Hibernate是一个开放源代码的对象关系映射框架,它对JDBC进行了非常轻量级的对象封装,使得Java程序员可以随心所欲的使用面向对象编程思维来操纵数据库。
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Hibernate的优势在于屏蔽了数据库细节,对于新增修改删除的数据层操作,不再需要跟具体的SQL语句打交道,简单的对对象实例进行增删改操作即可。但是,对于多表关联、分组统计、排序等复杂的查询功能时,由于Hibernate自身的O-R映射机制,父子表之间关联取数据会产生大量冗余的查询操作,性能低下。此类情况下,直接使用JDBC的SQL语句反而更加灵活和高效。
Hibernate框架处理复杂查询问题实例分析
考虑如下数据库实体示例,表A为主表,表B和表C为子表,A与B、A与C表均为1对多关系,在B表和C表中以A_ID外键字段关联A表父记录。
图 1.数据库实体示例图
在Hibernate框架中,通常采用以下配置方式完成A表与B,C表父子实体之间的级联查询操作,Hibernate实体配置xml如下:
- 清单1.hibernate实体配置xml
- A.hbm.xml:
- B.hbm.xml:
- C.hbm.xml
对应的Hibernate领域实体类代码示例如下:
- 清单2.hibernate实体类示例
- A.java:
- publicclassAimplementsjava.io.Serializable,Comparable{
- privatelongid;
- privateSetchildren_b=newHashSet();
- privateSetchildren_c=newHashSet
(); - publicA(longid){
- this.id=id;
- }
- publiclonggetId(){
- returnid;
- }
- publicvoidsetId(longid){
- this.id=id;
- }
- publicSetgetChildern_b(){
- returnchildren_b;
- }
- publicvoidsetChildren_b(Setchildren_b){
- this.children_b=children_b;
- }
- publicSetgetChildern_c(){
- returnchildren_c;
- }
- publicvoidsetChildren_c(Setchildren_c){
- this.children_c=children_c;
- }
- publicintcompareTo(Objectother){
- AotherSubject=(A)other;
- longcurAmount=this.getChildren_b().size()+this.getChildren_c().size();
- longotherAmount=otherSubject.getChildren_b().size()
- +otherSubject.getChildren_c().size();
- if(curAmount
- {
- return-1;
- }
- elseif(curAmount>otherAmount)
- {
- return1;
- }
- else
- {
- return0;
- }
- }
- }
- B.java:
- publicclassBimplementsjava.io.Serializable,Comparable{
- privatelongid;
- privatelonga_id;
- publiclonggetId(){
- returnid;
- }
- publicvoidsetId(longid){
- this.id=id;
- }
- publiclonggetA_id(){
- returna_id;
- }
- publicvoidsetA_id(longa_id){
- this.a_id=a_id;
- }
- publicB(longid){
- this.id=id;
- }
- }
- C.java:
- publicclassCimplementsjava.io.Serializable,Comparable{
- privatelongid;
- privatelonga_id;
- publiclonggetId(){
- returnid;
- }
- publicvoidsetId(longid){
- this.id=id;
- }
- publiclonggetA_id(){
- returna_id;
- }
- publicvoidsetA_id(longa_id){
- this.a_id=a_id;
- }
- publicC(longid){
- this.id=id;
- }
- }
假设现在要统计A表中从属的B表和C表记录之和最高的top10的A表记录,在Hibernate框架下,由于取A表对应的数据库记录时,已关联取出了对应的B、C表子记录存放于A实体类的children_a,children_c的属性中,因此top10的功能可以通过比较每个A表实体类中children_a、children_c的Set的size大小并进行排序得到,其代码示例如下:
- 清单3.排序代码示例
- privateArrayListsortAByAmount(ArrayListall)
- {
- for(inti=0;i
- {
- for(intj=0;j
- {
- if(all.get(j).compareTo(all.get(j+1))<=0)
- {
- Atemp=all.get(j);
- all.set(j,all.get(j+1));
- all.set(j+1,temp);
- }
- }
- }
- returnall;
- }
表面看来很方便,但是由于Hibernate是面向对象的O-R映射机制,每一条A表记录的查询实际都关联有两条B、C表查询的SQL产生,我们可以看到Hibernate的SQL日志中:
- 清单4.Hibernatesql日志示例
- Hibernate:selecta0_.IDasID2_fromAa0_wherea0_.ID='1'
- Hibernate:selectb0_.IDasID2_,b0_.A_IDasA_ID2_fromBb0_whereb0_.ID=?
- Hibernate:selectc0_.IDasID2_,c0_.A_IDasA_ID2_fromCc0_wherec0_.ID=?
由上述Sql日志可以看出,每一条A表记录的取出,都伴随以A表ID为查询条件关联B,C表中A_ID外键字段的2条取子记录的sql,这是由A.hbm.xml配置中“lazy=false”决定的。#p#
这种情况下,当A和B、C表中数据量越来越大时,A表取实体的操作开销将随着sql查询的增多而增大,并且在紧接着的排序过程中,即使采用业界最快的快速排序算法,排序时间依然是随原始排序实体数量的线性关系(O(nlgn)),效率会线性下降,最终无法满足客户的前台查询的效率要求。此类情况下如直接采用JDBC,则只需一条如下的SQL语句,即可完成该功能:
- 清单5.直接JDBC操作sql
- select
- tab1.ID,
- tab1.sumCol+tab2.sumCol
- from
- (
- selecta.ID,
- count(b.ID)sumCol
- fromAaleftjoinBbona.ID=b.ID
- GROUPBY
- a.ID
- )tab1,
- (
- selecta.ID,
- count(c.ID)sumCol
- fromAaleftjoinCcona.ID=c.ID
- GROUPBY
- a.ID
- )tab2
- wheretab1.ID=tab2.ID
- orderbytab1.sumCol+tab2.sumColdesc
在以上JDBC方式下,即使A、B、C表的数据量持续增长,仍然只有1条SQL的开销,不会出现SQL递增的情况,因此耗时是在可控制的区间内的。并且读者可以注意到上述SQL将3表关联拆分成了2个子查询,这样避免了3表做笛卡尔积的数量和,进一步提高了查询效率。由此可见,直接操作JDBC,除SQL的开销可控外,还可以利用数据库层各种机制,如上述查询语句中的leftjoin、子查询、索引…,灵活的调整SQL语句,以达到最佳的查询性能。
由上可实例可看出,在多表关联、排序等复杂的查询情况下,Hibernate框架由于其自身对象封装的特殊性,不能像JDBC直接操作SQL那样很好的解决查询中高效性和灵活性方面的需求,且由于其屏蔽了数据库的底层,开发人员看到的只是Hibernate提供的数据层API,无法与灵活的使用SQL语句等数据库底层细节。因此,有必要在Hibernate框架中提供直接操作JDBC的接口。
在Hibernate框架中提供操作JDBC的接口的解决方案
Hibernate的session机制
我们知道Hibernate框架本身也是建立在JDBC之上的数据持久层实现,因此,要在框架本身提供操作JDBC的接口,需要切入其对JDBC封装的细节。通过研究和查阅Hibernate的框架源代码及参考文档,我们发现,Hibernate的Session会话是进行持久化的基础,所有的持久化操作都是在Session的基础上进行的,在实现上它是和JDBC中的connection数据库连接绑定的,也就是说,Hibernate的会话域基于一个实际的connection类实例,二者之间的关系如下图所示:
图 2.Hibernate Session机制示意图
由上可以看到,Hibernate中的session是单线程的,代表了一次会话的过程。实际上是把一个JDBCConnection打包了,每一个Session实例和一个数据库事务绑定。其生命周期是与与之关联的connection实例的生命周期一致的。
具体解决方案
由上面的Hibernate的Session机制我们意识到,只要能获取到Hibernate当前会话中的Connection,则获得了JDBC的底层数据库连接实例,剩下就都是JDBC的范畴了。再查阅Hibernate的API,发现HibernateTemplate类中SessionFactory成员的getCurrentSession()方法即可获得Hibernate环境下的当前活动的Session会话,而Hibernate中Session实例的connection()方法即可获得该会话中绑定的Connection数据库连接实例。
问题迎刃而解了,既然可以操作Connection实例,那与之关联的Statement、ResultSet等基本JDBC类均在我们控制范围中了,我们采用接口模式设计一个轻量级解决方案,使其在保持原Hibernate的增删改操作方式前提下灵活提供操作JDBC的接口。设计类图如下图所示:
图 3.解决方案设计类示意图
设计中,AbstractHibernateDao类作为DAO操作的基本类,保留原有Hibenrate框架下的新增,修改,删除等API。BaseHibernateDao类继承AbstractHibernateDao类,在此类中增加了直接操作JDBC的接口。设计getConnection方法获取JDBC的数据库连接实例,设计getObjectsBySql方法作为对外的主要接口,该方法调用fetchObjects方法,这是具体的数据库记录到领域对象的转换操作,需要使用者override该方法以完成自有领域对象的填充细节。实际实现的类代码如下所示:
- 清单6.解决方案实现代码
- AbstractHibernateDao.java:
- abstractpublicclassAbstractHibernateDaoextendsHibernateDaoSupport{
- protectedLoglogger=LogFactory.getLog(getClass());
- protectedClassentityClass;
- protectedClassgetEntityClass(){
- returnentityClass;
- }
- publicListgetAll(){
- returngetHibernateTemplate().loadAll(getEntityClass());
- }
- publicvoidsave(Objecto){
- getHibernateTemplate().saveOrUpdate(o);
- }
- publicvoidremoveById(Serializableid){
- remove(get(id));
- }
- publicvoidremove(Objecto){
- getHibernateTemplate().delete(o);
- }
- }
- BaseHibernateDao.java:
- abstractpublicclassBaseHibernateDaoextendsAbstractHibernateDao{
- publicConnectiongetConnection()
- {
- try
- {
- SessioncurSeesion=null;
- Connectioncon=null;
- curSeesion=super.getHibernateTemplate().getSessionFactory()
- .getCurrentSession();
- con=curSeesion.connection();
- returncon;
- }
- catch(Exceptiones)
- {
- System.out.println(es.getMessage());
- returnnull;
- }
- }
- publicArrayList
- {
- ArrayList
- //example:
- //while(rs.next())
- //{
- //Objectobject=newObject();
- //rs.getString(1);
- //rs.getString(2);
- //ret.add(object);
- //}
- returnret;
- }
- publicArrayList
getObjectsBySql(StringpureSql) - {
- Connectioncon=curSeesion.connection();
- ps=con.prepareStatement(sqlbuf.toString());
- rs=ps.executeQuery();
- try
- {
- returnthis.fetchObjects(rs);
- }
- catch(Exceptiones)
- {
- System.out.println(es.getMessage());
- returnnull;
- }
- finally
- {
- try
- {
- ps.close();
- rs.close();
- con.close();
- }
- catch(SQLExceptione){
- //TODOAuto-generatedcatchblock
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
- }
使用该解决方案时,只需要将代码包解压至项目源代码目录,在想要直接操作JDBC接口的DAO模块继承BaseHibernateDao类,然后重写fetchObjects方法填入从自身数据库表字段填充到领域对象的操作,即可轻松调用getObjectsBySql传入原生SQL语句,返回具体的领域对象实体集合,当然使用者也可以通过getConnection获得JDBC的Connection实例来进行自己需要的特定的JDBC底层操作。仍然以上文中的A、B、C表为例,采用该解决方案完成top10取数的代码示例如下:
- 清单7.使用解决方案示例
- publicclasstestDAOextendsBaseHibernateDao{
- privateStringsqlQuery="selecttab1.ID,tab1.sumCol+tab2.sumCol"+
- "from(selecta.ID,count(b.ID)sumCol"+
- "fromAaleftjoinBbona.ID=b.ID"+
- "GROUPBYa.ID)tab1,"+
- "(selecta.ID,count(c.ID)sumCol"+
- "fromAaleftjoinCcona.ID=c.ID"+
- "GROUPBYa.ID)tab2"+
- "wheretab1.ID=tab2.ID"+
- "orderbytab1.sumCol+tab2.sumColdesc";
- @override
- publicArrayListfetchObjects(ResultSetrs)
- {
- ArrayListret=newArrayList();
- intcount=1;
- while(rs.next())
- {
- Aa=newA();
- a.setId(rs.getLong(1));
- System.out.println("top"+(count++)+"amount:"+rs.getLong(2));
- ret.add(object);
- }
- returnret;
- }
- }
解决方案验证
在实际mySql数据库环境中,以A表数据量1000条,B表数据量3W多条,C表数据量2000条情况下进行上文中提到的top 10的操作,采用Hibernate的耗时和用JDBC接口解决方案的效率比较如下:
表 1.Hibernate框架方式与JDBC接口方式效率比较
表 2.Hibernate框架方式与JDBC接口方式效率比较
由以上结果可以看出:在数据量递增的情况下,采用Hibernate方式下效率与库表数据呈线性增长,且排序的操作的效率也是一样,而直接采用JDBC接口解决方案下效率远远高于Hibernate方式,且在数据量增长的情况下耗时的增长速度处于合理的区间内。
当前标题:Hibernate框架中直接操作JDBC接口实例
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