緩存是介于應(yīng)用程序和物理數(shù)據(jù)源之間，其作用是為了降低應(yīng)用程序?qū)ξ锢頂?shù)據(jù)源訪問的頻次，從而提高了應(yīng)用的運行性能。緩存內(nèi)的數(shù)據(jù)是對物理數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)的復(fù)制，應(yīng)用程序在運行時從緩存讀寫數(shù)據(jù)，在特定的時刻或事件會同步緩存和物理數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)。

　　緩存的介質(zhì)一般是內(nèi)存，所以讀寫速度很快。但如果緩存中存放的數(shù)據(jù)量非常大時，也會用硬盤作為緩存介質(zhì)。緩存的實現(xiàn)不僅僅要考慮存儲的介質(zhì)，還要考慮到管理緩存的并發(fā)訪問和緩存數(shù)據(jù)的生命周期。

　　Hibernate的緩存包括Session的緩存和SessionFactory的緩存，其中SessionFactory的緩存又可以分為兩類：內(nèi)置緩存和外置緩存。Session的緩存是內(nèi)置的，不能被卸載，也被稱為Hibernate的第一級緩存。SessionFactory的內(nèi)置緩存和Session的緩存在實現(xiàn)方式上比較相似，前者是SessionFactory對象的一些集合屬性包含的數(shù)據(jù)，后者是指Session的一些集合屬性包含的數(shù)據(jù)。SessionFactory的內(nèi)置緩存中存放了映射元數(shù)據(jù)和預(yù)定義SQL語句，映射元數(shù)據(jù)是映射文件中數(shù)據(jù)的拷貝，而預(yù)定義SQL語句是在Hibernate初始化階段根據(jù)映射元數(shù)據(jù)推導(dǎo)出來，SessionFactory的內(nèi)置緩存是只讀的，應(yīng)用程序不能修改緩存中的映射元數(shù)據(jù)和預(yù)定義SQL語句，因此SessionFactory不需要進(jìn)行內(nèi)置緩存與映射文件的同步。SessionFactory的外置緩存是一個可配置的插件。在默認(rèn)情況下，SessionFactory不會啟用這個插件。外置緩存的數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的拷貝，外置緩存的介質(zhì)可以是內(nèi)存或者硬盤。SessionFactory的外置緩存也被稱為Hibernate的第二級緩存。

　　Hibernate的這兩級緩存都位于持久化層，存放的都是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的拷貝，那么它們之間的區(qū)別是什么呢？為了理解二者的區(qū)別，需要深入理解持久化層的緩存的兩個特性：緩存的范圍和緩存的并發(fā)訪問策略。

持久化層的緩存的范圍

　　緩存的范圍決定了緩存的生命周期以及可以被誰訪問。緩存的范圍分為三類。

　　1 事務(wù)范圍：緩存只能被當(dāng)前事務(wù)訪問。緩存的生命周期依賴于事務(wù)的生命周期，當(dāng)事務(wù)結(jié)束時，緩存也就結(jié)束生命周期。在此范圍下，緩存的介質(zhì)是內(nèi)存。事務(wù)可以是數(shù)據(jù)庫事務(wù)或者應(yīng)用事務(wù)，每個事務(wù)都有獨自的緩存，緩存內(nèi)的數(shù)據(jù)通常采用相互關(guān)聯(lián)的的對象形式。

　　2 進(jìn)程范圍：緩存被進(jìn)程內(nèi)的所有事務(wù)共享。這些事務(wù)有可能是并發(fā)訪問緩存，因此必須對緩存采取必要的事務(wù)隔離機(jī)制。緩存的生命周期依賴于進(jìn)程的生命周期，進(jìn)程結(jié)束時，緩存也就結(jié)束了生命周期。進(jìn)程范圍的緩存可能會存放大量的數(shù)據(jù)，所以存放的介質(zhì)可以是內(nèi)存或硬盤。緩存內(nèi)的數(shù)據(jù)既可以是相互關(guān)聯(lián)的對象形式也可以是對象的松散數(shù)據(jù)形式。松散的對象數(shù)據(jù)形式有點類似于對象的序列化數(shù)據(jù)，但是對象分解為松散的算法比對象序列化的算法要求更快。

　　3 集群范圍：在集群環(huán)境中，緩存被一個機(jī)器或者多個機(jī)器的進(jìn)程共享。緩存中的數(shù)據(jù)被復(fù)制到集群環(huán)境中的每個進(jìn)程節(jié)點，進(jìn)程間通過遠(yuǎn)程通信來保證緩存中的數(shù)據(jù)的一致性，緩存中的數(shù)據(jù)通常采用對象的松散數(shù)據(jù)形式。

　　對大多數(shù)應(yīng)用來說，應(yīng)該慎重地考慮是否需要使用集群范圍的緩存，因為訪問的速度不一定會比直接訪問數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的速度快多少。

　　持久化層可以提供多種范圍的緩存。如果在事務(wù)范圍的緩存中沒有查到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，還可以到進(jìn)程范圍或集群范圍的緩存內(nèi)查詢，如果還是沒有查到，那么只有到數(shù)據(jù)庫中查詢。事務(wù)范圍的緩存是持久化層的第一級緩存，通常它是必需的；進(jìn)程范圍或集群范圍的緩存是持久化層的第二級緩存，通常是可選的。

持久化層的緩存的并發(fā)訪問策略

　　當(dāng)多個并發(fā)的事務(wù)同時訪問持久化層的緩存的相同數(shù)據(jù)時，會引起并發(fā)問題，必須采用必要的事務(wù)隔離措施。

　　在進(jìn)程范圍或集群范圍的緩存，即第二級緩存，會出現(xiàn)并發(fā)問題。因此可以設(shè)定以下四種類型的并發(fā)訪問策略，每一種策略對應(yīng)一種事務(wù)隔離級別。

　　事務(wù)型：僅僅在受管理環(huán)境中適用。它提供了Repeatable Read事務(wù)隔離級別。對于經(jīng)常被讀但很少修改的數(shù)據(jù)，可以采用這種隔離類型，因為它可以防止臟讀和不可重復(fù)讀這類的并發(fā)問題。

　　讀寫型：提供了Read Committed事務(wù)隔離級別。僅僅在非集群的環(huán)境中適用。對于經(jīng)常被讀但很少修改的數(shù)據(jù)，可以采用這種隔離類型，因為它可以防止臟讀這類的并發(fā)問題。

　　非嚴(yán)格讀寫型：不保證緩存與數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的一致性。如果存在兩個事務(wù)同時訪問緩存中相同數(shù)據(jù)的可能，必須為該數(shù)據(jù)配置一個很短的數(shù)據(jù)過期時間，從而盡量避免臟讀。對于極少被修改，并且允許偶爾臟讀的數(shù)據(jù)，可以采用這種并發(fā)訪問策略。

　　只讀型：對于從來不會修改的數(shù)據(jù)，如參考數(shù)據(jù)，可以使用這種并發(fā)訪問策略。

　　事務(wù)型并發(fā)訪問策略是事務(wù)隔離級別最高，只讀型的隔離級別最低。事務(wù)隔離級別越高，并發(fā)性能就越低。