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springboot+mybatis+redis实现二级缓存

参考：

https://blog.csdn.net/mingshen3/article/details/88996514

https://zhuanlan.zhihu.com/p/591469176

一、MyBatis缓存机制

Mybatis 提供了查询缓存来缓存数据，以提高查询效率。缓存级别分为一级缓存 和 二级缓存。

1.1、一级缓存

一级缓存为 SqlSession 级别的缓存，也就是会话级缓存，是基于HashMap的本地缓存，当同一个SqlSession执行两次相同的SQL语句时，第一次执行完后会将数据库中查询到的结果写到缓存，第二次查询时直接从缓存中读取，不经过数据库了。一级缓存默认是开启的。

1.2、二级缓存

二级缓存为mapper级别的缓存，多个 SqlSession 去操作同一个 Mapper 的 sql 语句，多个 SqlSession 去操作数据库得到数据会存在二级缓存区域，多个 SqlSession 可以共用二级缓存，二级缓存是跨 SqlSession 的。其作用域是 mapper 的同一个 namespace，不同的 sqlSession 两次执行相同 namespace下的 sql 语句且向 sql 中传递参数也相同即最终执行相同的 sql 语句，第一次执行完毕会将数据库中查询的数据写到缓存（内存），第二次会从缓存中获取数据将不再从数据库查询，从而提高查询效率。Mybatis 默认没有开启二级缓存需要在 setting 全局参数中配置开启二级缓存。

二、集成Redis

2.1、安装Redis

使用Docker Compose 安装Redis。docker-compose.yml内容如下：

version: '3.1'
services:
  redis:
    image: redis:6.2.4
    container_name: redis
    restart: always
    command: redis-server --requirepass 123456
    ports:
      - '6379:6379'
    volumes:
      - ./data:/data
    environment:
      TZ: Asia/Shanghai

安装启动完成后，可使用Redis连接工具测试

2.2、项目引入Redis

2.2.1、Maven依赖

<dependency>
	<groupId>org.springframework.boot</groupId>
	<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
<dependency>
	<groupId>org.apache.commons</groupId>
	<artifactId>commons-pool2</artifactId>
</dependency>

额外引入commons-pool2是因为data-redis底层Redis连接池基于apache commons-pool2开 发,不加入依赖会报ClassNotFoundException

2.2.2、配置application.yml

spring:
  redis:
    host: 192.168.110.158
    port: 6379
    password: 123456
    lettuce:
      pool:
        #最大允许连接数
        max-active: 100
        #最小空闲连接数,最少准备5个可用连接在连接池候着
        min-idle: 5
        #最大空闲连接数,空闲连接超过10个后自动释放
        max-idle: 10
        #当连接池到达上限后,最多等待30秒尝试获取连接,超时报错
        max-wait: 30000
    timeout: 2000

2.2.3、配置序列化规则

RedisTemplateConfiguration配置类如下：

package com.micromaple.my.project.server.config;

import com.fasterxml.jackson.annotation.JsonInclude;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.serializer.Jackson2JsonRedisSerializer;
import org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer;

/**
 * RedisTemplate配置
 * Title: RedisTemplateConfiguration
 * Description:
 *
 * @author Micromaple
 */
@Configuration
public class RedisTemplateConfiguration {
    
    /**
     * redisTemplate
     *
     * @param redisConnectionFactory
     * @return
     */
    @Bean
    public RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory
                                                               redisConnectionFactory) {
        RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate = new RedisTemplate<>();
        redisTemplate.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
        // 使用Jackson2JsonRedisSerialize 替换默认序列化
        Jackson2JsonRedisSerializer jackson2JsonRedisSerializer = new Jackson2JsonRedisSerializer(Object.class);
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        //对于Null值不输出
        objectMapper.setSerializationInclusion(JsonInclude.Include.NON_NULL);
        jackson2JsonRedisSerializer.setObjectMapper(objectMapper);
        // 设置key和value的序列化规则
        redisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        redisTemplate.setValueSerializer(jackson2JsonRedisSerializer);
        // 设置hashKey和hashValue的序列化规则
        redisTemplate.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        redisTemplate.setHashValueSerializer(jackson2JsonRedisSerializer);
        //afterPropertiesSet和init-method之间的执行顺序是afterPropertiesSet 先执行，init - method 后执行。
        redisTemplate.afterPropertiesSet();
        return redisTemplate;
    }
}

三、配置二级缓存

配置实现MyBatis二级缓存的方式有多种，比如：EhCache、JBossCache、Redis，其核心原理就是客户端实现 MyBatis 提供的Cache 接口，并重写其中的方法，达到二级缓存的效果。

本文以 Redis 为例。

2.1、开启二级缓存

在 application.yml 中增加如下配置：

# 开启MyBatis二级缓存
mybatis:
  configuration:
    cache-enabled: true

如果使用的是 MyBatis-Plus ，则使用如下配置：

# MyBatis-Plus开启二级缓存
mybatis-plus:
  configuration:
    cache-enabled: true

2.2、自定义缓存类

MybatisRedisCache 缓存工具类如下：

package com.micromaple.my.project.server.utils;

import com.micromaple.my.project.server.config.ApplicationContextHolder;
import org.apache.commons.collections.CollectionUtils;
import org.apache.ibatis.cache.Cache;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;

import java.util.Set;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

/**
 * MybatisRedisCache 缓存工具类
 * Title: MybatisRedisCache
 * Description:
 *
 * @author Micromaple
 */
public class MybatisRedisCache implements Cache {
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MybatisRedisCache.class);

    private final ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
    private final String id; // cache instance id
    private RedisTemplate redisTemplate;

    private static final long EXPIRE_TIME_IN_MINUTES = 30; // redis过期时间

    public MybatisRedisCache(String id) {
        if (id == null) {
            throw new IllegalArgumentException("Cache instances require an ID");
        }
        this.id = id;
    }

    @Override
    public String getId() {
        return id;
    }

    /**
     * Put query result to redis
     *
     * @param key
     * @param value
     */
    @Override
    public void putObject(Object key, Object value) {
        try {
            redisTemplate = getRedisTemplate();
            if (value != null) {
                redisTemplate.opsForValue().set(key.toString(), value, EXPIRE_TIME_IN_MINUTES, TimeUnit.MINUTES);
            }
            logger.debug("Put query result to redis");
        } catch (Throwable t) {
            logger.error("Redis put failed", t);
        }


    }

    /**
     * Get cached query result from redis
     *
     * @param key
     * @return
     */
    @Override
    public Object getObject(Object key) {
        try {
            redisTemplate = getRedisTemplate();
            logger.debug("Get cached query result from redis");
            return redisTemplate.opsForValue().get(key.toString());
        } catch (Throwable t) {
            logger.error("Redis get failed, fail over to db", t);
            return null;
        }
    }

    /**
     * Remove cached query result from redis
     *
     * @param key
     * @return
     */
    @Override
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public Object removeObject(Object key) {
        try {
            redisTemplate = getRedisTemplate();
            redisTemplate.delete(key.toString());
            logger.debug("Remove cached query result from redis");
        } catch (Throwable t) {
            logger.error("Redis remove failed", t);
        }
        return null;
    }

    /**
     * Clears this cache instance
     */
    @Override
    public void clear() {
        redisTemplate = getRedisTemplate();
        Set<String> keys = redisTemplate.keys("*:" + this.id + "*");
        if (!CollectionUtils.isEmpty(keys)) {
            redisTemplate.delete(keys);
        }
        logger.debug("Clear all the cached query result from redis");
    }

    /**
     * This method is not used
     *
     * @return
     */
    @Override
    public int getSize() {
        return 0;
    }

    @Override
    public ReadWriteLock getReadWriteLock() {
        return readWriteLock;
    }

    private RedisTemplate getRedisTemplate() {
        if (redisTemplate == null) {
            redisTemplate = ApplicationContextHolder.getBean("redisTemplate");
        }
        return redisTemplate;
    }
}

ApplicationContextHolder如下：

package com.micromaple.my.project.server.config;

import org.apache.commons.lang3.Validate;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.DisposableBean;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.ApplicationContextAware;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * Spring bean的工具类
 * Title: ApplicationContextHolder
 * Description:
 *
 * @author Micromaple
 */
@Component
public class ApplicationContextHolder implements ApplicationContextAware, DisposableBean {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ApplicationContextHolder.class);

    private static ApplicationContext applicationContext;

    /**
     * 获取存储在静态变量中的 ApplicationContext
     *
     * @return
     */
    public static ApplicationContext getApplicationContext() {
        assertContextInjected();
        return applicationContext;
    }

    /**
     * 从静态变量 applicationContext 中获取 Bean，自动转型成所赋值对象的类型
     *
     * @param name
     * @param <T>
     * @return
     */
    public static <T> T getBean(String name) {
        assertContextInjected();
        return (T) applicationContext.getBean(name);
    }

    /**
     * 从静态变量 applicationContext 中获取 Bean，自动转型成所赋值对象的类型
     *
     * @param clazz
     * @param <T>
     * @return
     */
    public static <T> T getBean(Class<T> clazz) {
        assertContextInjected();
        return applicationContext.getBean(clazz);
    }

    /**
     * 实现 DisposableBean 接口，在 Context 关闭时清理静态变量
     *
     * @throws Exception
     */
    public void destroy() throws Exception {
        logger.debug("清除 SpringContext 中的 ApplicationContext: {}", applicationContext);
        applicationContext = null;
    }

    /**
     * 实现 ApplicationContextAware 接口，注入 Context 到静态变量中
     *
     * @param applicationContext
     * @throws BeansException
     */
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        ApplicationContextHolder.applicationContext = applicationContext;
    }

    /**
     * 断言 Context 已经注入
     */
    private static void assertContextInjected() {
        Validate.validState(applicationContext != null, "applicationContext 属性未注入，请在 spring-context.xml 配置中定义 SpringContext");
    }
}

2.3、使用cache

在mapping中添加下面的标签

<cache eviction="LRU" type="com.kw13.testzipkin.global.MybatisRedisCache"/>

mybatis在redis中存储的key值示例如下，可以看到有sql

1830223932:3395223184:com.kw13.testzipkin.dao.KefuCallHistoryMapper.testSelect:0:2147483647:select * from kefu_call_histories where id = ?:22:SqlSessionFactoryBean

mybatis刷新缓存（就是清空缓存）

在mapper的同一个namespace中，如果有其它insert、update、delete操作数据后需要刷新缓存，如果不执行刷新缓存会出现脏读。

设置statement配置中的flushCache=‘true’ 属性，默认情况下为true即刷新缓存，如果改成false则不会刷新。使用缓存时如果手动修改数据库表中的查询数据会出现脏读。

如下：

<insertid='insertUser' parameterType='cn.itcast.mybatis.po.User' flushCache='true'>

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