mybatis中的延迟加载和一二级缓存深入解析_Java

mybatis 延迟加载与一二级缓存核心知识点

一、延迟加载（lazy loading）

1. 核心定义

延迟加载是 mybatis 对关联查询的优化机制：查询主对象时，不立即查询其关联对象（如用户和账户的一对多关系），仅在实际使用关联对象（调用 getter 方法）时，才触发关联查询的 sql 执行。

2. 核心对比（延迟加载 vs 立即加载）

加载方式	执行时机	适用场景	优点	缺点
延迟加载	调用关联对象 `getter` 时	关联数据不常使用、关联表数据量大	减少无效查询，提升性能	可能触发 n+1 问题（循环查询时）
立即加载	查询主对象时（如 `left join` 关联）	关联数据必用、数据量小	一次查询完成，避免多次数据库交互	冗余数据加载，性能损耗

3. 实现原理

基于 动态代理：查询主对象时，mybatis 返回主对象的代理实例；当调用关联对象的 getter 方法时，代理对象拦截该调用，触发关联查询 sql 执行，查询结果赋值后返回。

4. 配置要求（全局开启）

需在 sqlmapconfig.xml 的 <settings> 标签中配置（mybatis 默认为关闭）：

<settings>
    <!-- 全局开启延迟加载（核心） -->
    <setting name="lazyloadingenabled" value="true"/>
    <!-- 关闭积极加载（mybatis 3.4.1+ 默认 false，低版本需手动设置）
         避免一次性加载所有关联对象 -->
    <setting name="aggressivelazyloading" value="false"/>
    <!-- 可选：指定触发延迟加载的方法（默认 equals/clone/hashcode/tostring）
         调用这些方法不会触发延迟加载 -->
    <setting name="lazyloadtriggermethods" value="equals,clone,hashcode,tostring"/>
</settings>

5. 关联查询配置（xml 示例）

一对多（用户 -> 账户）

<!-- usermapper.xml -->
<resultmap id="useraccountmap" type="cn.tx.domain.user">
    <id property="id" column="id"/>
    <result property="username" column="username"/>
    <!-- collection 配置一对多关联，select 指定关联查询方法 -->
    <collection 
        property="accounts"       <!-- 主对象中关联属性名 -->
        oftype="cn.tx.domain.account"  <!-- 关联对象类型 -->
        column="id"              <!-- 关联条件（主表主键 -> 从表外键） -->
        select="cn.tx.mapper.accountmapper.findaccountsbyuid"/>  <!-- 关联查询 sql -->
</resultmap>
<!-- 主查询：仅查询用户，不加载账户 -->
<select id="finduserbyid" resultmap="useraccountmap">
    select id, username from user where id = #{id}
</select>

一对一（用户 -> 身份证）

<resultmap id="useridcardmap" type="cn.tx.domain.user">
    <id property="id" column="id"/>
    <result property="username" column="username"/>
    <!-- association 配置一对一关联 -->
    <association 
        property="idcard" 
        javatype="cn.tx.domain.idcard"  <!-- 一对一用 javatype -->
        column="id" 
        select="cn.tx.mapper.idcardmapper.findbyidcardbyuid"/>
</resultmap>

6. 关键注意事项

sqlsession 存活要求：延迟加载需通过 sqlsession 执行关联查询，因此调用 getter 前，sqlsession 不能关闭（否则报 persistenceexception）。
n+1 问题规避：循环查询多个主对象时，避免逐个触发关联查询（1 次主查询 + n 次关联查询）；大量数据建议用 left join 立即加载。
实体类无特殊要求：无需实现接口，仅需保证关联属性有 getter/setter 方法（代理对象需通过 getter 触发加载）。

二、mybatis 缓存机制（一级缓存 + 二级缓存）

mybatis 缓存的核心目的是减少数据库查询次数，提升性能，分为一级缓存（本地缓存）和二级缓存（全局缓存）。

1. 一级缓存（local cache）

（1）核心定义

作用范围：单个 sqlsession 内部（会话级缓存），不同 sqlsession 互不共享。
存储介质：内存（hashmap），默认开启，无需额外配置。

（2）工作流程

同一 sqlsession 执行相同查询（相同 sql + 参数）：
- 首次查询：查数据库，结果存入一级缓存。
- 二次查询：直接从缓存获取，不执行 sql。
触发缓存清空的场景：
- 执行 insert/update/delete 操作（自动清空当前 sqlsession 的一级缓存，保证数据一致性）。
- 调用 sqlsession.clearcache() 手动清空。
- sqlsession 关闭（缓存失效）。

（3）配置说明

默认开启，可通过 localcachescope 调整作用域（全局配置）：

<settings>
    <!-- session（默认）：缓存作用于整个 sqlsession -->
    <!-- statement：缓存仅作用于当前 sql 语句，执行后立即清空 -->
    <setting name="localcachescope" value="session"/>
</settings>

2. 二级缓存（second level cache）

（1）核心定义

作用范围：全局共享（跨 sqlsession），按 mapper 接口（namespace）隔离（同一 namespace 共享缓存）。
存储介质：默认内存（hashmap），可集成 redis/ehcache 等第三方缓存（持久化）。
依赖要求：缓存的实体类必须实现 serializable 接口（缓存对象需序列化存储）。

（2）工作流程

开启二级缓存后，sqlsession 关闭时，一级缓存中的数据会写入二级缓存。
新 sqlsession 执行相同查询（同一 namespace + 相同 sql + 参数）：
- 先查二级缓存，命中则返回。
- 未命中则查数据库，结果存入一级缓存，sqlsession 关闭后同步到二级缓存。
触发缓存清空的场景：
- 同一 namespace 下执行 insert/update/delete 操作（自动清空当前 namespace 的二级缓存）。
- 配置 flushinterval 自动刷新（如 60 秒）。
- 手动调用 sqlsessionfactory.getconfiguration().getcache(namespace).clear()。

（3）完整配置步骤

步骤 1：实体类实现 serializable

public class user implements serializable { // 必须实现，否则缓存序列化失败
    private integer id;
    private string username;
    private list<account> accounts;
    // getter/setter/tostring
}

步骤 2：全局开启二级缓存（sqlmapconfig.xml）

<settings>
    <!-- 全局开启二级缓存（默认 true，显式配置更清晰） -->
    <setting name="cacheenabled" value="true"/>
    <!-- 可选：全局缓存自动刷新时间（毫秒），默认不自动刷新 -->
    <setting name="cacheflushinterval" value="60000"/>
</settings>

步骤 3：mapper 开启缓存（xml 方式）

在 mapper xml 的 mapper 根标签下添加 <cache> 标签：

<!-- usermapper.xml -->
<mapper namespace="cn.tx.mapper.usermapper">
    <!-- 开启当前 namespace 的二级缓存 -->
    <cache 
        eviction="lru"          <!-- 缓存回收策略（默认 lru） -->
        flushinterval="60000"   <!-- 60 秒自动刷新 -->
        size="1024"             <!-- 缓存最大容量（默认 1024 个对象） -->
        readonly="false"/>      <!-- false：可修改（返回副本）；true：只读（返回原对象，性能高） -->
    <!-- 查询方法：默认 usecache="true"（启用二级缓存） -->
    <select id="finduserbyid" resultmap="useraccountmap" usecache="true">
        select id, username from user where id = #{id}
    </select>
    <!-- 增删改：默认 flushcache="true"（清空缓存），可省略 -->
    <update id="updateuser" flushcache="true">
        update user set username = #{username} where id = #{id}
    </update>
</mapper>

步骤 4：注解方式配置（备选）

// usermapper.java（注解开启二级缓存）
@cachenamespace(
    implementation = perpetualcache.class, // 缓存实现类（默认）
    eviction = lrucache.class,             // 回收策略
    flushinterval = 60000,
    size = 1024,
    readwrite = true // 等价于 readonly="false"
)
public interface usermapper {
    @options(usecache = true) // 启用二级缓存
    user finduserbyid(@param("id") integer id);
    @options(flushcache = true) // 清空缓存
    void updateuser(user user);
}

（4）<cache>标签核心属性

属性	取值说明
`eviction`	缓存回收策略（4 种）：- lru（默认）：最近最少使用，移除最长时间未使用对象- fifo：先进先出，按存入顺序移除- soft：软引用，内存不足时移除- weak：弱引用，垃圾回收时移除
`flushinterval`	自动刷新时间（毫秒），默认不自动刷新（仅增删改触发）
`size`	缓存最大对象数（默认 1024），需根据内存调整
`readonly`	`false`（默认）：缓存对象可修改（返回序列化副本）；`true`：只读（返回原对象，性能更高）

3. 一二级缓存核心对比

特性	一级缓存（local cache）	二级缓存（second level cache）
作用范围	单个 sqlsession	全局（跨 sqlsession），按 namespace 隔离
开启方式	默认开启，无需配置	全局开关 + mapper 单独开启
存储介质	内存（hashmap）	默认内存，可集成第三方缓存
序列化要求	无	实体类必须实现 serializable
数据一致性	会话内一致（自动清空）	跨会话一致（增删改自动清空）
适用场景	单次会话内重复查询	多会话共享数据（如字典、静态数据）

4. 缓存使用注意事项

关联查询缓存一致性：如果 mapper a 关联 mapper b 的查询，建议 mapper b 也开启二级缓存，避免关联数据缓存不一致。
禁用部分查询缓存：实时性要求高的数据（如订单状态），可通过 usecache="false" 禁用二级缓存：

<select id="findrealtimeorder" resulttype="order" usecache="false">
    select * from order where id = #{id}
</select>

第三方缓存集成：生产环境建议用 redis/ehcache 替代默认内存缓存（默认缓存重启项目失效），需添加对应依赖（如 mybatis-redis）并配置缓存实现类。
避免缓存脏数据：多表关联查询（跨 namespace）不建议用二级缓存，容易因某张表更新未触发其他 namespace 缓存清空，导致脏数据。

三、延迟加载与缓存的协同工作

延迟加载的关联查询也会触发缓存：首次调用 getter 执行关联查询后，结果会存入一级缓存，sqlsession 关闭后同步到二级缓存。
缓存优先级：二级缓存 > 一级缓存 > 数据库（查询时先查二级缓存，再查一级缓存，最后查数据库）。
协同优化场景：查询主对象（如用户）时用延迟加载（避免关联数据冗余），主对象和关联对象均开启二级缓存（减少重复查询），适合 “主数据不常变、关联数据按需加载” 的场景（如用户信息 + 历史订单）。

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