【Hibernate温习】性能优化之抓取策略

 

抓取策略（fetching strategy） 是指：当应用程序需要在（Hibernate实体对象图的）关联关系间进行导航的时候， Hibernate如何获取关联对象的策略。抓取策略可以在O/R映射的元数据中声明，也可以在特定的HQL 或条件查询（Criteria Query）中重载声明。
通过配置抓取策略可以直接影响Session的get()和load()方法的查询效率
Hibernate3 定义了如下几种抓取策略：
    * 连接抓取（Join fetching） - Hibernate通过 在SELECT语句使用OUTER JOIN（外连接）来 获得对象的关联实例或者关联集合。
    *查询抓取（Select fetching） - 另外发送一条 SELECT 语句抓取当前对象的关联实体或集合。除非你显式的指定lazy="false"禁止 延迟抓取（lazy fetching），否则只有当你真正访问关联关系的时候，才会执行第二条select语句。
    *子查询抓取（Subselect fetching） - 另外发送一条SELECT 语句抓取在前面查询到（或者抓取到）的所有实体对象的关联集合。除非你显式的指定lazy="false" 禁止延迟抓取（lazy fetching），否则只有当你真正访问关联关系的时候，才会执行第二条select语句。
    *批量抓取（Batch fetching） - 对查询抓取的优化方案， 通过指定一个主键或外键列表，Hibernate使用单条SELECT语句获取一批对象实例或集合。

Hibernate抓取策略会区分下列各种情况：

1.Immediate fetching，立即抓取 - 当宿主被加载时，关联、集合或属性被立即抓取。

2.Lazy collection fetching，延迟集合抓取- 直到应用程序对集合进行了一次操作时，集合才被抓取。（对集合而言这是默认行为。）

3."Extra-lazy" collection fetching,"Extra-lazy"集合抓取 -对集合类中的每个元素而言，都是直到需要时才去访问数据库。除非绝对必要，Hibernate不会试图去把整个集合都抓取到内存里来（适用于非常大的集合）。

4.Proxy fetching，代理抓取 - 对返回单值的关联而言，当其某个方法被调用，而非对其关键字进行get操作时才抓取。

5."No-proxy" fetching,非代理抓取 - 对返回单值的关联而言，当实例变量被访问的时候进行抓取。与上面的代理抓取相比，这种方法没有那么“延迟”得厉害(就算只访问标识符，也会导致关联抓取)但是更加透明，因为对应用程序来说，不再看到proxy。这种方法需要在编译期间进行字节码增强操作，因此很少需要用到。

6.Lazy attribute fetching，属性延迟加载 - 对属性或返回单值的关联而言，当其实例变量被访问的时候进行抓取。需要编译期字节码强化，因此这一方法很少是必要的。

这里有两个正交的概念：关联何时被抓取，以及被如何抓取（会采用什么样的SQL语句）。不要混淆它们！我们使用抓取来改善性能。我们使用延迟来定义一些契约，对某特定类的某个脱管的实例，知道有哪些数据是可以使用的。

1.操作延迟加载的关联

默认情况下，Hibernate 3对集合使用延迟select抓取，对返回单值的关联使用延迟代理抓取。对几乎是所有的应用而言，其绝大多数的关联，这种策略都是有效的。

注意:假若你设置了hibernate.default_batch_fetch_size,Hibernate会对延迟加载采取批量抓取优化措施（这种优化也可能会在更细化的级别打开）。

然而，你必须了解延迟抓取带来的一个问题。在一个打开的Hibernate session上下文之外调用延迟集合会导致一次意外。比如：
Java代码  收藏代码

    <span style="font-size: large;">s = sessions.openSession();
    Transaction tx = s.beginTransaction();
    User u = (User) s.createQuery("from User u where u.name=:userName")      .setString("userName", userName).uniqueResult();
    Map permissions = u.getPermissions();
    tx.commit();
    s.close();
    Integer accessLevel = (Integer) permissions.get("accounts");  // Error!</span>

 在Session关闭后，permessions集合将是未实例化的、不再可用，因此无法正常载入其状态。 Hibernate对脱管对象不支持延迟实例化. 这里的修改方法是：将permissions读取数据的代码 移到tx.commit()之前。

除此之外，通过对关联映射指定lazy="false",我们也可以使用非延迟的集合或关联。但是， 对绝大部分集合来说，更推荐使用延迟方式抓取数据。如果在你的对象模型中定义了太多的非延迟关联，Hibernate最终几乎需要在每个事务中载入整个数据库到内存中！

但是，另一方面，在一些特殊的事务中，我们也经常需要使用到连接抓取（它本身上就是非延迟的），以代替查询抓取。 下面我们将会很快明白如何具体的定制Hibernate中的抓取策略。在Hibernate3中，具体选择哪种抓取策略的机制是和选择 单值关联或集合关联相一致的。




2.  调整抓取策略（Tuning fetch strategies）

查询抓取（默认的）在N+1查询的情况下是极其脆弱的，因此我们可能会要求在映射文档中定义使用连接抓取：




Java代码  收藏代码

    <span style="font-size: large;"><set name="permissions"     fetch="join">
    <key column="userId"/>
    <one-to-many class="Permission"/>
    </set>
    <many-to-one name="mother" class="Cat" fetch="join"/> </span>

 在映射文档中定义的抓取策略将会对以下列表条目产生影响：通过get()或load()方法取得数据。只有在关联之间进行导航时，才会隐式的取得数据。



条件查询，使用了subselect抓取的HQL查询

不管你使用哪种抓取策略，定义为非延迟的类图会被保证一定装载入内存。注意这可能意味着在一条HQL查询后紧跟着一系列的查询。

通常情况下，我们并不使用映射文档进行抓取策略的定制。更多的是，保持其默认值，然后在特定的事务中， 使用HQL的左连接抓取（left join fetch） 对其进行重载。这将通知 Hibernate在第一次查询中使用外部关联（outer join），直接得到其关联数据。 在条件查询 API中，应该调用 setFetchMode(FetchMode.JOIN)语句。

也许你喜欢仅仅通过条件查询，就可以改变get() 或 load()语句中的数据抓取策略。例如：
Java代码  收藏代码

    <span style="font-size: large;">User user = (User) session.createCriteria(User.class) .
                       setFetchMode("permissions", FetchMode.JOIN).
                       add( Restrictions.idEq(userId) ).uniqueResult(); </span>



  （这就是其他ORM解决方案的“抓取计划(fetch plan)”在Hibernate中的等价物。）截然不同的一种避免N+1次查询的方法是，使用二级缓存。

示例配置（主要有两种情况）：
  1）单端关联(<many-to-one>、<one-to-many>)上的抓取
可以给单端关联的映射元素添加fetch属性。fetch属性有两个可选值。
a）.select:作为默认值，它的策略是党需要使用到关联关系对象的数据时，另外单独发送一条select语句抓取当前对象的关联对象的数据。即延时加载。
b）.join:它的策略是在同一条select语句使用连接李艾获得对象的数据和它关联的对象的数据，此时关联对象的延迟加载失效.
以下是单端关联上fetch=join的一个配置示例
Java代码  收藏代码

    <span style="font-size: large;"><?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <!DOCTYPE hibernate-mapping PUBLIC
            "-//Hibernate/Hibernate Mapping DTD 3.0//EN"
            "http://hibernate.sourceforge.net/hibernate-mapping-3.0.dtd">

    <hibernate-mapping>
        <class name="com.javacrazyer.domain.Product" table="product">
            <id name="id">
                <generator class="native"/>
            </id>
            <version name="version"/>

            <property name="name"/>
            <property name="unitCost" column="unit_cost"/>
            <property name="pubTime" column="pub_time"/>

            <!-- 映射多对一 -->
            <many-to-one name="cate" column="cate_id" fetch="join"/>

        </class>
    </hibernate-mapping></span>


在应用程序中加载某个实体product的数据时，会使用内连接把它关联的Category实体也加载上来，即类似下面的SQL语句：

Sql代码  收藏代码

    <span style="font-size: large;">select tab1.xx,tab1.yy,tab2.aa,tab2.cc
                       from product tab1
                       inner join category tab2
                       on tab1.cate_id=tab2.id
                       where product_id=?</span>

 2)集合属性上抓取策略
 在集合属性的映射元素上可以添加fetch属性，他有三个可选值
a）.select:作为默认值，它的策略是党需要使用所关联集合的数据时，另外单独发送一条select语句抓取当前对象的关联集合，即延时加载
b）.join:在同一条select语句使用连接来获得对象的关联集合，此时关联集合上的lazy会失效
c）.subselect:另外发送一体哦啊查询语句(或者子查询语句)抓取在前面查询到的所有实体对象的关联集合.这个策略对HQL的查询也起作用.
以下是集合属性上fetch=subselect的示例
Java代码  收藏代码

    <span style="font-size: large;"><?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <!DOCTYPE hibernate-mapping PUBLIC
            "-//Hibernate/Hibernate Mapping DTD 3.0//EN"
            "http://hibernate.sourceforge.net/hibernate-mapping-3.0.dtd">

    <hibernate-mapping>
        <class name="com.javacrazyer.domain.Category" table="category" batch-size="10">
            <id name="id">
                <generator class="native"/>
            </id>
            <version name="version"/>
            <property name="name"/>
            <property name="description"/>

            <!-- 映射集合属性 -->
            <bag name="productList" inverse="true" fetch="subselect">
                <key column="cate_id"/>
                <!-- 映射一对多 -->
                <one-to-many class="com.javacrazyer.domain.Product"/>
            </bag>
        </class>
    </hibernate-mapping></span>

当使用get()或load()方法加载一个Category实体数据时，它对关联的Product集合属性先延迟加载，当真正需要使用 Product集合属性中的数据时，才再发送一条SQL语句来抓取数据； 当使用HQL语句加载多个CategoryShiite数据时，对它们关联的Product集合属性先延迟加载，当真正需要使用Product集合属性的数据时，才会再发送一条子查询语句来抓取相应的数据


批量抓取：
(1)在Hibernate中，对于关联抓取，可以定义每次抓取数据的数量，批量地将数据载入内存，减少与数据库交互的次数。在应用程序中可以定义车间默认的关联抓取数量。在
<hibernate-configuration>
    <session-factory>
         <property name-"default_batch_fetch_size">2</property>
    </session-factory>
</hibernate-configuration>

(2)在映射定义文件中，可能在元素class中使用属性batch-size为持久化类指定批量抓取的数量。同样，如果要在集合中使用指定的批量，可以在集合元素set(list、bag等)中使用属性batch-size指定。如果同进采用了默认的批量抓取配置，又为持久化类或集合配置了特定的抓取数量，则类或集合的特定配置将覆盖配置文件中的默认批量抓取属性。
<hibernate-mapping package="com">
    <class name="Classes">
        <id name="id">
            <generator class="native"></generator>
        </id>
        <property name="name"/>
        <set name="students" inverse="true" batch-size="3">
            <key column="classesid"/>
            <one-to-many class="Student"/>
        </set>
    </class>
</hibernate-mapping>