前事務訪問。快取的生命週期依賴於事務的生命週期,當事務結束時,快取也就結束生命週期。在此範圍下,快取的介質是記憶體。事務可以是資料庫事務或者應用事務,每個事務都有獨自的快取,快取內的資料通常採用相互關聯的的物件形式。

2 程序範圍:快取被程序內的所有事務共享。這些事務有可能是併發訪問快取,因此必須對快取採取必要的事務隔離機制。快取的生命週期依賴於程序的生命週期,進 程結束時,快取也就結束了生命週期。程序範圍的快取可能會存放大量的資料,所以存放的介質可以是記憶體或硬碟。快取內的資料既可以是相互關聯的物件形式也可 以是物件的鬆散資料形式。鬆散的物件資料形式有點類似於物件的序列化資料,但是物件分解為鬆散的演算法比物件序列化的演算法要求更快。

3 集群範圍:在集群環境中,快取被乙個機器或者多個機器的程序共享。快取中的資料被複製到集群環境中的每個程序節點,程序間通過遠端通訊來保證快取中的資料的一致性,快取中的資料通常採用物件的鬆散資料形式。

對大多數應用來說,應該慎重地考慮是否需要使用集群範圍的快取,因為訪問的速度不一定會比直接訪問資料庫資料的速度快多少。

持久化層可以提供多種範圍的快取。如果在事務範圍的快取中沒有查到相應的資料,還可以到程序範圍或集群範圍的快取內查詢,如果還是沒有查到,那麼只有到 資料庫中查詢。事務範圍的快取是持久化層的第一級快取,通常它是必需的;程序範圍或集群範圍的快取是持久化層的第二級快取,通常是可選的。

持久化層的快取的併發訪問策略

當多個併發的事務同時訪問持久化層的快取的相同資料時,會引起併發問題,必須採用必要的事務隔離措施。

在程序範圍或集群範圍的快取,即第二級快取,會出現併發問題。因此可以設定以下四種型別的併發訪問策略,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資料,可以採用這種隔離型別,因為它可以防止髒讀和不可重複讀這類的併發問題。

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資料,可以採用這種隔離型別,因為它可以防止髒讀這類的併發問題。

非嚴格讀寫型:不保證快取與資料庫中資料的一致性。如果存在兩個事務同時訪問快取中相同資料的可能,必須為該資料配置乙個很短的資料過期時間,從而盡量 避免髒讀。對於極少被修改,並且允許偶爾髒讀的資料,可以採用這種併發訪問策略。   唯讀型:對於從來不會修改的資料,如參考資料,可以使用這種併發訪問策略。

事務型併發訪問策略是事務隔離級別最高,唯讀型的隔離級別最低。事務隔離級別越高,併發效能就越低。

什麼樣的資料適合存放到第二級快取中?

1、很少被修改的資料

2、不是很重要的資料,允許出現偶爾併發的資料

3、不會被併發訪問的資料

4、參考資料

不適合存放到第二級快取的資料?

1、經常被修改的資料

2、財務資料,絕對不允許出現併發

3、與其他應用共享的資料。

hibernate的二級快取

如前所述,hibernate提供了兩級快取,第一級是session的快取。由於session物件的生命週期通常對應乙個資料庫事務或者乙個應用事 務,因此它的快取是事務範圍的快取。第一級快取是必需的,不允許而且事實上也無法比卸除。在第一級快取中,持久化類的每個例項都具有唯一的oid。

第二級快取是乙個可插拔的的快取外掛程式,它是由sessionfactory負責管理。由於sessionfactory物件的生命週期和應用程式的整個 過程對應,因此第二級快取是程序範圍或者集群範圍的快取。這個快取中存放的物件的鬆散資料。第二級物件有可能出現併發問題,因此需要採用適當的併發訪問策 略,該策略為被快取的資料提供了事務隔離級別。快取介面卡用於把具體的快取實現軟體與hibernate整合。第二級快取是可選的,可以在每個類或每個集 合的粒度上配置第二級快取。

hibernate的二級快取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語句查詢資料庫,一次獲得所有的資料物件。

2) 把獲得的所有資料物件根據id放入到第二級快取中。

3) 當hibernate根據id訪問資料物件的時候,首先從session一級快取中查;查不到,如果配置了二級快取,那麼從二級快取中查;查不到,再查詢資料庫,把結果按照id放入到快取。

4) 刪除、更新、增加資料的時候,同時更新快取。

hibernate的二級快取策略,是針對於id查詢的快取策略,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快取。

hibernate的query快取策略的過程如下:

1) hibernate首先根據這些資訊組成乙個query key,query key包括條件查詢的請求一般資訊:sql, sql需要的引數,記錄範圍(起始位置rowstart,最大記錄個數maxrows),等。

2) hibernate根據這個query key到query快取中查詢對應的結果列表。如果存在,那麼返回這個結果列表;如果不存在,查詢資料庫,獲取結果列表,把整個結果列表根據query key放入到query快取中。

3) query key中的sql涉及到一些表名,如果這些表的任何資料發生修改、刪除、增加等操作,這些相關的query key都要從快取中清空。

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