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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

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——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​:
PerpetualCachecache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.xmlnamespace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

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​:

. 测试验证

  • 正常查询​:第一次查商品1,查DB存Redis;第二次直接从Redis拿;
  • 不存在的商品​:查ID=-1,DB返回空,Redis存(-1, null),5分钟后过期;
  • 黑客攻击​:刷不存在的ID,后续请求都从Redis拿空值,DB QPS稳定在50+。

五、避坑指南:Redis二级缓存的“生死线”

  1. 缓存一致性​:更新DB时,必须同步删Redis缓存(比如@Update后调用redisTemplate.delete(cacheKey));
  2. 序列化​:推荐Jackson/Fastjson(比JDK序列化小30%、快2倍);
  3. 过期时间​:根据业务调整(商品详情5分钟,用户信息10分钟);
  4. 集群模式​:所有实例连同一Redis集群,避免缓存分裂。

六、结语:缓存是工具,用对了才是“数据库保镖”

这场“缓存救火”让我彻底明白:

  • 一级缓存是“本地优化”,解决单实例重复查询;
  • 二级缓存是“分布式扩展”,解决多实例资源共享;
  • 缓存穿透不是缓存的问题,是“没正确用缓存”的问题——空对象、布隆过滤器、接口校验,三管齐下才能防住。

最后送你MyBatis缓存终极Checklist

  1. 开二级缓存前,确认“需要跨实例共享”;
  2. 必须缓存null值,避免无效查询直达DB;
  3. Redis自定义Key和序列化,别用默认的;
  4. 更新数据时,同步清除缓存。

附录:资料包

  • MyBatis Redis缓存源码:mybatis-redis;
  • Guava布隆过滤器:BloomFilter;
  • Redis序列化工具:Jackson2JsonRedisSerializer。

(全文完)

作者​:踩过MyBatis所有缓存坑的后端老炮——专注用“实战经验”帮你少走弯路。

福利​:关注我,私信“MyBatis缓存”,送你《Redis分布式二级缓存配置手册》+《布隆过滤器实战代码》。

关键词​:MyBatis一级缓存、二级缓存、LRU淘汰、缓存穿透、Redis分布式缓存

http://www.hskmm.com/?act=detail&tid=23058

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