Usando estas propiedades JPA

props.put( "hibernate.cache.use_query_cache", "true" );
props.put( "hibernate.cache.use_second_level_cache", "true" );
props.put("hibernate.temp.use_jdbc_metadata_defaults", "false");
props.put( "hibernate.cache.region.factory_class", "org.hibernate.cache.ehcache.SingletonEhCacheRegionFactory" );
props.put( "javax.persistence.sharedCache.mode", SharedCacheMode.ALL );

Ehcache no es eficiente para la misma consulta,

El problema está relacionado con la función llamadaParameters.hashCode () de la clase QueryCache, ¡genera un HashCode diferente para la misma consulta!

private int generateHashCode() {
        int result = 13;
        result = 37 * result + ( firstRow==null ? 0 : firstRow.hashCode() );
        result = 37 * result + ( maxRows==null ? 0 : maxRows.hashCode() );
        for ( int i=0; i< positionalParameterValues.length; i++ ) {
            result = 37 * result + ( positionalParameterValues[i]==null ? 0 : positionalParameterTypes[i].getHashCode( positionalParameterValues[i] ) );
        }
        result = 37 * result + ( namedParameters==null ? 0 : namedParameters.hashCode() );
        result = 37 * result + ( filterKeys ==null ? 0 : filterKeys.hashCode() );
        result = 37 * result + ( customTransformer==null ? 0 : customTransformer.hashCode() );
        result = 37 * result + ( tenantIdentifier==null ? 0 : tenantIdentifier.hashCode() );
        result = 37 * result + sqlQueryString.hashCode();
        return result;
}

que está relacionado con la clase

org.hibernate.type.AbstractType 

public int getHashCode(Object x) {
    return x.hashCode();
}

¡genera un hachCode (nuevo) diferente para el mismo objeto Array [01, 1]!

Este método hashCode debería ser recursivo para matrices