hibernate怎么实现（Hibernate缓存如何实现）

本文目录

• Hibernate缓存如何实现
• hibernate 如何实现持久化
• 如何实现hibernate的缓存机制
• hibernate怎么实现session共享
• hibernate是如何实现ORM的

Hibernate缓存如何实现

事务提交后，一级缓存中的数据会被更新到数据库，如果二级缓存设置为读写，那么这份数据会同时更新到二级缓存
缓存是介于应用程序和物理数据源之间，其作用是为了降低应用程序对物理数据源访问的频次，从而提高了应用的运行性能。缓存内的数据是对物理数据源中的数据的复制，应用程序在运行时从缓存读写数据，在特定的时刻或事件会同步缓存和物理数据源的数据。
缓存的介质一般是内存，所以读写速度很快。但如果缓存中存放的数据量非常大时，也会用硬盘作为缓存介质。缓存的实现不仅仅要考虑存储的介质，还要考虑到管理缓存的并发访问和缓存数据的生命周期。
Hibernate的缓存包括Session的缓存和SessionFactory的缓存，其中SessionFactory的缓存又可以分为两类：内置缓存和外置缓存。Session的缓存是内置的，不能被卸载，也被称为Hibernate的第一级缓存。SessionFactory的内置缓存和Session的缓存在实现方式上比较相似，前者是SessionFactory对象的一些集合属性包含的数据，后者是指Session的一些集合属性包含的数据。SessionFactory的内置缓存中存放了映射元数据和预定义SQL语句，映射元数据是映射文件中数据的拷贝，而预定义SQL语句是在Hibernate初始化阶段根据映射元数据推导出来，SessionFactory的内置缓存是只读的，应用程序不能修改缓存中的映射元数据和预定义SQL语句，因此SessionFactory不需要进行内置缓存与映射文件的同步。SessionFactory的外置缓存是一个可配置的插件。在默认情况下，SessionFactory不会启用这个插件。外置缓存的数据是数据库数据的拷贝，外置缓存的介质可以是内存或者硬盘。SessionFactory的外置缓存也被称为Hibernate的第二级缓存。
Hibernate的这两级缓存都位于持久化层，存放的都是数据库数据的拷贝，那么它们之间的区别是什么呢？为了理解二者的区别，需要深入理解持久化层的缓存的两个特性：缓存的范围和缓存的并发访问策略。
持久化层的缓存的范围
缓存的范围决定了缓存的生命周期以及可以被谁访问。缓存的范围分为三类。
1 事务范围：缓存只能被当前事务访问。缓存的生命周期依赖于事务的生命周期，当事务结束时，缓存也就结束生命周期。在此范围下，缓存的介质是内存。事务可以是数据库事务或者应用事务，每个事务都有独自的缓存，缓存内的数据通常采用相互关联的的对象形式。
2 进程范围：缓存被进程内的所有事务共享。这些事务有可能是并发访问缓存，因此必须对缓存采取必要的事务隔离机制。缓存的生命周期依赖于进程的生命周期，进程结束时，缓存也就结束了生命周期。进程范围的缓存可能会存放大量的数据，所以存放的介质可以是内存或硬盘。缓存内的数据既可以是相互关联的对象形式也可以是对象的松散数据形式。松散的对象数据形式有点类似于对象的序列化数据，但是对象分解为松散的算法比对象序列化的算法要求更快。
3 集群范围：在集群环境中，缓存被一个机器或者多个机器的进程共享。缓存中的数据被复制到集群环境中的每个进程节点，进程间通过远程通信来保证缓存中的数据的一致性，缓存中的数据通常采用对象的松散数据形式。
对大多数应用来说，应该慎重地考虑是否需要使用集群范围的缓存，因为访问的速度不一定会比直接访问数据库数据的速度快多少。
持久化层可以提供多种范围的缓存。如果在事务范围的缓存中没有查到相应的数据，还可以到进程范围或集群范围的缓存内查询，如果还是没有查到，那么只有到数据库中查询。事务范围的缓存是持久化层的第一级缓存，通常它是必需的；进程范围或集群范围的缓存是持久化层的第二级缓存，通常是可选的。
持久化层的缓存的并发访问策略
当多个并发的事务同时访问持久化层的缓存的相同数据时，会引起并发问题，必须采用必要的事务隔离措施。
在进程范围或集群范围的缓存，即第二级缓存，会出现并发问题。因此可以设定以下四种类型的并发访问策略，每一种策略对应一种事务隔离级别。
事务型：仅仅在受管理环境中适用。它提供了Repeatable Read事务隔离级别。对于经常被读但很少修改的数据，可以采用这种隔离类型，因为它可以防止脏读和不可重复读这类的并发问题。
读写型：提供了Read Committed事务隔离级别。仅仅在非集群的环境中适用。对于经常被读但很少修改的数据，可以采用这种隔离类型，因为它可以防止脏读这类的并发问题。
非严格读写型：不保证缓存与数据库中数据的一致性。如果存在两个事务同时访问缓存中相同数据的可能，必须为该数据配置一个很短的数据过期时间，从而尽量避免脏读。对于极少被修改，并且允许偶尔脏读的数据，可以采用这种并发访问策略。
只读型：对于从来不会修改的数据，如参考数据，可以使用这种并发访问策略。
事务型并发访问策略是事务隔离级别最高，只读型的隔离级别最低。事务隔离级别越高，并发性能就越低。
什么样的数据适合存放到第二级缓存中？
1 很少被修改的数据
2 不是很重要的数据，允许出现偶尔并发的数据
3 不会被并发访问的数据
4 参考数据
不适合存放到第二级缓存的数据？
1 经常被修改的数据
2 财务数据，绝对不允许出现并发
3 与其他应用共享的数据。
Hibernate的二级缓存
如前所述，Hibernate提供了两级缓存，第一级是Session的缓存。由于Session对象的生命周期通常对应一个数据库事务或者一个应用事务，因此它的缓存是事务范围的缓存。第一级缓存是必需的，不允许而且事实上也无法比卸除。在第一级缓存中，持久化类的每个实例都具有唯一的OID。
第二级缓存是一个可插拔的的缓存插件，它是由SessionFactory负责管理。由于SessionFactory对象的生命周期和应用程序的整个过程对应，因此第二级缓存是进程范围或者集群范围的缓存。这个缓存中存放的对象的松散数据。第二级对象有可能出现并发问题，因此需要采用适当的并发访问策略，该策略为被缓存的数据提供了事务隔离级别。缓存适配器用于把具体的缓存实现软件与Hibernate集成。第二级缓存是可选的，可以在每个类或每个集合的粒度上配置第二级缓存。
Hibernate的二级缓存策略的一般过程如下：
1) 条件查询的时候，总是发出一条select * from table_name where …. （选择所有字段）这样的SQL语句查询数据库，一次获得所有的数据对象。
2) 把获得的所有数据对象根据ID放入到第二级缓存中。
3) 当Hibernate根据ID访问数据对象的时候，首先从Session一级缓存中查；查不到，如果配置了二级缓存，那么从二级缓存中查；查不到，再查询数据库，把结果按照ID放入到缓存。
4) 删除、更新、增加数据的时候，同时更新缓存。
Hibernate的二级缓存策略，是针对于ID查询的缓存策略，对于条件查询则毫无作用。为此，Hibernate提供了针对条件查询的Query缓存。
Hibernate的Query缓存策略的过程如下：
1) Hibernate首先根据这些信息组成一个Query Key，Query Key包括条件查询的请求一般信息：SQL, SQL需要的参数，记录范围（起始位置rowStart，最大记录个数maxRows)，等。
2) Hibernate根据这个Query Key到Query缓存中查找对应的结果列表。如果存在，那么返回这个结果列表；如果不存在，查询数据库，获取结果列表，把整个结果列表根据Query Key放入到Query缓存中。
3) Query Key中的SQL涉及到一些表名，如果这些表的任何数据发生修改、删除、增加等操作，这些相关的Query Key都要从缓存中清空.

hibernate 如何实现持久化

你没用过hibernate吗？
hibernate是一种ORM(object relation mapping，对象关系映射)框架，所谓的对象关系映射，通俗的说，就是把JAVA对象保存到关系型数据库中。
hibernate要做的事，就是让对象投影到关系数据库中，然后实施持久化。其具体实现：
建立对象到关系数据库的映射。
example:建立User类到数据库的映射
一个简单的类User:
public class User{
private int id;
private String name;
}

User类对应的数据库表USER:
column-name type rule
id number P
name varchar2 R
当进行持久化时，需要把对象的两个属性的值保存到数据库存的USER中，如果使用JDBC的话，我们需要自己写SQL，并获取对象两个属性的值作为参数来进行持久话。SQL可能如下：
insert into USER(name) value(?);
当使用hibernate时，首无要作好对象到表的映射关系，使用配置文件来实现：
User.hbm.xml:
...
《class name="user" table="USER"》《!--该类对象保存到USER表--》
《id name="id" column="id"》
《generator class="native"/》《!--这里有很多策略来生成ID，这里选择本地自动生成,--》
《/id》
《property name="name" column="name"》
《/class》
...
然后在通过hibernate.cfg.xml中配置到数据库的联接，并读取User.hbm.xml文件，就建立了映射关系了。
当需要持久化对象时，需要使用到hibernate的session对象：
session.save(new User());
看到了吗？我们只需要操作对象就行了，也就是说，编程的人不需要看到数据库了，他只需要直接操作对象就行了。
hibernate 如何实现持久化?
答：
1.hibernate是一种ORM(object relation mapping，对象关系映射)框架，所谓的对象关系映射，通俗的说，就是把JAVA对象保存到关系型数据库中，即进行持久化的框架。
2.hibernate进行持久化首先要建立对象到关系数据库的映射。
3.hibernate根据定义的映射规则将对象持久化（保存到）数据库存中。这就实现了对象持久化。

如何实现hibernate的缓存机制

为了提高系统性能，hibernate也使用了缓存机制。在hibernate框架中，主要包含两个方面的缓存，一级缓存和二级缓存。hibernate缓存的作用主要表现在以下两个方面： 1) 通过主键(ID)加载数据的时候 .2) 延迟加载中。
　
　一级缓存：hibernate的一级缓存是由session提供的，因此它只存在session的生命周期中。也就是说session关闭的时候该
session所管理的一级缓存也随之被清除。hibernate的一级缓存是session所内置的，默认开启，不能被卸载，也不能进行任何配置。在缓
存中的对象,具有持久性,session对象负责管理.一级缓存的优点是使用同一个session对象多次查询同一个数据对象,仅对数据库查询一次。一级
缓存采用的是Key-Value的MAP方式来实现的。在缓存实体对象时，对象的主关键字ID是MAP的Key，实体对象就是对象的值。所以说一级缓存是
以实体对象为单位进行存储的。访问的时候使用的是主键关键字ID。一级缓存使用的是自动维护的功能。但可以通过session提供的手动方法对一级缓存的
管理进行手动干预。evict()方法用于将某个对象从session的一级缓存中清除。clear()方法用于将session缓存中的方法全部清除。
　
　二级缓存：二级缓存的实现原理与一级缓存是一样的。也是通过Key-Value的Map来实现对对象的缓存。二级缓存是作用在
SessionFactory范围内的。因此它它可被所有的Session对象所共享。需要注意的是放入缓存中的数据不能有第三方的应用对数据进行修改。
　
　二级缓存默认关闭，需要程序员手动开启。首先导入ehcache.jar二级缓存包。然后，在src下添加ehcache.xml配置，同时，在
hibernate.cfg.xml中启用二级缓存《property
name="hibernate.cache.use_second_level_cache"》
true《/property》《property
name="hibernate.cache.provider_class"》
net.sf.ehcache.hibernate.EhCacheProvider《/property》。第三：指定使用二级缓存缓存哪
种类型的对象，在hbm.xml中添加《cache region="sampleCache1" usage="read-only"/》

hibernate怎么实现session共享

Hibernat 对数据库的操作是通过Session来实现的，这里的session不同于页面间传递参数的session,
而是类似于JDBC中的 Connection。Session是Hibernate运作的中心，对象的生命周期、事务的管理、数据库的存取都与session息息相关。
Session是由HibernateSessionFactory创建的，是线程安全的，可以让多个执行线程同时存取
HibernateSessionFactory而不会有数据共享的问题，但不能让多个线程共享一个Session。
SessionFactory对象的创建：
Java代码
Configuration cfg = new Configuration().configure();
SessionFactory sessions = cfg.buildSessionFactory();
session创建时使用了一个ThreadLocal类来建立一个Session管理的辅助类，使用ThreadLocal可以有效隔离执行所用的数据，
避开了Session的多线程之间的数据共享问题。
//创建一个线程本地变量。
Java代码
public static final ThreadLocal《Session》 threadlocal = new ThreadLocal《Session》();
public static org.hibernate.SessionFactory sessionFactory;
//获取session的方法
public static Sessin getSession() throws HibernateException{
//返回线程局部变量的当前线程的值
Session s = (Session)threadLocal.get();
//如果sessionFactory为空，重新创建sessionFactory;如果线程为空，就打开一个新的session
if(session==null || !session.isOpen()){
if(sessionFactory == null){
rebuildSessionFactory(); session = (sessionFactory != null) sessionFactory.openSession():null;
// 将hibernate的session放入到线程中保存；只要这个线程不结束，都可以通过线程的get()方法来获取
threadLocal.set(session);return session;

hibernate是如何实现ORM的

1.什么是ORM
ORM的全称是Object Relational Mapping，即对象关系映射。它的实现思想就是将关系数据库中表的数据映射成为对象，以对象的形式展现，这样开发人员就可以把对数据库的操作转化为对这些对象的操作。因此它的目的是为了方便开发人员以面向对象的思想来实现对数据库的操作。
2．什么是Hibernate
对于Hibernate的称呼有很多，比如工具、技术、框架以及解决方案等，这些都可以，重要的是大家要知道它的作用。在这里我习惯性称它为框架，它是一种能实现ORM的框架。能实现ORM这个功能的框架有很多，Hibernate可以说是这些框架中最流行、最受开发者关注的，甚至连JBoss公司也把它吸收进来，利用它在自己的项目中实现ORM功能。
3．ORM的实现原理
现在在Java领域大家对Hibernate的讨论很多，比如它的优缺点、如何应用、错误如何解决以及把它和Struts/Spring等框架相结合作为整个系统的解决方案。在这里我想和大家探讨一些更深层次的话题，那就是Hibernate是如何实现ORM的功能？如果让我们自己开发一款实现ORM功能的框架需要怎么做？其实这些问题就是围绕着一个词，那就是“映射”，如果我们知道如何实现这种映射那么我们也能够开发出自己的一款ORM框架。会使用Hibernate的开发人员都知道，在使用它实现ORM功能的时候，主要的文件有：映射类（*.java）、映射文件（*.hbm.xml）以及数据库配置文件（*.properties或*.cfg.xml），它们各自的作用如下。
⑴映射类：它的作用是描述数据库表的结构，表中的字段在类中被描述成属性，将来就可以实现把表中的记录映射成为该类的对象。
⑵映射文件：它的作用是指定数据库表和映射类之间的关系，包括映射类和数据库表的对应关系、表字段和类属性类型的对应关系以及表字段和类属性名称的对应关系等。
⑶数据库配置文件：它的作用是指定与数据库连接时需要的连接信息，比如连接哪中数据库、登录用户名、登录密码以及连接字符串等。
在这三种主要的文件中，映射类为普通Java源文件、映射文件为XML格式、数据库配置文件为Properties格式或者是XML格式。想理解“映射”首先我们需要知道如何解析这三种文件，即解析XML格式文件、解析Properties格式文件和解析Java类文件。
下面我们来分别探讨一下如何实现这些文件的解析。
⑴如何解析XML文件
前面我们说过映射文件是XML格式，数据库配置文件也可以是XML格式，因此如果能解析XML文件我们就可以获取这两个文件的信息。XML文件格式我简单做下介绍，比如《name sex=”male”》tom《/name》这句就是一个XML格式的描述，name代表节点，节点必须有开始标记《name》和结束标记《/name》，在开始标记中我们可以添加一些属性的声明比如sex。解析XML的技术可以分为两类那就是SAX和DOM，这两种方式的差别和优缺点大家可以上网查阅或者我们会在以后的文章中提出，请大家关注。实现解析XML文件的功能很方便，我们可以通过下载第三方的一些工具包如xml-apis.jar和xercesImpl.jar等，也可以使用JDK自带的工具类DocumentBuilderFactory、DocumentBuilder、Document、Element等等，大家可以通过API文挡查阅这些类的说明。通过这些类我们可以把XML文件的信息读入内存并通过类中的某些方法获取指定节点的名字、值、属性名、属性值这些信息。
⑵解析Properties文件
数据库配置文件可以是XML格式也可以是Properties格式，Properties文件一般采用“属性名=属性值”的形式描述信息。如果配置文件采用Properties文件描述，我们就需要想办法解析这种类型的文件了。想解析Properties文件大家就需要熟悉Properties这个类了，这个类有一些常用方法比如，load()加载指定文件并读取文件中的属性信息，PropertyNames()返回所有属性名，getProperty()返回指定属性名的属性值。通过解析Properties文件我们可以得到连接数据库必要的信息，然后通过底层JDBC技术与数据库建立连接。
⑶解析Java类文件
通过解析映射文件和数据库配置文件我们可以建立数据库的连接，可以得到映射类的名字、属性名、数据库表名、字段名以及类型等信息。要把数据库中表的数据映射成为对象，首先需要把表中的记录取出，然后将每个字段值给映射类对象的每个属性，这个赋值过程要调用对象中的set方法。我们现在通过映射文件只知道类名和属性名，如何根据类名和属性名调用相应的set和get方法，是一个关键问题。在Java中有一种机制叫反射机制，使用这种机制我们可以得到类的信息，包括类只用的修饰符、方法、属性、继承的父类以及实现接口等信息。反射机制相关的类有Class、Field、Method以及Constructor等。通过Class的getFields()、getMethods()和getConstructors()方法得到相应的属性、方法和构造方法。通过Field类的getName()、getType()和getModifiers()方法得到相应的属性名、属性类型、属性修饰符信息。通过Method类getReturnType()可以获取方法的返回类型，invoke()方法可以根据给定的方法名和参数值执行对象中对应的方法。我们可以首先通过以上方法获取类中的属性名，然后拼写成setXXX和getXXX方法名，最后根据方法名执行对应的方法，将数据库数据加载到对象中。
此外要实现Hibernate机制还会涉及到一个技术点，那就是如何获取数据库的相关信息。要实现这个功能，就需要大家了解JDBC的DataBaseMetaData类和ResultSetMetaData类，通过这两个类的方法我们就可以获取数据库表的字段名、类型、大小等相关信息。
在这里我只是给大家把实现ORM功能的一些关键技术提了出来，通过上面介绍大家对ORM机制应该有个大概了解，比如通过解析数据库配置文件获取数据库连接信息并建立连接，通过解析映射文件可以获取映射类名、属性名、表名以及字段名等信息，得到名字后通过反射机制可以得到映射类信息，调用构造方法创建对象，调用每个属性的set方法给对象设值完成数据的装载。Hibernate就是采用这个过程来实现ORM的，当然Hibernate还使用了事务控制、缓存控制等很多技术