第8章 MyBatis 缓存与插件机制（超详细版）

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一、前言：为什么要有缓存和插件？

MyBatis 在执行 SQL 时，可能会反复查询相同的数据或执行相似的逻辑。
为了解决这些性能与扩展性问题，MyBatis 提供了：

• 缓存机制（Cache） —— 提高性能，减少数据库访问；
• 插件机制（Interceptor） —— 扩展底层行为，例如 SQL 日志、分页、性能分析等。

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二、缓存机制原理概述

1️⃣ 类比理解：银行取钱模型

没有缓存时： 每次取钱都要跑到银行柜台。
有缓存时： 第一次取钱时柜台记下你的余额，下一次直接告诉你结果，不再查数据库。

2️⃣ 缓存分层结构

• 一级缓存（SqlSession 级别）
  • 默认开启。
  • 作用范围是一次会话（SqlSession）。
• 二级缓存（Mapper 命名空间级别）
  • 需手动开启。
  • 在同一命名空间内多个会话共享。

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三、一级缓存（Local Cache）

1️⃣ 工作原理

• 默认开启，作用范围是当前 SqlSession。
• 第一次查询后结果会存入缓存（key 为 SQL + 参数 + 映射环境）。
• 相同查询会直接从缓存中取结果，而不再访问数据库。

2️⃣ 示例

try (SqlSession session = factory.openSession()) {
    UserMapper mapper = session.getMapper(UserMapper.class);
    User u1 = mapper.selectUserById(1);
    User u2 = mapper.selectUserById(1);
    System.out.println(u1 == u2); // true，命中一级缓存
}

3️⃣ 缓存失效的情况

• 执行了 update / insert / delete（会刷新缓存）。
• 手动调用 session.clearCache()。
• 不同的 SqlSession 实例。
• 查询参数或 SQL 环境不同。

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四、二级缓存（Global Cache）

1️⃣ 概念与特点

• 命名空间（Mapper）级别的缓存。
• 不同 SqlSession 可以共享。
• 生命周期更长，但需要开发者显式启用。

2️⃣ 开启步骤

（1）在全局配置中启用缓存：

<settings>
  <setting name="cacheEnabled" value="true"/>
</settings>

（2）在 Mapper 文件中声明：

<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
  <cache eviction="LRU" flushInterval="600000" size="512" readOnly="false"/>
</mapper>

（3）开启序列化：

• 参与缓存的实体类必须实现 Serializable 接口。

public class User implements Serializable {
    private Integer id;
    private String name;
    private Integer age;
}

3️⃣ <cache> 标签属性

• eviction：缓存清理策略，默认 LRU。可选：LRU、FIFO、SOFT、WEAK。

  • LRU（Least Recently Used，最近最少使用）
    • 优先移除最近最久未被访问的对象。
    • 访问数据时刷新其时间戳。
    • ✅ 优点：命中率高，是默认策略。
    • ⚠️ 适用场景：热点数据明显的系统。
  • FIFO（First In First Out，先进先出）
    • 最早放入缓存的对象最先被清理。
    • ✅ 优点：实现简单，性能稳定。
    • ⚠️ 缺点：可能淘汰刚被访问过的对象。
  • SOFT（软引用策略）
    • 使用 Java 的 SoftReference 实现，内存不足时释放缓存。
    • ✅ 优点：防止内存溢出。
    • ⚠️ 适用场景：内存敏感系统，缓存非关键数据。
  • WEAK（弱引用策略）
    • 使用 Java 的 WeakReference 实现，只要 GC 运行就会回收对象。
    • ✅ 优点：极致节省内存。
    • ⚠️ 缺点：命中率极低，缓存存活时间短。

• flushInterval：刷新间隔（毫秒）。默认无自动刷新。

• size：最多可缓存的对象数。
• readOnly：是否只读（true 表示返回相同实例）。
• blocking：若缓存命中失败是否阻塞其他线程读取。

4️⃣ <cache-ref> 共享缓存

<cache-ref namespace="com.example.mapper.OrderMapper"/>

表示当前 Mapper 复用另一个 Mapper 的缓存。

5️⃣ 二级缓存执行顺序

1. 查询二级缓存是否有结果；
2. 若无 → 查询数据库并写入一级缓存；
3. 会话关闭或提交时 → 一级缓存数据写入二级缓存。

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五、缓存清理与优化建议

缓存失效的触发条件：

• 执行更新操作（会刷新缓存）。
• Mapper 中 flushCache="true"。

优化建议：

• 不要缓存频繁变动的数据（例如库存、余额）。
• 对静态数据（如省份、配置项）可长期缓存。
• 结合 Redis 等外部缓存提高可靠性。

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六、插件机制（Interceptor）

1️⃣ 插件的作用

插件允许你在 MyBatis 执行 SQL 的四大核心阶段插入自定义逻辑，常见用途：

• 打印 SQL 日志；
• 统计 SQL 执行时间；
• 自动分页；
• 动态切换数据源。

2️⃣ 原理概述

MyBatis 在执行 SQL 时，会创建以下 4 类核心对象：

• Executor：执行 SQL 语句；
• StatementHandler：管理 SQL 语句；
• ParameterHandler：设置参数；
• ResultSetHandler：处理查询结果。

插件通过 动态代理（JDK Proxy），在这些对象方法调用前后注入逻辑。

MyBatis Object → [ Plugin Proxy ] → [ Original Object ]

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七、自定义插件示例：日志拦截器

1️⃣ 插件代码

@Intercepts({
    @Signature(type = Executor.class, method = "update", args = {MappedStatement.class, Object.class}),
    @Signature(type = Executor.class, method = "query", args = {MappedStatement.class, Object.class, RowBounds.class, ResultHandler.class})
})
public class LogInterceptor implements Interceptor {
    @Override
    public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
        long start = System.currentTimeMillis();
        Object result = invocation.proceed(); // 执行原方法
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("[MyBatis SQL 执行耗时]：" + (end - start) + " ms");
        return result;
    }

    @Override
    public Object plugin(Object target) {
        return Plugin.wrap(target, this);
    }

    @Override
    public void setProperties(Properties properties) {
        System.out.println("插件属性：" + properties);
    }
}

2️⃣ 在 mybatis-config.xml 注册

<plugins>
  <plugin interceptor="com.example.plugin.LogInterceptor">
    <property name="level" value="DEBUG"/>
  </plugin>
</plugins>

3️⃣ 输出结果

[MyBatis SQL 执行耗时]：12 ms

说明：

• @Intercepts：声明拦截器。
• @Signature：指定要拦截的接口、方法、参数类型。
• plugin()：包装原始对象，返回代理对象。
• setProperties()：读取配置参数。

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八、常见插件案例

• 分页插件（PageHelper / 自定义）
  • 拦截 Executor.query() 方法，修改 SQL 为 SELECT ... LIMIT ...。
• 性能监控插件
  • 记录每条 SQL 的执行时间并打印慢查询警告。
• 字段加解密插件
  • 拦截参数和结果集，在入库前加密、出库后解密。

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九、缓存 vs 插件：差异对比

对比项	缓存	插件
目的	提升性能	扩展功能
生命周期	SqlSession / Mapper	全局
开启方式	自动 / 手动	在配置中注册
常见应用	结果复用、数据查询	分页、日志、加密、动态路由
实现原理	内存存储 + 命名空间管理	动态代理 + 拦截器链

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十、小结

• 一级缓存自动开启，作用范围为 SqlSession。
• 二级缓存需手动启用，作用范围为 Mapper 命名空间。
• 插件可拦截四大核心对象方法，灵活扩展 MyBatis 行为。
• 缓存 = 性能优化，插件 = 功能增强。

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✅ 记忆口诀：

• 一级缓存自己用（会话级）
• 二级缓存大家用（共享级）
• 插件像“插电扩展口”，能让 MyBatis 做更多事。