Hibernate4教程六：性能提升和二级缓存

抓取策略（fetching strategy）是指：当应用程序需要在（Hibernate实体对象图的）关联关系间进行导航的时候，Hibernate如何获取关联对象的策略。抓取策略可以在O/R映射的元数据中声明，也可以在特定的HQL或条件查询（Criteria Query）中重载声明。 Hibernate4 定义了如下几种抓取策略：

1：连接抓取（Join fetching） - Hibernate通过在SELECT语句使用OUTER JOIN（外连接）来获得对象的关联实例或者关联集合。

2：查询抓取（Select fetching） - 另外发送一条 SELECT语句抓取当前对象的关联实体或集合。除非你显式的指定lazy="false"禁止延迟抓取，否则只有当真正访问关联关系的时候，才会执行第二条select语句。

3：子查询抓取（Subselect fetching） - 另外发送一条SELECT语句抓取在前面查询到（或者抓取到）的所有实体对象的关联集合。除非你显式的指定lazy="false" 禁止延迟抓取否则只有当你真正访问关联关系的时候，才会执行第二条select语句。

4：批量抓取（Batch fetching） - 对查询抓取的优化方案，通过指定一个主键或外键列表，Hibernate使用单条SELECT语句获取一批对象实例或集合。

映射文档中定义的抓取策略将会对以下列表条目产生影响：

（1）通过 get() 或 load() 方法取得数据。

（2）只有在关联之间进行导航时，才会隐式的取得数据。

（3）条件查询

（4）使用了subselect 抓取的 HQL 查询

通常情况下，我们并不使用映射文档进行抓取策略的定制。更多的是，保持其默认值，然后在特定的事务中，使用 HQL 的左连接抓取（left join fetch）对其进行重载。这将通知 Hibernate在第一次查询中使用外部关联（outer join），直接得到其关联数据。

条件查询API 中，应该调用 setFetchMode语句，例如：

java代码：

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User user = (User) session.createCriteria(User.class)
.setFetchMode("permissions", FetchMode.JOIN)
.add( Restrictions.idEq(userId) )
.uniqueResult();

Hibernate会区分下列各种情况：

1：Immediate fetching，立即抓取 - 当宿主被加载时，关联、集合或属性被立即抓取。

2：Lazy collection fetching，延迟集合抓取- 直到应用程序对集合进行了一次操作时，集合才被抓取。（对集合而言这是默认行为。）

3："Extra-lazy" collection fetching,"Extra-lazy"集合抓取 -对集合类中的每个元素而言，都是直到需要时才去访问数据库。除非绝对必要，Hibernate不会试图去把整个集合都抓取到内存里来（适用于非常大的集合）。

4：Proxy fetching，代理抓取 - 对返回单值的关联而言，当其某个方法被调用，而非对其关键字进行get操作时才抓取。

5："No-proxy" fetching,非代理抓取 - 对返回单值的关联而言，当实例变量被访问的时候进行抓取。与上面的代理抓取相比，这种方法没有那么“延迟”得厉害(就算只访问标识符，也会导致关联抓取)但是更加透明，因为对应用程序来说，不再看到proxy。这种方法需要在编译期间进行字节码增强操作，因此很少需要用到。

6：Lazy attribute fetching，属性延迟加载 - 对属性或返回单值的关联而言，当其实例变量被访问的时候进行抓取。需要编译期字节码强化，因此这一方法很少用到。

何时实例化集合和代理

既然Hibernate会采取代理来延迟集合的实例化，那么何时实例化这个集合呢？因为如果session关闭了，再访问未初始化的集合活代理的话，将会抛出LazyInitializationException 异常。

常见的解决方法，如下：

在session打开期间去访问集合的数据

这是一种不好的做法，就是没有什么用的去访问集合的数据，触发其实例化

使用Hibernate.initialized()方法

静态方法 Hibernate.initialized() 为你的应用程序提供了一个便捷的途径来延迟加载集合或代理。只要它的Session 处于open 状态，Hibernate.initialize(cat) 将会为cat 强制对代理实例化。同样，Hibernate.initialize(cat.getKittens())对kittens的集合具有同样的功能。

保持Session一直处于open状态，直到集合被实例化

通常又有两种方法：

Open Session in View模式

在一个基于Web的应用中，可以利用过滤器，在用户请求时打开Hibernate的session、页面生成结束时关闭 Session，示例如下：

java代码：

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public class HibernateSessionRequestFilter implements Filter {
private SessionFactory sf;
public void doFilter(...)throws...{
sf.getCurrentSession().beginTransaction();
chain.doFilter(request, response);
sf.getCurrentSession().getTransaction().commit();
}
public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
sf = new Configuration().configure().buildSessionFactory();
}
public void destroy() {}
}

在逻辑层为表现层准备数据的时候，在session打开的情况下，实例化好所有需要的数据。

要完全理解Hibernate各种集合的关系结构和性能特点，必须同时考虑“用于Hibernate更新或删除集合行数据的主键的结构”。因此得到了如下的分类：

有序集合类、集合（sets）、包（bags)：可以重复且没有顺序的一种集合

所有的有序集合类（maps, lists, arrays)都拥有一个由和组成的主键。这种情况下集合类的更新是非常高效的——主键已经被有效的索引，因此当Hibernate试图更新或删除一行时，可以迅速找到该行数据

集合(sets)的主键由和其他元素组成。对于有些元素来说，这很低效，特别是组合元素，大文本或二进制数据。但是对于一对多或者多对多，set也可以达到同样的高效性能

Bag是最差的。因为bag允许重复的元素值，也没有索引字段，因此不可能定义主键。 Hibernate无法判断出重复的行。当这种集合被更改时，Hibernate将会先完整地移除（通过一个(in a single DELETE)）整个集合，然后再重新创建整个集合。因此Bag是非常低效的。

Lists, maps 和sets用于更新效率最高

1：有序集合类型和大多数set都可以在增加、删除、修改元素中拥有最好的性能。

2：在多对多中，set性能不如有序集合类型

3：Hibernate中，set应该是最通用的集合类型

Bag和list是反向集合类（也就是指定了inverse=true的集合类）中效率最高的

在一种情况下，bag的性能(包括list)要比set高得多：对于指明了inverse="true"的集合类（比如说，标准的双向的一对多关联），我们可以在未初始化(fetch)包元素的情况下直接向bag或list添加新元素！这是因为Collection.add())或者Collection.addAll() 方法对bag或者List总是返回true（这点与与Set不同）。因此对于下面的相同代码来说，速度会快得多。

java代码：

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Parent p = (Parent) sess.load(Parent.class, id);
Child c = new Child();
c.setParent(p);
p.getChildren().add(c); //不用抓取集合
sess.flush();

SessionFactory里面带着监测性能的数据，就是Statistics

首先需要在cfg.xml中打开统计功能，将 hibernate.generate_statistics 设置为 true。在运行期间，则可以可以通过 sf.getStatistics().setStatisticsEnabled(true) 或hibernateStatsBean.setStatisticsEnabled(true)来打开统计功能

所有的测量值都可以由 Statistics 接口 API 进行访问，主要分为三类：

1：使用 Session 的普通数据记录，例如打开的 Session 的个数、取得的 JDBC 的连接数等；

2：实体、集合、查询、缓存等内容的统一数据记录。

3：和具体实体、集合、查询、缓存相关的详细数据记录

Hibernate的Session在事务级别进行持久化数据的缓存操作，也就是前边所讲的一级缓存

当然，也可以分别为每个类（或集合)，配置集群、或JVM级别(SessionFactory级别)的缓存（二级缓存）

在Hibernate4以前的版本：通过在hibernate.cache.provider_class属性中指定org.hibernate.cache.CacheProvider的某个实现的类名,你可以选择让Hibernate使用哪个缓存实现。注意，在3.2版本之前，默认使用EhCache 作为缓存实现，但从3.2起就不再这样了。如：org.hibernate.cache.EhCacheProvider

在Hibernate4的版本中：通过在cache.region.factory_classs指定相应的缓存区域的实现，如：

java代码：

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<property name="cache.region.factory_class">org.hibernate.cache.EhCacheRegionFactory

Hibernate4教程六：性能提升和二级缓存

缓存映射，类或者集合映射的“元素”可以有下列形式：

java代码：

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<cache
usage="transactional|read-write|nonstrict-read-write|read-only" (1)
region="RegionName" (2)
include="all|non-lazy" (3) />

(1)usage(必须)说明了缓存的策略: transactional、 read-write、 nonstrict-read-write或 read-only。

(2) region (可选, 默认为类或者集合的名字) 指定第二级缓存的区域名

(3) include (可选,默认为 all) non-lazy 当属性级延迟抓取打开时, 标记为lazy="true"的实体的属性可能无法被缓存

可以在hibernate.cfg.xml 中指定和元素

策略：只读缓存

如果你的应用程序只需读取一个持久化类的实例，而无需对其修改，那么就可以对其进行只读缓存。这是最简单，也是实用性最好的方法。甚至在集群中，它也能完美地运作。示例如下：

java代码：

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<class name="eg.Immutable" mutable="false">
....
</class>

策略：读写缓存

如果应用程序需要更新数据，那么使用读/写缓存比较合适。如果应用程序要求

“serializable”的隔离级别，那么就决不能使用这种缓存策略。如果在JTA环境中使用缓

存，必须指定hibernate.transaction.manager_lookup_class属性的值，通过它，Hibernate

才能知道该应用程序中JTA的TransactionManager的具体策略。在其它环境中，你必须保证在

Session.close()、或Session.disconnect()调用前，整个事务已经结束。如果你想在集群

环境中使用此策略，你必须保证底层的缓存实现支持锁定(locking)。Hibernate内置的缓存策

略并不支持锁定功能。

java代码：

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<class name="eg.Cat" .... >
<set name="kittens" ... >
....
</class>

策略：非严格读写缓存Strategy: nonstrict read/write）

如果应用程序只偶尔需要更新数据（也就是说，两个事务同时更新同一记录的情

况很不常见），也不需要十分严格的事务隔离，那么比较适合使用非严格读/写缓

存策略。如果在JTA环境中使用该策略，你必须为其指定

hibernate.transaction.manager_lookup_class属性的值，在其它环境中，你必须

保证在Session.close()、或Session.disconnect()调用前，整个事务已经结束

策略：事务缓存

Hibernate的事务缓存策略提供了全事务的缓存支持，例如对JBoss TreeCache

的支持。这样的缓存只能用于JTA环境中，你必须指定为其

hibernate.transaction.manager_lookup_class属性

Hibernate4教程六：性能提升和二级缓存

管理缓存

1：无论何时，当你给save()、update()或 saveOrUpdate()方法传递一个对象时，或使用load()、 get()、list()、iterate() 或scroll()方法获得一个对象时, 该对象都将被加入到Session的内部缓存中。

2：当随后flush()方法被调用时，对象的状态会和数据库取得同步。如果你不希望此同步操作发生，或者你正处理大量对象、需要对有效管理内存时，你可以调用evict() 方法，从一级缓存中去掉这些对象及其集合，如下示例：

ScrollableResult cats = sess.createQuery(“from Cat as cat”).scroll(); //很大的结果集，可滚动的结果集
while ( cats.next() ) {
   Cat cat = (Cat) cats.get(0);
   doSomethingWithACat(cat);
   sess.evict(cat);
}

3：Session还提供了一个contains()方法，用来判断某个实例是否处于当前session的缓存中。

4：如若要把所有的对象从session缓存中彻底清除，则需要调用Session.clear()。

5：对于二级缓存来说，在SessionFactory中定义了许多方法，清除缓存中实例、整个类、集合实例或者整个集合。

java代码：

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sessionFactory.evict(Cat.class, catId); //evict a particular Cat
sessionFactory.evict(Cat.class); //evict all Cats
sessionFactory.evictCollection(“Cat.kittens”, catId); //evict a particular collection of kittens
sessionFactory.evictCollection(“Cat.kittens”); //evict all kitten

6：collections CacheMode参数用于控制具体的Session如何与二级缓存进行交互。

（1）CacheMode.NORMAL - 从二级缓存中读、写数据。

（2）CacheMode.GET - 从二级缓存读取数据，仅在数据更新时对二级缓存写数据。

（3）CacheMode.PUT - 仅向二级缓存写数据，但不从二级缓存中读数据。

（4）CacheMode.REFRESH - 仅向二级缓存写数据，但不从二级缓存中读数据。通过hibernate.cache.use_minimal_puts的设置，强制二级缓存从数据库中读取数据，刷新缓存内容。

查询缓存：查询的结果集也可以被缓存。只有当经常使用同样的参数进行查询时，这才会有些用处

1：要使用查询缓存，首先你必须打开hibernate.cache.use_query_cache为true.

2：该设置将会创建两个缓存区域 - 一个用于保存查询结果集(org.hibernate.cache.StandardQueryCache)；另一个则用于保存最近查询的一系列表的时间戳(org.hibernate.cache.UpdateTimestampsCache)。请注意：在查询缓存中，它并不缓存结果集中所包含的实体的确切状态；它只缓存这些实体的标识符属性的值、以及各值类型的结果。所以查询缓存通常会和二级缓存一起使用。

3：绝大多数的查询并不能从查询缓存中受益，所以Hibernate默认是不进行查询缓存的。如若需要进行缓存，请调用 Query.setCacheable(true)方法。这个调用会让查询在执行过程中时先从缓存中查找结果，并将自己的结果集放到缓存中去

以EHCache为例来说明二级缓存的配置

第一步：配置ehcache.xml，放置到classpath下面，配置如下：

java代码：

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<defaultCache
maxElementsInMemory="10000"
eternal="false"
timeToIdleSeconds="120"
timeToLiveSeconds="120"
overflowToDisk="true"
/>

配置说明：

maxElementsInMemory ：缓存最大数目

eternal ：缓存是否持久

overflowToDisk ：是否保存到磁盘，当系统当机时

timeToIdleSeconds ：当缓存闲置n秒后销毁

timeToLiveSeconds ：当缓存存活n秒后销毁

第二步：在hibernate.cfg.xml中设置：

Hibernate4以前的版本：

java代码：

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<property name="hibernate.cache.use_second_level_cache">true
<property name="cache.provider_class">org.hibernate.cache.EhCacheProvider
<property name="cache.use_query_cache">false

Hibernate4的版本：

java代码：

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<property name="cache.use_query_cache">false
<property name="cache.use_second_level_cache">true
<property name="cache.region.factory_class">org.hibernate.cache.EhCacheRegionFactory

第三步：在hibernate.cfg.xml中设置需要缓存的类，还有缓存策略.

在测试文件中，如下：

java代码：

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s = sf.openSession();
t = s.beginTransaction();
UserModel um1 = (UserModel)s.load(UserModel.class, "1");
System.out.println("um1=="+um1);
t.commit();
s = sf.openSession();
t = s.beginTransaction();
UserModel um2 = (UserModel)s.load(UserModel.class, "1");
System.out.println("um2=="+um2);
t.commit();
s = sf.openSession();
t = s.beginTransaction();
UserModel um3 = (UserModel)s.load(UserModel.class, "1");
System.out.println("um3=="+um3);
t.commit();

然后就可以运行测试文件，看看输出的sql语句，一共有多少条？一条查询语句才是正确的，因为缓存起了作用。尝试去掉缓存的配置，测试文件不动，再次运行，看看输出的sql语句，一共有多少条？应该是三条了。

说明：如果不设置“查询缓存”，那么hibernate只会缓存使用load()方法获得的单个持久化对象，如果想缓存使用findall()、list()、Iterator()、createCriteria()、createQuery()等方法获得的数据结果集的话，就需要设置hibernate.cache.use_query_cache true才行。

下面看看查询缓存的示例

第一步：配置ehcache.xml，跟前面相同

第二步：配置hibernate.cfg.xml，在前面配置的基础上，添加：

配置是否使用查询缓存为true

true

第三步：在写程序的时候，还要设置Query的setCacheable( true);

测试文件如下，运行一下看看，然后再去掉缓存配置运行一下看看：

java代码：

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