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緩存是提高硬件和應(yīng)用程序性能的一個(gè)關(guān)鍵因素，在對象映射框架中更是如此。因此，合理使用Hibernate緩存機(jī)制能夠大幅度的提高Hibernate應(yīng)用程序的性能。
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Hibernate提供了兩級緩存架構(gòu)，第一級緩存是Session的緩存，第二級緩存是一個(gè)用戶決定是否使用的緩存，能夠借助與第三方的組件實(shí)現(xiàn)。Hibernate則提供了緩存管理接口，應(yīng)用程序可以自由的對Hibernate緩存機(jī)制進(jìn)行管理。
緩存是對或計(jì)算代價(jià)較大的原始數(shù)據(jù)的復(fù)制存儲。通過在緩存（連續(xù)的內(nèi)存空間）存儲數(shù)據(jù)，對緩存中的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，可以縮短平均訪問時(shí)間，提高數(shù)據(jù)的平均傳輸速度。Hibernate緩存機(jī)制提供了這種高效傳輸?shù)氖侄巍?/p>
緩存首先出現(xiàn)在CPU中，由于CPU的速度很快，主存儲器的存儲速度無法與其相比，因而影響了計(jì)算機(jī)的執(zhí)行效率。在CPU和主存儲器之間加入了速度最快的SRAM作為CPU與相對低速的存儲器之間交換數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，這樣可以大幅度提高系統(tǒng)的執(zhí)行效率，可且通過CACHE來事先讀取CPU可能需要的數(shù)據(jù)。推廣開來，凡是位于速度相差很大的兩種硬件或應(yīng)用之間的，用于協(xié)調(diào)兩者數(shù)據(jù)傳輸差異的結(jié)構(gòu)都可以稱為緩存。
緩存將最近訪問過的信息存儲在特殊內(nèi)存系統(tǒng)中以避免CPU在重新到主存儲器中存取。在特定的硬件基礎(chǔ)和應(yīng)用架構(gòu)之上，緩存往往是提升系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素之一。在使用數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用系統(tǒng)中，緩存位于數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用之間，在內(nèi)存中保存底層數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)副本（應(yīng)用程序經(jīng)常方位的數(shù)據(jù)），以便應(yīng)用程序之間重內(nèi)存中存取而不必頻繁的方位數(shù)據(jù)庫，因此提高了應(yīng)用程序訪問數(shù)據(jù)的效率。
緩存介于應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)訪問層和數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)源層之間，一般位于內(nèi)存中，而數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)源長來自硬盤或網(wǎng)絡(luò)。相對于硬盤和網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用程序訪問內(nèi)存的速度顯然要快的很多。不過如果緩存中數(shù)據(jù)量太大也可以放置到硬盤上，需要時(shí)在掉入內(nèi)存，這樣雖然速度慢些，但還是比直接從網(wǎng)絡(luò)獲取要快！
對于Hibernate而言，它是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了對象關(guān)系映射的組件。應(yīng)用程序中的數(shù)據(jù)通過Hibernate緩存機(jī)制中的持久化實(shí)例反映。這些持久化實(shí)例維護(hù)的數(shù)據(jù)是來自于底層數(shù)據(jù)庫或即將同步更行到數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，為了獲取這些數(shù)據(jù),Hibernate必須頻繁的訪問數(shù)據(jù)庫，產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)庫連接操作和數(shù)據(jù)傳輸動作，效率較低。另外，Hibernate屏蔽了底層數(shù)據(jù)庫的操作細(xì)節(jié)，讓用戶可以以操作對象的方式訪問關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，在對象關(guān)系映射轉(zhuǎn)換的過程中，Hibernate勢必付出了一些系統(tǒng)開銷！
為了提升Hibernate的數(shù)據(jù)庫訪問效率并應(yīng)對Hibernate封裝底層數(shù)據(jù)庫的內(nèi)存開銷，需要引入緩存策略。緩存作為數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的臨時(shí)容器，內(nèi)涵了數(shù)據(jù)庫數(shù)在內(nèi)存中的臨時(shí)副本。Hibernate讀取所需數(shù)據(jù)時(shí)，首先在緩存中查找（先是一級緩存再次是二級緩存），若果緩存中存在需要的數(shù)據(jù)則稱為命中（和CPU在一級緩存中取到需要的數(shù)據(jù)概念一樣），然后就會直接返回?cái)?shù)據(jù)，這樣的話就避免了數(shù)據(jù)庫調(diào)用的開銷，不過如果緩存中沒有所需要的數(shù)據(jù)還是會訪問底層數(shù)據(jù)庫。
Hibernate采用二級緩存體系，包括Session緩存（一級緩存）和SessionFactory緩存（二級緩存）。
（1）Session緩存是內(nèi)置的，默認(rèn)的，不能被卸載。Session維護(hù)了其自身生命周期中的一些持久化實(shí)例和它們的集合。（就像是一個(gè)方法中的變量）
（2）SessionFactory緩存即Hibernate二級緩存，按結(jié)構(gòu)可以分為內(nèi)置緩存和外置緩存兩種。
針對緩存的生命周期的不同，我們可以將Hibernate的緩存分為三個(gè)層次：
1.事物級緩存
緩存只能被當(dāng)前事物訪問。這個(gè)事物可以是一個(gè)數(shù)據(jù)庫事物（比如Session），也可以是某個(gè)應(yīng)用程序大的事物。緩存的聲明周期依賴于事物的生命周期，很顯然，就像是一個(gè)方法中的變量（內(nèi)部變量）方法執(zhí)行完后，其內(nèi)部變量就會小時(shí)除非我們在那個(gè)方法中將其存入一個(gè)全局變量的集合類中。因此，對于Session而言，事物級緩存有Session實(shí)現(xiàn)。Sessions內(nèi)部維護(hù)一個(gè)數(shù)據(jù)緩存這個(gè)緩存隨著Session的創(chuàng)建而建立，在Session關(guān)閉時(shí)將被JVM垃圾回收機(jī)制回收除非其還存在引用（即使把其放進(jìn)一個(gè)全局變量中例如集合）。在Hibernate緩存機(jī)制中，Session內(nèi)部緩存（說白了也就是Session內(nèi)部變量）只能在Session實(shí)例范圍中使用。
2.應(yīng)用級緩存
緩存在某個(gè)應(yīng)用范圍被所有事務(wù)共享（指的是數(shù)據(jù)庫事務(wù)Session）。緩存的聲明周期依賴于應(yīng)用程序的生命周期，當(dāng)這個(gè)應(yīng)用程序的生命周期結(jié)束時(shí)，緩存生命周球隨之結(jié)束（我們不妨理解為全局變量）。不過這里就存在一個(gè)問題，由于緩存被所有事務(wù)共享，緩存可能被這些事務(wù)并發(fā)訪問，這個(gè)主要必須依靠對緩存設(shè)置必要的事務(wù)隔離機(jī)制和緩存共享策略來盡力避免。另外，應(yīng)用級緩存在整個(gè)應(yīng)用范圍內(nèi)使用，數(shù)據(jù)量較大時(shí)可以存儲在硬盤上。
對于Hibernate而言，應(yīng)用級別緩存有SessionFactory實(shí)現(xiàn)。Session實(shí)例有SessionFactory創(chuàng)建，并共享SessionFactory的緩存。
其實(shí)我們可以這樣理解Hibernate緩存機(jī)制中的SessionFactory與Session，以及一級緩存和二級緩存。SessionFactory是一個(gè)可執(zhí)行類的話，二級緩存就相當(dāng)于其內(nèi)部的一個(gè)集合類作為其全局變量，而Session則可以看做其內(nèi)部的一個(gè)方法（或者是內(nèi)部方法中的內(nèi)部類的實(shí)例），類的方法肯定是可以訪問其類的變量（更何況全局變量），但是類的方法以結(jié)束其內(nèi)部類就會立即消失而類的全局變量則依然存在知道這個(gè)類執(zhí)行完所有方法。因此，如果我們想保存數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)副本到二級緩存中，只能在這個(gè)類運(yùn)行內(nèi)部方法時(shí)把帶到的數(shù)據(jù)存到全局變量（比如集合類中）中。
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