MyBatis 一級緩存與二級緩存原理深度解析

MyBatis 雙級緩存架構全景深度剖析

MyBatis 提供兩級緩存機制應對高頻查詢性能瓶頸：一級緩存（SqlSession 級）默認開啟，二級緩存（Mapper 級）需顯式配置。本文從源碼層面完整追蹤查詢執行流程、緩存鍵生成策略、緩存實例化裝飾鏈，揭示核心設計原理。

一級緩存：SqlSession 級別的局部緩存

工作流程源碼追蹤

// DefaultSqlSession.selectList()
public <E> List<E> selectList(String statement, Object parameter, RowBounds rowBounds) {
    MappedStatement ms = configuration.getMappedStatement(statement);
    return executor.query(ms, wrapCollection(parameter), rowBounds, Executor.NO_RESULT_HANDLER);
}

// BaseExecutor.query() - 構建 CacheKey
public <E> List<E> query(MappedStatement ms, Object parameter, RowBounds rowBounds, ResultHandler resultHandler) {
    BoundSql boundSql = ms.getBoundSql(parameter);
    CacheKey key = createCacheKey(ms, parameter, rowBounds, boundSql);
    return query(ms, parameter, rowBounds, resultHandler, key, boundSql);
}

// CachingExecutor.query() - 二級緩存攔截點（若開啟）
// BaseExecutor.query() - 一級緩存核心邏輯
public <E> List<E> query(...) {
    if (queryStack == 0 && ms.isFlushCacheRequired()) clearLocalCache();
    List<E> list = (resultHandler == null) ? (List<E>) localCache.getObject(key) : null;
    if (list != null) handleLocallyCachedOutputParameters(...);
    else list = queryFromDatabase(...);
    return list;
}

三大核心結論

1. 存儲位置：localCache 定義在 Executor（默認 SimpleExecutor）中，而非 SqlSession；SqlSession 關閉時 Executor 隨之回收
2. 無條件存在：無論是否配置，只要 SqlSession 存在即擁有 PerpetualCache（底層 HashMap，無容量控制）
3. 增刪改自動清空：BaseExecutor.update() 首行調用 clearLocalCache()，防止髒讀；flushCache="true" 可強制查詢前清空

CacheKey：三維度判定「同一查詢」

CacheKey 封裝 updateList，equals() 逐項比對：

1. MappedStatement ID：namespace + select id
2. RowBounds：offset、limit（分頁參數）
3. SQL 語句：boundSql.getSql()（含參數佔位符）

三者完全一致且未配置 flushCache="true"，直接命中一級緩存。

二級緩存：Mapper 級別的全局共享緩存

讀取優先級：二級 > 一級

CachingExecutor.query() 先檢查二級緩存（tcm.getObject()），未命中再委託 delegate（BaseExecutor）查詢一級緩存/數據庫。結論：開啟二級緩存時，二級緩存讀取優先級高於一級緩存。

核心邏輯

Cache cache = ms.getCache();  // 從 MappedStatement 獲取 Cache 實例
if (cache != null) {
    flushCacheIfRequired(ms);  // 根據 flushCache 屬性決定是否清理
    if (ms.isUseCache() && resultHandler == null) {
        List<E> list = (List<E>) tcm.getObject(cache, key);  // 事務緩存獲取
        if (list == null) {
            list = delegate.query(...);  // 回退一級緩存/DB
            tcm.putObject(cache, key, list);  // 寫入二級緩存
        }
        return list;
    }
}
return delegate.query(...);

• tcm = TransactionalCacheManager，裝飾器模式管理事務緩存
• 緩存鍵 CacheKey 與一級緩存共用，判定條件一致
• 生命週期：MappedStatement 存儲在 Configuration.mappedStatements，應用啟動時構建，應用結束才銷毀

防 OOM 配置參數

• size：最大條目數
• eviction：淘汰算法（默認 LRU）
• flushInterval：定期清理間隔
• readOnly：只讀模式避免序列化開銷

二級緩存實例化：建造者 + 裝飾器模式鏈

XmlMapperBuilder.cacheElement() 解析配置

type="PERPETUAL" (默認) → PerpetualCache
eviction="LRU" (默認) → LruCache
flushInterval, size, readWrite, blocking, properties

CacheBuilder.build() 裝飾鏈構建

1. 基礎緩存：newBaseCacheInstance(implementation, id) → PerpetualCache
2. 淘汰裝飾：LruCache 包裝實現 LRU 淘汰
3. 標準裝飾鏈（按序）：

ScheduledCache (flushInterval) → 定時清理
SerializedCache (readWrite=true) → 序列化支援（要求值實現 Serializable）
LoggingCache → 命中率日誌
SynchronizedCache → 線程安全同步
BlockingCache (blocking=true) → 同鍵阻塞等待

三類緩存實現支援

1. 默認：PerpetualCache + 全套裝飾
2. 自定義：實現 Cache 接口，僅裝飾 LoggingCache
3. 第三方：Ehcache、Redis 等，僅裝飾 LoggingCache（自帶淘汰/過期機制）

總結

MyBatis 緩存設計精妙體現於：一級緩存輕量無感、二級緩存可配置擴展、裝飾器模式靈活組合功能、CacheKey 統一語義。生產環境建議：默認開啟一級緩存、熱點數據開啟二級緩存並配置淘汰策略、分佈式場景接入 Redis 等中心化緩存替代本地二級緩存。