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Hibernate - 检索策略入门与详解

2023-12-13 32
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简介： Hibernate - 检索策略入门与详解

检索数据时的 2 个问题：

  • 不浪费内存：当 Hibernate 从数据库中加载 Customer 对象时, 如果同时加载所有关联的 Order 对象, 而程序实际上仅仅需要访问 Customer 对象, 那么这些关联的 Order 对象就白白浪费了许多内存。
  • 更高的查询效率：发送尽可能少的 SQL 语句。

其实检索策略就是围绕内存和效率这两个核心问题来展开的。

【1】类级别的检索策略

类级别可选的检索策略包括立即检索和延迟检索, 默认为延迟检索。

  • 立即检索: 立即加载检索方法指定的对象
  • 延迟检索: 延迟加载检索方法指定的对象。在使用具体的属性时，再进行加载

类级别的检索策略可以通过 <class>元素的 lazy 属性进行设置(注意出现懒加载异常)。

如果程序加载一个对象的目的是为了访问它的属性, 可以采取立即检索。

如果程序加载一个持久化对象的目的是仅仅为了获得它的引用, 可以采用延迟检索。

不过需要注意的是无论<class>元素的 lazy 属性是 true 还是 false, Session 的 get() 方法及 Query 的 list() 方法在类级别总是使用立即检索策略。

若 <class>元素的 lazy 属性为 true 或取默认值, Session 的 load() 方法不会执行查询数据表的 SELECT 语句, 仅返回代理类对象的实例, 该代理类实例有如下特征:

  • 由 Hibernate 在运行时采用 CGLIB 工具动态生成
  • Hibernate 创建代理类实例时, 仅初始化其 OID 属性
  • 在应用程序第一次访问代理类实例的非 OID 属性时, Hibernate 会初始化代理类实例。

测试代码如下：

  @Test
  public void testClassLevelStrategy(){
    Customer customer = (Customer) session.load(Customer.class, 1);
    System.out.println(customer.getClass()); 
  }

默认情况下，使用懒加载方式，将会得到Customer的代理对象，如下所示：

class com.jane.strategy.Customer_$$_jvstf42_1

修改Customer.hbm.xml在class节点将属性lazy设置为false:

<class name="Customer" table="CUSTOMERS" lazy="false" >
    //...
</class>

再次测试结果如下：

Hibernate: 
    select
        customer0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER1_0_0_,
        customer0_.CUSTOMER_NAME as CUSTOMER2_0_0_ 
    from
        CUSTOMERS customer0_ 
    where
        customer0_.CUSTOMER_ID=?
class com.jane.strategy.Customer

再次将lazy设置为true，测试代码如下：

  @Test
  public void testClassLevelStrategy(){
    Customer customer = (Customer) session.load(Customer.class, 4);
    System.out.println(customer.getClass()); 
    System.out.println(customer.getCustomerId()); 
    System.out.println(customer.getCustomerName()); 
  }

测试结果如下：

class com.jane.strategy.Customer_$$_jvstf42_1
4
Hibernate: 
    select
        customer0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER1_0_0_,
        customer0_.CUSTOMER_NAME as CUSTOMER2_0_0_ 
    from
        CUSTOMERS customer0_ 
    where
        customer0_.CUSTOMER_ID=?
AA

可以看到 load懒加载时，代理对象实例拥有属性值OID为4，访问其他属性时才发送select查询。

【2】一对多和多对多的检索策略

在映射文件中, 用 <set> 元素来配置一对多关联及多对多关联关系。

<set>元素有 lazy 和 fetch及 batch-size 属性：

  • lazy: 主要决定 orders 集合被初始化的时机。 即到底是在加载 Customer 对象时就被初始化, 还是在程序访问 orders 集合时被初始化(默认值lazy=true)。
  • fetch: 取值为 “select” 或 “subselect” 时, 决定初始化 orders 的查询语句的形式; 若取值为”join”, 则决定 orders 集合被初始化的时机。若把 fetch 设置为 “join”, lazy 属性将被忽略。
  • batch-size 属性：用来为延迟检索策略或立即检索策略设定批量检索的数量。批量检索能减少 SELECT 语句的数目, 提高延迟检索或立即检索的运行性能。

① 测试lazy

默认set节点的lazy属性为true，则在程序访问orders集合时发送select查询orders。

测试代码如下：

@Test
public void testOne2ManyLevelStrategy(){
  Customer customer = (Customer) session.get(Customer.class, 4);
  System.out.println(customer.getCustomerName()); 
  System.out.println(customer.getOrders().size());
}

测试结果如下：

Hibernate: 
    select
        customer0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER1_0_0_,
        customer0_.CUSTOMER_NAME as CUSTOMER2_0_0_ 
    from
        CUSTOMERS customer0_ 
    where
        customer0_.CUSTOMER_ID=?
AA
Hibernate: 
    select
        orders0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER3_1_0_,
        orders0_.ORDER_ID as ORDER_ID1_1_0_,
        orders0_.ORDER_ID as ORDER_ID1_1_1_,
        orders0_.ORDER_NAME as ORDER_NA2_1_1_,
        orders0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER3_1_1_ 
    from
        ORDERS orders0_ 
    where
        orders0_.CUSTOMER_ID=? 
    order by
        orders0_.ORDER_NAME desc
2

若将set节点的lazy属性设置为false，则在查询Customer时立即查询关联的Order。

如下所示：

Hibernate: 
    select
        customer0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER1_0_0_,
        customer0_.CUSTOMER_NAME as CUSTOMER2_0_0_ 
    from
        CUSTOMERS customer0_ 
    where
        customer0_.CUSTOMER_ID=?
Hibernate: 
    select
        orders0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER3_1_0_,
        orders0_.ORDER_ID as ORDER_ID1_1_0_,
        orders0_.ORDER_ID as ORDER_ID1_1_1_,
        orders0_.ORDER_NAME as ORDER_NA2_1_1_,
        orders0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER3_1_1_ 
    from
        ORDERS orders0_ 
    where
        orders0_.CUSTOMER_ID=? 
    order by
        orders0_.ORDER_NAME desc
AA
2

② 延迟检索和增强延迟检索

在延迟检索(lazy 属性值为 true) 集合属性时, Hibernate 在以下情况下初始化集合代理类实例 ：

  • 应用程序第一次访问集合属性: iterator(), size(), isEmpty(), contains() 等方法；
  • 通过 Hibernate.initialize() 静态方法显式初始化；

增强延迟检索(lazy 属性为 extra) 与 lazy=“true” 类似，主要区别是增强延迟检索策略能进一步延迟 Customer 对象的 orders 集合代理实例的初始化时机：

  • 当程序第一次访问 orders 属性的 iterator() 方法时, 会导致 orders 集合代理类实例的初始化；
  • 当程序第一次访问 order 属性的 size(), contains() 和 isEmpty() 方法时, Hibernate 不会初始化 orders 集合类的实例, 仅通过特定的 select 语句查询必要的信息, 不会检索所有的 Order 对象。

测试代码如下(lazy=“extra”)：

@Test
public void testOne2ManyLevelStrategy(){
  Customer customer = (Customer) session.get(Customer.class, 4);
  System.out.println(customer.getCustomerName()); 
  System.out.println(customer.getOrders().size());
  Hibernate.initialize(customer.getOrders()); 
}

测试结果如下：

Hibernate: 
    select
        customer0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER1_0_0_,
        customer0_.CUSTOMER_NAME as CUSTOMER2_0_0_ 
    from
        CUSTOMERS customer0_ 
    where
        customer0_.CUSTOMER_ID=?
AA
Hibernate: 
    select
        count(ORDER_ID) 
    from
        ORDERS 
    where
        CUSTOMER_ID =?
2
Hibernate: 
    select
        orders0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER3_1_0_,
        orders0_.ORDER_ID as ORDER_ID1_1_0_,
        orders0_.ORDER_ID as ORDER_ID1_1_1_,
        orders0_.ORDER_NAME as ORDER_NA2_1_1_,
        orders0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER3_1_1_ 
    from
        ORDERS orders0_ 
    where
        orders0_.CUSTOMER_ID=? 
    order by
        orders0_.ORDER_NAME desc

③ 测试batch-size

不设置set节点的batch-size属性时，测试代码如下：

  @Test
  public void testSetBatchSize(){
    List<Customer> customers = session.createQuery("FROM Customer").list();
    System.out.println(customers.size()); 
    for(Customer customer: customers){
      if(customer.getOrders() != null)
        System.out.println(customer.getOrders().size());
    }
  }

测试结果如下：

Hibernate: 
    select
        customer0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER1_0_,
        customer0_.CUSTOMER_NAME as CUSTOMER2_0_ 
    from
        CUSTOMERS customer0_
2
Hibernate: 
    select
        orders0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER3_1_0_,
        orders0_.ORDER_ID as ORDER_ID1_1_0_,
        orders0_.ORDER_ID as ORDER_ID1_1_1_,
        orders0_.ORDER_NAME as ORDER_NA2_1_1_,
        orders0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER3_1_1_ 
    from
        ORDERS orders0_ 
    where
        orders0_.CUSTOMER_ID=? 
    order by
        orders0_.ORDER_NAME desc
3
Hibernate: 
    select
        orders0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER3_1_0_,
        orders0_.ORDER_ID as ORDER_ID1_1_0_,
        orders0_.ORDER_ID as ORDER_ID1_1_1_,
        orders0_.ORDER_NAME as ORDER_NA2_1_1_,
        orders0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER3_1_1_ 
    from
        ORDERS orders0_ 
    where
        orders0_.CUSTOMER_ID=? 
    order by
        orders0_.ORDER_NAME desc
3

即， 有多少customer，就需要发送多少条SQL来额外查询关联的order。

为Customer.hbm.xml的set节点设置batch-size属性如下：

<set name="orders" table="ORDERS" 
  inverse="true" order-by="ORDER_NAME DESC" 
  batch-size="2">
    <key column="CUSTOMER_ID"></key>
    <one-to-many class="Order"/>
  </set>

测试结果如下：

Hibernate: 
    select
        customer0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER1_0_,
        customer0_.CUSTOMER_NAME as CUSTOMER2_0_ 
    from
        CUSTOMERS customer0_
2
Hibernate: 
    select
        orders0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER3_1_1_,
        orders0_.ORDER_ID as ORDER_ID1_1_1_,
        orders0_.ORDER_ID as ORDER_ID1_1_0_,
        orders0_.ORDER_NAME as ORDER_NA2_1_0_,
        orders0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER3_1_0_ 
    from
        ORDERS orders0_ 
    where
        orders0_.CUSTOMER_ID in (
            ?, ?
        ) 
    order by
        orders0_.ORDER_NAME desc
3
3

此时只额外发送了一条(batch-size>=cutomers.size)SQL语句来初始化关联的order。

④ set节点的fetch属性


fetch默认值为select，即以select语句的形式查询关联实体。若取值为”join”, 则决定 orders 集合被初始化的时机。若把 fetch 设置为 “join”, lazy 属性将被忽略。

当 fetch 属性为 “subselect” 时：

  • 假定 Session 缓存中有 n 个 orders 集合代理类实例没有被初始化, Hibernate 能够通过带子查询的 select 语句, 来批量初始化 n 个 orders 集合代理类实例；
  • batch-size 属性将被忽略；
  • 子查询中的 select 语句为查询 CUSTOMERS 表 OID 的 SELECT 语句。

将Customer.hbm.xml的set节点中fetch属性设置为subselect，测试代码如下：

<set name="orders" table="ORDERS" 
  inverse="true" order-by="ORDER_NAME DESC"
   batch-size="2"  fetch="subselect">
  <key column="CUSTOMER_ID"></key>
  <one-to-many class="Order"/>
</set>

  @Test
  public void testSetBatchSize(){
    List<Customer> customers = session.createQuery("FROM Customer").list();
    System.out.println(customers.size()); 
    for(Customer customer: customers){
      if(customer.getOrders() != null)
        System.out.println(customer.getOrders().size());
    }
  }

测试结果如下：

Hibernate: 
    select
        customer0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER1_0_,
        customer0_.CUSTOMER_NAME as CUSTOMER2_0_ 
    from
        CUSTOMERS customer0_
2
Hibernate: 
    select
        orders0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER3_1_1_,
        orders0_.ORDER_ID as ORDER_ID1_1_1_,
        orders0_.ORDER_ID as ORDER_ID1_1_0_,
        orders0_.ORDER_NAME as ORDER_NA2_1_0_,
        orders0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER3_1_0_ 
    from
        ORDERS orders0_ 
    where
        orders0_.CUSTOMER_ID in (
            select
                customer0_.CUSTOMER_ID 
            from
                CUSTOMERS customer0_
        ) //这里用到了子查询
    order by
        orders0_.ORDER_NAME desc
3
3

通过子查询的方式来初始化所有的 set 集合。子查询作为 where 子句的 in 的条件出现, 子查询查询所有 1 的一端的 ID， 此时 lazy 有效但batch-size失效。


迫切左外连接检索–将fetch设置为join

当 fetch 属性为 “join” 时:

  • 检索 Customer 对象时, 会采用迫切左外连接(通过左外连接加载与检索指定的对象关联的对象)策略来检索所有关联的 Order 对象；
  • lazy 属性将被忽略；
  • Query 的list() 方法会忽略映射文件中配置的迫切左外连接检索策略, 而依旧采用延迟加载策略。

set节点lazy和fetch属性组合情况

image.png

【3】多对一和一对一关联的检索策略

和 <set> 一样,<many-to-one>元素也有一个 lazy 属性和 fetch 属性。

image.png

注意，many-to-one节点lazy属性和fetch属性取值与set节点的不同。

Note：

  • 若 fetch 属性设为 join, 那么 lazy 属性被忽略；
  • 迫切左外连接检索策略的优点在于比立即检索策略使用的 SELECT 语句更少.；
  • 无代理延迟检索需要增强持久化类的字节码才能实现；
  • Query 的 list 方法会忽略映射文件配置的迫切左外连接检索策略, 而采用延迟检索策略；
  • 如果在关联级别使用了延迟加载或立即加载检索策略, 可以设定批量检索的大小, 以帮助提高延迟检索或立即检索的运行性能.；
  • Hibernate 允许在应用程序中覆盖映射文件中设定的检索策略。

① 测试一-lazy=false，fetch=join

配置文件Order.hbm.xml如下：

<many-to-one 
      name="customer" class="Customer" 
      column="CUSTOMER_ID"
      lazy="false"
      fetch="join">
      </many-to-one>

测试代码如下：

@Test
public void testMany2OneStrategy(){
  Order order = (Order) session.get(Order.class, 7);
  System.out.println(order.getCustomer().getCustomerName()); 
}

测试结果如下：

Hibernate: 
    select
        order0_.ORDER_ID as ORDER_ID1_1_0_,
        order0_.ORDER_NAME as ORDER_NA2_1_0_,
        order0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER3_1_0_,
        customer1_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER1_0_1_,
        customer1_.CUSTOMER_NAME as CUSTOMER2_0_1_ 
    from
        ORDERS order0_ 
    left outer join
        CUSTOMERS customer1_ 
            on order0_.CUSTOMER_ID=customer1_.CUSTOMER_ID 
    where
        order0_.ORDER_ID=?
AA

无论是fetch属性设置为join或者HQL显示使用left join fetch关键字，都会对应标准SQLleft outer join。

② 测试class节点的batch-size属性

遍历orders关联的customers,此时需要在Customer.hbm.xml中的class节点设置batch-size属性：

<class name="Customer" table="CUSTOMERS" lazy="true" batch-size="5">


作用为 一次初始化 1 的这一端代理对象的个数。

测试代码如下：

  @Test
  public void testMany2OneStrategy(){
    List<Order> orders = session.createQuery("FROM Order o").list();
    for(Order order: orders){
      if(order.getCustomer() != null){
        System.out.println(order.getCustomer().getCustomerName()); 
      }
    }
    }

测试结果如下：

Hibernate: 
    select
        order0_.ORDER_ID as ORDER_ID1_1_,
        order0_.ORDER_NAME as ORDER_NA2_1_,
        order0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER3_1_ 
    from
        ORDERS order0_
Hibernate: 
    select
        customer0_.CUSTOMER_ID as CUSTOMER1_0_0_,
        customer0_.CUSTOMER_NAME as CUSTOMER2_0_0_ 
    from
        CUSTOMERS customer0_ 
    where
        customer0_.CUSTOMER_ID in (
            ?, ?
        )
AA
AA
BB
BB
AA
BB

【4】检索策略小结

① 类级别和关联级别可选的检索策略及默认的检索策略

image.png

② 3种检索策略的运行机制

image.png

③ 映射文件中用于检索策略的几个属性

image.png

batch-size：设定批量检索的数量可选值为一个正整数，合理的取值范围为3-10。仅适用于关联级别的立即检索和延迟检索。在class节点和set节点中均有次属性。

④ 三种检索策略优缺点

image.png


文章标签：
Java
数据库连接
SQL
测试技术
缓存
关键词：
Hibernate策略
Hibernate检索
Hibernate入门
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