High-Performance Java Persistence

461 Pages·2020·18.596 MB·English

by  Vlad Mihalcea

High-Performance Java Persistence
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Vlad Mihalcea
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Contents
Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ii
Thedatabaseserverandtheconnectivitylayer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii
Theapplicationdataaccesslayer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii
TheORMframework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii
Thenativequerybuilderframework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iv
VideoCourse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v
Testimonials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v
I JDBC and Database Essentials
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1. PerformanceandScaling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.1 Responsetimeandthroughput . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2 Databaseconnectionsboundaries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3 Scalingupandscalingout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.3.1 Master-Slavereplication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.3.2 Multi-Masterreplication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.3 Sharding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2. JDBCConnectionManagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.1 DriverManager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2 DataSource. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2.1 Whyispoolingsomuchfaster? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.3 Queuingtheorycapacityplanning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.4 Practicaldatabaseconnectionprovisioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.4.1 Areal-lifeconnectionpoolmonitoringexample . . . . . . . . . . . . . . 24
2.4.1.1 Concurrentconnectionrequestcountmetric . . . . . . . . . 25
2.4.1.2 Concurrentconnectioncountmetric . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.4.1.3 Maximumpoolsizemetric . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.4.1.4 Connectionacquisitiontimemetric . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.4.1.5 Retryattemptsmetric . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.4.1.6 Overallconnectionacquisitiontimemetric . . . . . . . . . . . 28
2.4.1.7 Connectionleasetimemetric . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3. BatchUpdates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.1 BatchingStatements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.2 BatchingPreparedStatements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
CONTENTS
3.2.1 Choosingtherightbatchsize . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.2.2 Bulkprocessing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.3 Retrievingauto-generatedkeys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.3.1 Sequencestotherescue. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4. StatementCaching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.1 Statementlifecycle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.1.1 Parser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.1.2 Optimizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.1.2.1 Executionplanvisualization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.1.3 Executor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.2 Cachingperformancegain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.3 Server-sidestatementcaching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.3.1 Bind-sensitiveexecutionplans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.4 Client-sidestatementcaching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5. ResultSetFetching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
5.1 ResultSetscrollability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
5.2 ResultSetchangeability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
5.3 ResultSetholdability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
5.4 Fetchingsize. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
5.5 ResultSetsize . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
5.5.1 Toomanyrows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
5.5.1.1 SQLlimitclause . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
5.5.1.2 JDBCmaxrows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
5.5.1.3 Lessismore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
5.5.2 Toomanycolumns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
6. Transactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
6.1 Atomicity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
6.2 Consistency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
6.3 Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
6.3.1 Concurrencycontrol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
6.3.1.1 Two-phaselocking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
6.3.1.2 Multi-VersionConcurrencyControl . . . . . . . . . . . . . . . . 81
6.3.2 Phenomena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
6.3.2.1 Dirtywrite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
6.3.2.2 Dirtyread . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
6.3.2.3 Non-repeatableread . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
6.3.2.4 Phantomread . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
6.3.2.5 Readskew . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
6.3.2.6 Writeskew . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
6.3.2.7 Lostupdate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
6.3.3 Isolationlevels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
6.3.3.1 ReadUncommitted . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
6.3.3.2 ReadCommitted . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
CONTENTS
6.3.3.3 RepeatableRead. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
6.3.3.4 Serializable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
6.4 Durability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
6.5 Read-onlytransactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
6.5.1 Read-onlytransactionrouting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
6.6 Transactionboundaries. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
6.6.1 Distributedtransactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
6.6.1.1 Two-phasecommit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
6.6.2 Declarativetransactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
6.7 Application-leveltransactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
6.7.1 Pessimisticandoptimisticlocking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
6.7.1.1 Pessimisticlocking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
6.7.1.2 Optimisticlocking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
II JPA and Hibernate
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
7. WhyJPAandHibernatematter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
7.1 Theimpedancemismatch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
7.2 JPAvs.Hibernate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
7.3 Schemaownership . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
7.4 Entitystatetransitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
7.5 Write-basedoptimizations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
7.6 Read-basedoptimizations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
7.7 Wrap-up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
8. ConnectionManagementandMonitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
8.1 JPAconnectionmanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
8.2 Hibernateconnectionproviders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
8.2.1 DriverManagerConnectionProvider . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
8.2.2 C3P0ConnectionProvider . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
8.2.3 HikariCPConnectionProvider . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
8.2.4 DatasourceConnectionProvider . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
8.2.5 Connectionreleasemodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
8.3 Monitoringconnections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
8.3.1 Hibernatestatistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
8.3.1.1 Customizingstatistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
8.4 Statementlogging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
8.4.1 Statementformatting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
8.4.2 Statement-levelcomments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
8.4.3 Loggingparameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
8.4.3.1 DataSource-proxy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
8.4.3.2 P6Spy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
9. MappingTypesandIdentifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
9.1 Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
CONTENTS
9.1.1 Primitivetypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
9.1.2 Stringtypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
9.1.3 DateandTimetypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
9.1.4 Numerictypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
9.1.5 Binarytypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
9.1.6 UUIDtypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
9.1.7 Othertypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
9.1.8 Customtypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
9.2 Identifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
9.2.1 UUIDidentifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
9.2.1.1 Theassignedgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
9.2.2 ThelegacyUUIDgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
9.2.2.1 ThenewerUUIDgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
9.2.3 Numericalidentifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
9.2.3.1 Identitygenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
9.2.3.2 Sequencegenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
9.2.3.3 Tablegenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
9.2.3.4 Optimizers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
9.2.3.4.1 Thehi/loalgorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
9.2.3.4.2 Thedefaultsequenceidentifiergenerator . . . . . . . . . . 176
9.2.3.4.3 Thedefaulttableidentifiergenerator . . . . . . . . . . . . . 177
9.2.3.4.4 Thepooledoptimizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
9.2.3.4.5 Thepooled-looptimizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
9.2.3.5 Optimizergain. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
9.2.3.5.1 Sequencegeneratorperformancegain . . . . . . . . . . . . . 181
9.2.3.5.2 Tablegeneratorperformancegain . . . . . . . . . . . . . . . 182
9.2.3.6 Identifiergeneratorperformance . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
10. Relationships . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
10.1 Relationshiptypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
10.2 @ManyToOne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
10.3 @OneToMany . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
10.3.1 Bidirectional@OneToMany . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
10.3.2 Unidirectional@OneToMany . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
10.3.3 Orderedunidirectional@OneToMany . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
10.3.4 @OneToManywith@JoinColumn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
10.3.5 Unidirectional@OneToManySet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
10.4 @ElementCollection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
10.4.1 @ElementCollectionList . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
10.4.2 @ElementCollectionSet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
10.5 @OneToOne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
10.5.1 Unidirectional@OneToOne. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
10.5.2 Bidirectional@OneToOne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
10.6 @ManyToMany . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
10.6.1 Unidirectional@ManyToManyList . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
10.6.2 Unidirectional@ManyToManySet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
CONTENTS
10.6.3 Bidirectional@ManyToMany . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
10.6.4 The@OneToManyalternative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
10.7 HypersistenceOptimizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
10.7.1 Testimonials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
11. Inheritance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
11.1 Singletable. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
11.1.1 Dataintegrityconstraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
11.2 Jointable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
11.3 Table-per-class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
11.4 Mappedsuperclass. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
12. Flushing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
12.1 Flushmodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
12.2 Eventsandtheactionqueue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
12.2.1 Flushoperationorder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
12.3 DirtyChecking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
12.3.1 Thedefaultdirtycheckingmechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
12.3.1.1 ControllingthePersistenceContextsize . . . . . . . . . . . . . 254
12.3.2 Bytecodeenhancement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
13. Batching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
13.1 Batchinginsertstatements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
13.2 Batchingupdatestatements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
13.3 Batchingdeletestatements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
14. Fetching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
14.1 DTOprojection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
14.1.1 DTOprojectionpagination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
14.1.2 NativequeryDTOprojection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
14.2 Queryfetchsize . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
14.3 Fetchingentities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
14.3.1 Directfetching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
14.3.1.1 FetchingaProxyreference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
14.3.1.2 Naturalidentifierfetching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
14.3.2 Queryfetching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
14.3.3 Fetchingassociations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
14.3.3.1 FetchType.EAGER. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
14.3.3.2 FetchType.LAZY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
14.3.3.2.1 TheN+1queryproblem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
14.3.3.2.2 HowtocatchN+1queryproblemsduringtesting . . . . . . 300
14.3.3.2.3 LazyInitializationException . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
14.3.3.2.4 TheOpenSessioninViewAnti-Pattern . . . . . . . . . . . . 304
14.3.3.2.5 TemporarySessionLazyLoadingAnti-Pattern . . . . . . . 307
14.3.3.3 Associationsandpagination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
14.3.4 Attributelazyfetching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
CONTENTS
14.3.5 Fetchingsubentities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
14.4 Entityreferencededuplication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
14.5 Queryplancache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
15. Caching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
15.1 Cachingflavors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
15.2 Cachesynchronizationstrategies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
15.2.1 Cache-aside . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
15.2.2 Read-through . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
15.2.3 Write-invalidate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
15.2.4 Write-through . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
15.2.5 Write-behind . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
15.3 Databasecaching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
15.4 Application-levelcaching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
15.4.1 Entityaggregates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
15.4.2 Distributedkey-valuestores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
15.4.3 Cachesynchronizationpatterns. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
15.4.4 Synchronousupdates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
15.4.5 Asynchronousupdates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
15.4.5.1 Changedatacapture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
15.5 Second-levelcaching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
15.5.1 Enablingthesecond-levelcache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
15.5.2 Entitycacheloadingflow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
15.5.3 Entitycacheentry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
15.5.3.1 Entityreferencecachestore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340
15.5.4 Collectioncacheentry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342
15.5.5 Querycacheentry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
15.5.6 Cacheconcurrencystrategies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
15.5.6.1 READ_ONLY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
15.5.6.1.1 InsertingREAD_ONLYcacheentries . . . . . . . . . . . . . . 346
15.5.6.1.2 UpdatingREAD_ONLYcacheentries . . . . . . . . . . . . . . 349
15.5.6.1.3 DeletingREAD_ONLYcacheentries . . . . . . . . . . . . . . 350
15.5.6.2 NONSTRICT_READ_WRITE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352
15.5.6.2.1 InsertingNONSTRICT_READ_WRITEcacheentries . . . . 352
15.5.6.2.2 UpdatingNONSTRICT_READ_WRITEcacheentries. . . . 354
15.5.6.2.3 Riskofinconsistencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
15.5.6.2.4 DeletingNONSTRICT_READ_WRITEcacheentries . . . . 356
15.5.6.3 READ_WRITE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
15.5.6.3.1 InsertingREAD_WRITEcacheentries . . . . . . . . . . . . . 357
15.5.6.3.2 UpdatingREAD_WRITEcacheentries . . . . . . . . . . . . . 359
15.5.6.3.3 DeletingREAD_WRITEcacheentries . . . . . . . . . . . . . 362
15.5.6.3.4 Softlockingconcurrencycontrol . . . . . . . . . . . . . . . . 363
15.5.6.4 TRANSACTIONAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
15.5.6.4.1 XA_Strictmode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
15.5.6.4.2 XAmode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
15.5.6.4.3 InsertingTRANSACTIONALcacheentries. . . . . . . . . . . 367