Hibernate缓存详解

在关系型数据库中，为了减少重复查询并提高查询效率，采用缓存技术是非常常见的做法。Hibernate缓存是Hibernate框架为了加速读取数据而提供的一种机制。通过缓存，Hibernate可以将经常使用的对象保存在内存中，以避免每次访问数据库，这样可以有效地提高应用程序的性能。下面就从多个方面来探讨Hibernate缓存的原理和使用方法。

一、一级缓存

Hibernate使用一级缓存来缓存Session所查询的对象。一级缓存是Hibernate中由SessionFactory维护的一个缓存区域。在同一个Session中，如果查询多次相同的对象，则只有第一次查询时会访问数据库，后续的查询会直接从缓存中读取，以提高查询速度。如果Session关闭了，一级缓存也会被销毁。

下面是一段使用Hibernate一级缓存的代码：

Session session = sessionFactory.openSession();
Transaction tx = session.beginTransaction();

// 第一次查询
Person person = (Person) session.get(Person.class, 1);
System.out.println(person);

// 第二次查询
person = (Person) session.get(Person.class, 1);
System.out.println(person);

tx.commit();
session.close();

上面的代码中，第二次查询实际上并没有执行任何SQL语句，因为Hibernate一级缓存会直接返回缓存中的对象。

二、二级缓存

一级缓存只作用于Session级别，对于多个Session之间的缓存共享无法满足要求，因此Hibernate引入了二级缓存。二级缓存是基于SessionFactory的，当多个Session共享一个SessionFactory时，它们都可以访问同一个缓存区域。二级缓存可以提高查询效率，因为如果某个对象在缓存中已经存在，则查询时无需再访问数据库。

下面是一段使用Hibernate二级缓存的代码：

// 开启二级缓存
cfg.setProperty("hibernate.cache.use_second_level_cache", "true");
// 指定使用EhCache缓存
cfg.setProperty("hibernate.cache.region.factory_class", "org.hibernate.cache.ehcache.EhCacheRegionFactory");

SessionFactory sessionFactory = cfg.buildSessionFactory();
Session session1 = sessionFactory.openSession();
Transaction tx1 = session1.beginTransaction();

// 第一次查询
Person person1 = (Person) session1.get(Person.class, 1);
System.out.println(person1);

tx1.commit();
session1.close();

Session session2 = sessionFactory.openSession();
Transaction tx2 = session2.beginTransaction();

// 第二次查询
Person person2 = (Person) session2.get(Person.class, 1);
System.out.println(person2);

tx2.commit();
session2.close();

// 结果相同，没有执行SQL语句
System.out.println(person1 == person2);

在上面的代码中，开启了二级缓存并指定了使用EhCache作为缓存。由于二级缓存实现了多个Session之间的缓存共享，因此第二次查询时并没有执行SQL语句，而是直接从缓存中获取了数据。

三、缓存策略

Hibernate缓存的策略可以根据不同的应用场景来选择，Hibernate提供了多种缓存策略，分别是读写、只读、事务性、非严格读写等。根据具体的使用情况来选择缓存策略，可以提高查询效率并降低数据库访问压力。下面是几种常用的缓存策略。

读写缓存策略

读写缓存策略适用于更新比较频繁的数据，可以将查询结果存放到缓存中，同时也会在缓存中存放已修改但未提交的对象。这种缓存策略可以提高读写并发性能，但是会增加缓存管理的复杂度。使用此缓存策略时，需要在配置文件中设置相应的缓存属性：

cfg.setProperty("hibernate.cache.use_second_level_cache", "true");
cfg.setProperty("hibernate.cache.use_query_cache", "true");
cfg.setProperty("hibernate.cache.provider_class", "org.hibernate.cache.EhCacheProvider");

// 配置更新策略
cfg.setProperty("hibernate.cache.region.factory_class", "org.hibernate.cache.ehcache.SingletonEhCacheRegionFactory");
cfg.setProperty("hibernate.cache.region.person.factory_class", "org.hibernate.cache.ehcache.SingletonEhCacheRegionFactory");
cfg.setProperty("hibernate.cache.region.factory_class", "org.hibernate.cache.ehcache.SingletonEhCacheRegionFactory");

SessionFactory sessionFactory = cfg.buildSessionFactory();
Session session = sessionFactory.openSession();
Transaction tx = session.beginTransaction();

Person person = (Person) session.get(Person.class, 1);
person.setName("Johnny");
session.update(person);

tx.commit();
session.close();

只读缓存策略

只读缓存策略适用于只有查询操作的应用场景，这种缓存策略可以提高并发性能。使用此缓存策略时，需要在配置文件中设置相应的缓存属性，并且在查询语句中使用“setCacheable(true)”方法将查询结果存放到缓存中：

cfg.setProperty("hibernate.cache.use_second_level_cache", "true");
cfg.setProperty("hibernate.cache.use_query_cache", "true");
cfg.setProperty("hibernate.cache.region.factory_class", "org.hibernate.cache.ehcache.EhCacheRegionFactory");

SessionFactory sessionFactory = cfg.buildSessionFactory();
Session session = sessionFactory.openSession();

// 使用只读缓存策略
Query query = session.createQuery("from Person where age > 20");
query.setCacheable(true);
List list = query.list();

session.close();

  

非严格读写缓存策略

非严格读写缓存策略适用于访问频率较低但更新比较频繁的数据，既可以提高并发性能，又可以保证数据的一致性。使用此缓存策略时，需要在配置文件中设置相应的缓存属性：

cfg.setProperty("hibernate.cache.use_second_level_cache", "true");
cfg.setProperty("hibernate.cache.use_query_cache", "true");
cfg.setProperty("hibernate.cache.provider_class", "org.hibernate.cache.EhCacheProvider");

// 配置更新策略
cfg.setProperty("hibernate.cache.region.factory_class", "org.hibernate.cache.ehcache.SingletonEhCacheRegionFactory");
cfg.setProperty("hibernate.cache.region.person.factory_class", "org.hibernate.cache.ehcache.NonStrictReadWriteEhcacheRegionFactory");
cfg.setProperty("hibernate.cache.region.factory_class", "org.hibernate.cache.ehcache.NonStrictReadWriteEhcacheRegionFactory");

SessionFactory sessionFactory = cfg.buildSessionFactory();
Session session = sessionFactory.openSession();
Transaction tx = session.beginTransaction();

Person person = (Person) session.get(Person.class, 1);
person.setName("Johnny");
session.update(person);

tx.commit();
session.close();

四、总结

Hibernate缓存是一个非常重要的特性，能够有效地提高查询效率，并降低数据库访问的压力。不同的场景可以选择不同的缓存策略，以达到最佳的效果。通过对Hibernate缓存的研究，可以更好地理解Hibernate框架的工作原理，从而更好地应用Hibernate编写高效的应用程序。