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MyBatis缓存架构深度拆解：从PerpetualCache的LRU陷阱到Redis分布式二级缓存防穿透实战 - 详解

news 2025/10/2 18:45:25

MyBatis缓存架构深度拆解：从PerpetualCache的LRU陷阱到Redis分布式二级缓存防穿透实战 - 详解

一、开场白：你们要的“缓存避坑指南”，我攒了三年经验

做后端开发这八年，我见过太多人栽在MyBatis缓存上——
有人一级缓存不关，导致多线程串数据；
有人二级缓存乱用，缓存穿透把DB干崩；
更离谱的是，有人连PerpetualCache的LRU策略都没搞懂，就敢说自己“精通”MyBatis。

上周帮某电商团队排查接口QPS暴跌问题，根源就是缓存穿透：黑客批量刷不存在的商品ID，一级缓存不存null，二级缓存默认不开，DB直接被怼到5000+ QPS。

今晚不藏着掖着，把我踩过的坑、调过的参数、踩过的雷，全掏出来——从PerpetualCache的底层LRU逻辑，到用Redis搭分布式二级缓存防穿透，手把手教你把MyBatis缓存用成“数据库保镖”。

二、MyBatis缓存底层：一级是“本地小仓库”，二级是“分布式粮仓”

先掰扯清楚两个核心概念——这不是文档复述，是我看了MyBatis源码、踩过无数坑后的总结。

1. 一级缓存（Local Cache）：SqlSession的“临时抽屉”

默认开：每个SqlSession自带，生命周期随Session结束（比如Service方法跑完就清空）；
**底层是PerpetualCache**：用LinkedHashMap实现LRU（最近最少使用）淘汰；
坑点：不存null值（怕脏数据）、多实例不共享（实例1查过的商品，实例2还得撞DB）。

源码级真相：
PerpetualCache的cache字段是个LinkedHashMap，构造时accessOrder=true——每次get都会把Entry移到链表尾（标记“最近用过”）；超过容量（默认无界，但可通过size限制）时，删链表头的“最老”Entry。

// MyBatis源码简化：PerpetualCache的核心存储结构
public class PerpetualCache implements Cache {private final Map cache = new LinkedHashMap(128, 0.75F, true) {@Overrideprotected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest) {return size() > maxSize; // 超容量，删最老的}};// ... get/put方法直接操作这个map
}

2. 二级缓存（Second Level Cache）：Namespace的“分布式粮仓”

跨实例共享：Mapper.xml的namespace级别生效（比如所有UserMapper的查询共享缓存）；
默认关：需手动开<cache/>标签；
可扩展：能替换成Redis、Ehcache等分布式实现——这才是解决多实例缓存共享的关键。

三、缓存穿透：查不存在的数据，为什么能把DB搞崩？

回到电商团队的故障——黑客刷不存在的商品ID（如-1），这就是典型的缓存穿透：

定义：查询数据库中不存在的数据，缓存无记录，每次请求都打DB；
危害：批量攻击时，DB连接池耗尽，接口响应从200ms飙到5s；
MyBatis的盲区：一级缓存不存null，二级缓存默认也不存——等于“放任”无效查询直达数据库。

三级缓存穿透解决方案：从“堵”到“防”

方案1：缓存空对象（Null Object）——简单粗暴但有效

做法：DB查不到数据时，缓存(key, null)，并设短过期时间（如5分钟）；
优点：挡住重复无效查询；
缺点：占缓存空间，数据新增后需等过期。

MyBatis配置（Mapper.xml中开启nullValue）：

方案2：布隆过滤器——100%拦截“绝对不存在”的key

做法：初始化时把所有存在的商品ID灌进布隆过滤器；
逻辑：查询前先过布隆过滤器——
- 若返回“不存在”，直接返回空，不查缓存和DB；
- 若返回“可能存在”，再查二级缓存。

实战注意：布隆过滤器有误判率（“可能存在”的key可能实际不存在），需结合空对象兜底。

方案3：接口层校验——拦截明显无效请求

做法：Controller层对参数做合法性校验（如商品ID必须是正整数）；
优点：拦截低级错误（如ID=-1、字符串）；
缺点：防不住“看起来合法”但不存在的ID（如ID=99999999）。

四、实战：用Redis搭MyBatis分布式二级缓存——从0到1

一级缓存解决单实例问题，二级缓存解决多实例共享——Redis是最优解，分布式、高可用、支持灵活序列化。

1. 环境准备

依赖（Spring Boot项目）：

org.mybatis.cachesmybatis-redis1.0.0-beta2

org.springframework.bootspring-boot-starter-data-redis

Redis配置（application.yml）：

spring:redis:host: 127.0.0.1port: 6379password:database: 0

2. 配置MyBatis使用Redis二级缓存

在Mapper.xml中指定Redis实现，关键参数：

expire：缓存过期时间（防脏数据）；
nullValue：是否缓存null（防穿透）；
readWrite：是否读写缓存（默认true）

3. 自定义Redis Cache（优化Key和序列化）

默认的RedisCache用JDK序列化，Key是namespace::id，不够友好。自定义Cache更灵活：

public class CustomRedisCache implements Cache {private final RedisTemplate redisTemplate;private final String namespace;public CustomRedisCache(String namespace) {this.namespace = namespace;this.redisTemplate = SpringContextUtils.getBean("redisTemplate");}@Overridepublic String getId() {return namespace; // 缓存唯一标识}@Overridepublic void putObject(Object key, Object value) {// 自定义Key：namespace + 方法名 + 参数（如userMapper.selectById::1）String cacheKey = String.format("%s:%s:%s", namespace, "selectById", key);redisTemplate.opsForValue().set(cacheKey, value, 5, TimeUnit.MINUTES); // 设过期时间}@Overridepublic Object getObject(Object key) {String cacheKey = String.format("%s:%s:%s", namespace, "selectById", key);return redisTemplate.opsForValue().get(cacheKey);}// 其他方法（remove/clear等）按需实现...
}

Mapper.xml指定自定义Cache：