緩存是介于應用程序和物理數據源之間，其作用是為了降低應用程序對物理數據源訪問的頻次，從而提高了應用的運行性能。緩存內的數據是對物理數據源中的數據的復制，應用程序在運行時從緩存讀寫數據，在特定的時刻或事件會同步緩存和物理數據源的數據。

　　緩存的介質一般是內存，所以讀寫速度很快。但如果緩存中存放的數據量非常大時，也會用硬盤作為緩存介質。緩存的實現不僅僅要考慮存儲的介質，還要考慮到管理緩存的并發訪問和緩存數據的生命周期。

　 　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 置緩存和外置緩存。Session的緩存是內置的，不能被卸載，也被稱為Hibernate的第一級緩存。SessionFactory的內置緩存和 Session的緩存在實現方式上比較相似，前者是SessionFactory對象的一些集合屬性包含的數據，后者是指Session的一些集合屬性包 含的數據。SessionFactory的內置緩存中存放了映射元數據和預定義SQL語句，映射元數據是映射文件中數據的拷貝，而預定義SQL語句是在 Hibernate初始化階段根據映射元數據推導出來，SessionFactory的內置緩存是只讀的，應用程序不能修改緩存中的映射元數據和預定義 SQL語句，因此SessionFactory不需要進行內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 情況下，SessionFactory不會啟用這個插件。外置緩存的數據是數據庫數據的拷貝，外置緩存的介質可以是內存或者硬盤。 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，存放的都是數據庫數據的拷貝，那么它們之間的區別是什么呢？為了理解二者的區別，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 事務范圍：緩存只能被當前事務訪問。緩存的生命周期依賴于事務的生命周期，當事務結束時，緩存也就結束生命周期。在此范圍下，緩存的介質是內存。事務可以是數據庫事務或者應用事務，每個事務都有獨自的緩存，緩存內的數據通常采用相互關聯的的對象形式。

　 　2 進程范圍：緩存被進程內的所有事務共享。這些事務有可能是并發訪問緩存，因此必須對緩存采取必要的事務隔離機制。緩存的生命周期依賴于進程的生命周期，進 程結束時，緩存也就結束了生命周期。進程范圍的緩存可能會存放大量的數據，所以存放的介質可以是內存或硬盤。緩存內的數據既可以是相互關聯的對象形式也可 以是對象的松散數據形式。松散的對象數據形式有點類似于對象的序列化數據，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：在集群環境中，緩存被一個機器或者多個機器的進程共享。緩存中的數據被復制到集群環境中的每個進程節點，進程間通過遠程通信來保證緩存中的數據的一致性，緩存中的數據通常采用對象的松散數據形式。

　　對大多數應用來說，應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據庫數據的速度快多少。

　 　持久化層可以提供多種范圍的緩存。如果在事務范圍的緩存中沒有查到相應的數據，還可以到進程范圍或集群范圍的緩存內查詢，如果還是沒有查到，那么只有到 數據庫中查詢。事務范圍的緩存是持久化層的第一級緩存，通常它是必需的；進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訪問策略

　　當多個并發的事務同時訪問持久化層的緩存的相同數據時，會引起并發問題，必須采用必要的事務隔離措施。

　　在進程范圍或集群范圍的緩存，即第二級緩存，會出現并發問題。因此可以設定以下四種類型的并發訪問策略，每一種策略對應一種事務隔離級別。

　　事務型：僅僅在受管理環境中適用。它提供了Repeatable Read事務隔離級別。對于經常被讀但很少修改的數據，可以采用這種隔離類型，因為它可以防止臟讀和不可重復讀這類的并發問題。

　　讀寫型：提供了Read Committed事務隔離級別。僅僅在非集群的環境中適用。對于經常被讀但很少修改的數據，可以采用這種隔離類型，因為它可以防止臟讀這類的并發問題。

　 　非嚴格讀寫型：不保證緩存與數據庫中數據的一致性。如果存在兩個事務同時訪問緩存中相同數據的可能，必須為該數據配置一個很短的數據過期時間，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據，可以采用這種并發訪問策略。 　　只讀型：對于從來不會修改的數據，如參考數據，可以使用這種并發訪問策略。

　　事務型并發訪問策略是事務隔離級別最高，只讀型的隔離級別最低。事務隔離級別越高，并發性能就越低。

　　什么樣的數據適合存放到第二級緩存中？

　　1、很少被修改的數據

　　2、不是很重要的數據，允許出現偶爾并發的數據

　　3、不會被并發訪問的數據

　　4、參考數據

　　不適合存放到第二級緩存的數據？

　　1、經常被修改的數據

　　2、財務數據，絕對不允許出現并發

　　3、與其他應用共享的數據。

　　Hibernate的二級緩存

　 　如前所述，Hibernate提供了兩級緩存，第一級是Session的緩存。由于Session對象的生命周期通常對應一個數據庫事務或者一個應用事 務，因此它的緩存是事務范圍的緩存。第一級緩存是必需的，不允許而且事實上也無法比卸除。在第一級緩存中，持久化類的每個實例都具有唯一的OID。

　 　第二級緩存是一個可插拔的的緩存插件，它是由SessionFactory負責管理。由于SessionFactory對象的生命周期和應用程序的整個 過程對應，因此第二級緩存是進程范圍或者集群范圍的緩存。這個緩存中存放的對象的松散數據。第二級對象有可能出現并發問題，因此需要采用適當的并發訪問策 略，該策略為被緩存的數據提供了事務隔離級別。緩存適配器用于把具體的緩存實現軟件與Hibernate集成。第二級緩存是可選的，可以在每個類或每個集 合的粒度上配置第二級緩存。

　　Hibernate的二級緩存策略的一般過程如下：

　　1) 條件查詢的時候，總是發出一條select * from table_name where …. （選擇所有字段）這樣的SQL語句查詢數據庫，一次獲得所有的數據對象。

　　2) 把獲得的所有數據對象根據ID放入到第二級緩存中。

　　3) 當Hibernate根據ID訪問數據對象的時候，首先從Session一級緩存中查；查不到，如果配置了二級緩存，那么從二級緩存中查；查不到，再查詢數據庫，把結果按照ID放入到緩存。

　　4) 刪除、更新、增加數據的時候，同時更新緩存。

　　Hibernate的二級緩存策略，是針對于ID查詢的緩存策略，對于條件查詢則毫無作用。為此，Hibernate提供了針對條件查詢的Query緩存。

　　Hibernate的Query緩存策略的過程如下：

　　1) Hibernate首先根據這些信息組成一個Query Key，Query Key包括條件查詢的請求一般信息：SQL, SQL需要的參數，記錄范圍（起始位置rowStart，最大記錄個數maxRows)，等。

　　2) Hibernate根據這個Query Key到Query緩存中查找對應的結果列表。如果存在，那么返回這個結果列表；如果不存在，查詢數據庫，獲取結果列表，把整個結果列表根據Query Key放入到Query緩存中。

　　3) Query Key中的SQL涉及到一些表名，如果這些表的任何數據發生修改、刪除、增加等操作，這些相關的Query Key都要從緩存中清空。