JPA 查詢問題探究

引言

最近看到了實體圖相關的博客，國外老哥說JPA的實體間關聯會執行屢次查詢，當數據量大時性能很是差。

正好實體圖在以前寫華軟的時候就學習過，只是沒學明白，沒在項目中實際應用，正好藉此機會學習一下。

實踐出真知，建一個jpa的項目，實際測試一下jpa究竟是怎麼查詢的。

今日才發現，Spring Boot都更新到了2.1.5。

探究

實體關係

最簡單的教務系統模型，教師、班級、學生。

基礎數據

兩個教師，一個教師帶倆班，一個班裏倆學生。

單表查詢

Iterable<Teacher> teachers = teacherRepository.findAll();
for (Teacher teacher : teachers) {
    System.out.println(teacher.getName());
}

最簡單的查詢語句，findAll以後獲取name字段。

Hibernate: select teacher0_.id as id1_2_, teacher0_.name as name2_2_ from teacher teacher0_

簡單的單表查詢，查出了基礎字段id和name。

OneToMany多表關聯查詢

Iterable<Teacher> teachers = teacherRepository.findAll();
for (Teacher teacher : teachers) {
    System.out.println(teacher.getName());
    
    for (Klass klass : teacher.getKlasses()) {
        System.out.println(klass.getName());
        
        for (Student student : klass.getStudents()) {
            System.out.println(student.getName());
        }
    }
}

看着挺普通的一段代碼，你們應該都寫過，其實裏面大有學問。

測試環境

org.hibernate.LazyInitializationException: failed to lazily initialize a collection of role: com.yunzhiclub.jpa.entity.Teacher.klasses, could not initialize proxy - no Session

測試環境運行時報錯，no session。

在Hibernate中，全部對數據庫的操做都須要經過session來執行，你們能夠把它理解爲一個數據庫的代理對象，經過調用它的方法替代了對數據庫的直接操做。

關於Hibernate中的Session和JDBC中Connection區別，能夠參考這個老哥的回答：What is the difference between a Session and a Connection in Hibernate? - StackOverflow

由於OneToMany默認是惰性加載，用到的時候再去查詢。

這裏報錯了，說明在單元測試中session的做用域只有一行。findAll以後session就關了。

解決方案

兩種解決方案，但都不是最佳實踐。

加事務

加事務確實能解決session關閉的問題。由於這裏是單元測試，也確實須要事務，因此在單元測試中的惰性加載引起的問題，咱們採用加事務的方式實現。

沒有查到緣由，可是這裏猜測了一下：

Hibernate說到底就是把原生的jdbc方法進行了封裝，原理就是生成以下的代碼。

Session session = factory.openSession();
Transaction tx = null;
try {
    tx = session.beginTransaction();
    // do some work
    ...
    tx.commit();
} catch (Exception e) {
    if (tx != null) tx.rollback();
    e.printStackTrace(); 
} finally {
    session.close();
}

能夠看到，爲了保持事務的正常運行，事務的提交和回滾都是在session的有效範圍以內的，換句話說，session是在事務完成以後才關閉的，在事務的管理下運行方法，天然能正常使用session了。

EAGER加載

EAGER意爲急切的，就是一次都查出來了，這裏也不敢瞎翻譯，意會便可。

/**
 * 教師所管理的班級
 */
@OneToMany(mappedBy = "teacher",fetch = FetchType.EAGER)
private List<Klass> klasses = new ArrayList<>();

/**
 * 本班級中的學生
 */
@OneToMany(mappedBy = "klass", fetch = FetchType.EAGER)
private List<Student> students = new ArrayList<>();

這樣能夠實現，可是這是最差的一種解決方案。

由於是在實體的註解上加的，因此不一樣的方法用，無論用沒用到關聯的實體，一次性全都查出來。

咱們知道一對多和多對多查詢是是須要編輯整個數據表的，因此很差查，改爲EAGER後會有嚴重的性能問題。

Hibernate註解設計

一塊兒去看看Hibernate對註解的設計：

多對多註解，默認LAZY：

一對多註解，默認LAZY：

多對一註解，默認EAGER：

一對一註解，默認EAGER：

在數據庫領域，Hibernate確定是大牛，既然大牛這麼設計，咱們天然應該也遵循。

同時應該也明白，在性能方面：一對一、多對一查詢性能好，多對一、多對多查詢性能就沒那麼好了。

運行環境

把一樣的代碼放到Service裏，而後再作成api接口。

而後就正常的運行，用到的時候再去查詢數據庫，沒有發生no session的錯誤，因此這裏猜測，在Service中的查詢方法，其session的做用域確定要比測試中的要廣。

問題復現

我在華軟中就遇到了no session的問題，怎麼出現的呢？

loadUserByUsername方法中根據username查user，而後把user傳給createUser方法去處理，而後又把user傳給了getAllAuthMenuByUser方法獲取這個用戶的全部受權菜單。

而後就no session了。

我當時想的就是方法之間相互傳對象而後session不知怎麼就關了，而後就報錯了。由於我記得當時把createUser裏的代碼都放進loadUserByUsername裏就正常了，可是改以後太長，就沒有這麼改。最後在方法上加的事務。

而後我就開始嘗試，開始在Service之間互相傳對象，惋惜，怎麼傳都好使。問題復現失敗，不知道是否是和Spring Security有什麼關係？

總結與思考

網上有的文章說：多條語句的性能很差。根據教師帶出學生和班級，須要執行多條SQL語句，能夠將其優化爲一條提升查詢效率。

我闡述一下本身的觀點：一對多慢，不是由於執行了多少條語句，而是數據庫去查一對多、多對多就慢。

即使可使用實體圖優化爲一條SQL，可是數據庫該怎麼查一對多、多對多仍是怎麼查，只是看上去語句少了，我以爲性能其實也沒什麼提高。

實體圖其實就是配置了一下我這個方法要查出什麼，好比配置上我要教師的name、班級的name、學生的name，而後就像咱們數據庫裏學的那樣。

select teacher.name, klass.name, student.name where xxxxx;

隨着Java的蓬勃發展，Java的性能雖然比不上C++，但運行效率也是極高。再去看效率瓶頸，仍是數據庫。要不怎麼有的Redis呢？