hibernate缓存机制与N+1问题

在项目中遇到的趣事

本文基于hibernate缓存机制与N+1问题展开思考，

先介绍何为N+1问题

再hibernate中用list()获得对象：

/**
             * 此时会发出一条sql，将30个学生全部查询出来
             */
            List<Student> ls = (List<Student>)session.createQuery("from Student")
                                .setFirstResult(0).setMaxResults(30).list();
            Iterator<Student> stus = ls.iterator();
            for(;stus.hasNext();)
            {
                Student stu = (Student)stus.next();
                System.out.println(stu.getName());
            }

控制台输出：

Hibernate: select student0_.id as id2_, student0_.name as name2_, student0_.rid as rid2_, student0_.sex as sex2_ from t_student student0_ limit ?

如果通过list()方法来获得对象，毫无疑问，hibernate会发出一条sql语句，将所有的对象查询出来，这没什么问题。

用iterator()这种情况：

/**
             * 如果使用iterator方法返回列表，对于hibernate而言，它仅仅只是发出取id列表的sql
             * 在查询相应的具体的某个学生信息时，会再发出相应的SQL去取学生信息
             * 这就是典型的N+1问题
             * 存在iterator的原因是，有可能会在一个session中查询两次数据，如果使用list每一次都会把所有的对象查询上来
             * 而是要iterator仅仅只会查询id，此时所有的对象已经存储在一级缓存(session的缓存)中，可以直接获取
             */
            Iterator<Student> stus = (Iterator<Student>)session.createQuery("from Student")
                                .setFirstResult(0).setMaxResults(30).iterate();
            for(;stus.hasNext();)
            {
                Student stu = (Student)stus.next();
                System.out.println(stu.getName());
            }

在执行完上述的测试用例后，我们来看看控制台的输出，看会发出多少条 sql 语句：

Hibernate: select student0_.id as col_0_0_ from t_student student0_ limit ?
Hibernate: select student0_.id as id2_0_, student0_.name as name2_0_, student0_.rid as rid2_0_, student0_.sex as sex2_0_ from t_student student0_ where student0_.id=?
张一
Hibernate: select student0_.id as id2_0_, student0_.name as name2_0_, student0_.rid as rid2_0_, student0_.sex as sex2_0_ from t_student student0_ where student0_.id=?
肇庆
Hibernate: select student0_.id as id2_0_, student0_.name as name2_0_, student0_.rid as rid2_0_, student0_.sex as sex2_0_ from t_student student0_ where student0_.id=?
桑耳
.........

我们看到，当如果通过iterator()方法来获得我们对象的时候，hibernate首先会发出1条sql去查询出所有对象的 id 值，当我们如果需要查询到某个对象的具体信息的时候，hibernate此时会根据查询出来的 id 值再发sql语句去从数据库中查询对象的信息，这就是典型的 N+1 的问题。（简单来说就是会有多一次去数据库中查询，解决思路很简单，把那多余的一次的查询不在数据库中执行就可以了）

       那么这种 N+1 问题我们如何解决呢，其实我们只需要使用 list() 方法来获得对象即可。

      但是既然可以通过 list() 我们就不会出现 N+1的问题，那么我们为什么还要保留 iterator()这种形式呢？ 嗯..............存在即合理。想想有没有特殊的情况能发挥 iterator()的优势？？？？

  如果我们需要在一个session当中要两次查询出很多对象，此时我们如果写两条 list()时，hibernate此时会发出两条 sql 语句，而且这两条语句是一样的，

  但是我们如果第一条语句使用 list()，而第二条语句使用 iterator()的话，此时我们也会发两条sql语句，但是第二条语句只会将查询出对象的id，所以相对应取出所有的对象而已，显然这样可以节省内存和减少与数据库的交互（提升效率），而如果再要获取对象的时候，因为第一条语句已经将对象都查询出来了，此时会将对象保存到session的一级缓存中去，所以再次查询时，就会首先去缓存中查找，如果找到，则不发sql语句了。这里就牵涉到了接下来这个概念:hibernate的一级缓存。

二、一级缓存(session级别)

我们来看看hibernate提供的一级缓存：

/**
             * 此时会发出一条sql，将所有学生全部查询出来，并放到session的一级缓存当中
             * 当再次查询学生信息时，会首先去缓存中看是否存在，如果不存在，再去数据库中查询
             * 这就是hibernate的一级缓存(session缓存)
             */
            List<Student> stus = (List<Student>)session.createQuery("from Student")
                                    .setFirstResult(0).setMaxResults(30).list();
            Student stu = (Student)session.load(Student.class, 1);

我们来看看控制台输出：

 Hibernate: select student0_.id as id2_, student0_.name as name2_, student0_.rid as rid2_, student0_.sex as sex2_ from t_student student0_ limit ? 

我们看到此时hibernate仅仅只会发出一条 sql 语句，因为第一行代码就会将整个的对象查询出来，放到session的一级缓存中去，当我如果需要再次查询学生对象时，此时首先会去缓存中看是否存在该对象，如果存在，则直接从缓存中取出，就不会再发sql了，但是要注意一点：hibernate的一级缓存是session级别的，所以如果session关闭后，缓存就没了，此时就会再次发sql去查数据库。

try
        {
            session = HibernateUtil.openSession();
            
            /**
             * 此时会发出一条sql，将所有学生全部查询出来，并放到session的一级缓存当中
             * 当再次查询学生信息时，会首先去缓存中看是否存在，如果不存在，再去数据库中查询
             * 这就是hibernate的一级缓存(session缓存)
             */
            List<Student> stus = (List<Student>)session.createQuery("from Student")
                                    .setFirstResult(0).setMaxResults(30).list();
            Student stu = (Student)session.load(Student.class, 1);
            System.out.println(stu.getName() + "-----------");
        }
        catch (Exception e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
        finally
        {
            HibernateUtil.close(session);
        }
        /**
         * 当session关闭以后，session的一级缓存也就没有了，这时就又会去数据库中查询
         */
        session = HibernateUtil.openSession();
        Student stu = (Student)session.load(Student.class, 1);
        System.out.println(stu.getName() + "-----------");

Hibernate: select student0_.id as id2_, student0_.name as name2_, student0_.sex as sex2_, student0_.rid as rid2_ from t_student student0_ limit ?

Hibernate: select student0_.id as id2_2_, student0_.name as name2_2_, student0_.sex as sex2_2_, student0_.rid as rid2_2_, classroom1_.id as id1_0_, classroom1_.name as name1_0_, classroom1_.sid as sid1_0_, special2_.id as id0_1_, special2_.name as name0_1_, special2_.type as type0_1_ from t_student student0_ left outer join t_classroom classroom1_ on student0_.rid=classroom1_.id left outer join t_special special2_ on classroom1_.sid=special2_.id where student0_.id=?

我们看到此时会发出两条sql语句，因为session关闭以后，一级缓存就不存在了，所以如果再查询的时候，就会再发sql。要解决这种问题，我们应该怎么做呢？若按空间换取时间的思路，那能不能再来一个缓存？这就要我们来配置hibernate的二级缓存了，也就是sessionFactory级别的缓存。

三、二级缓存(sessionFactory级别)（简单介绍）

如果我们只是取出对象的一些属性的话，则不会将其保存到二级缓存中去，因为二级缓存缓存的仅仅是对象。

由于学生对象已经缓存在二级缓存中了，此时再使用iterate来获取对象的时候，首先会通过一条取id的语句，
然后在获取去二级缓存中对象时，如果发现就不会再发SQL，这样也就解决了N+1问题  而且内存占用也不多。    

万千丛中一点绿， 对象！，对象！，对象！ 二级缓存就把第一次对象查询拦截了，解决了N+1问题