1.抓取策略(Fetching strategies)

  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。

  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会区分下列各种情况:

  • 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。

  • 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。)

  • "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)。

  • 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。

  • "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。

  • 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。

  2. 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
  1. s = sessions.openSession();  
  2. Transaction tx = s.beginTransaction();  
  3.               
  4. User u = (User) s.createQuery("from User u where u.name=:userName")  
  5.     .setString("userName", userName).uniqueResult();  
  6. Map permissions = u.getPermissions();  
  7.   
  8. tx.commit();  
  9. s.close();  
  10.   
  11. Integer accessLevel = (Integer) permissions.get("accounts");  // Error!  

  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。

  3.  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:

XML/HTML代码
  1. <set name="permissions"   
  2.             fetch="join">  
  3.     <key column="userId"/>  
  4.     <one-to-many class="Permission"/>  
  5. </set  
  6. <many-to-one name="mother" class="Cat" fetch="join"/>  

  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
  1. User user = (User) session.createCriteria(User.class)  
  2.                 .setFetchMode("permissions", FetchMode.JOIN)  
  3.                 .add( Restrictions.idEq(userId) )  
  4.                 .uniqueResult();  

  (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。

  4.. 单端关联代理(Single-ended association proxies)

  在Hinerbate中,对集合的延迟抓取的采用了自己的实现方法。但是,对于单端关联的延迟抓取,则需要采用 其他不同的机制。单端关联的目标实体必须使用代理,Hihernate在运行期二进制级(通过优异的CGLIB库), 为持久对象实现了延迟载入代理。

  默认的,Hibernate3将会为所有的持久对象产生代理(在启动阶段),然后使用他们实现 多对一(many-to-one)关联和一对一(one-to-one) 关联的延迟抓取。

  在映射文件中,可以通过设置proxy属性为目标class声明一个接口供代理接口使用。 默认的,Hibernate将会使用该类的一个子类。 注意:被代理的类必须实现一个至少包可见的默认构造函数,我们建议所有的持久类都应拥有这样的构造函数

  在如此方式定义一个多态类的时候,有许多值得注意的常见性的问题,例如:

XML/HTML代码
  1. <class name="Cat" proxy="Cat">  
  2.     ......  
  3.     <subclass name="DomesticCat">  
  4.         .....  
  5.     </subclass>  
  6. </class>  

  首先,Cat实例永远不可以被强制转换为DomesticCat, 即使它本身就是DomesticCat实例。

Java代码
  1. Cat cat = (Cat) session.load(Cat.class, id);  // instantiate a proxy (does not hit the db)  
  2. if ( cat.isDomesticCat() ) {                  // hit the db to initialize the proxy  
  3.     DomesticCat dc = (DomesticCat) cat;       // Error!  
  4.     ....  
  5. }  

  其次,代理的“==”可能不再成立。

Java代码
  1. Cat cat = (Cat) session.load(Cat.class, id);            // instantiate a Cat proxy  
  2. DomesticCat dc =   
  3.         (DomesticCat) session.load(DomesticCat.class, id);  // acquire new DomesticCat proxy!  
  4. System.out.println(cat==dc);                            // false  

  虽然如此,但实际情况并没有看上去那么糟糕。虽然我们现在有两个不同的引用,分别指向这两个不同的代理对象, 但实际上,其底层应该是同一个实例对象:

Java代码
  1. cat.setWeight(11.0);  // hit the db to initialize the proxy  
  2. System.out.println( dc.getWeight() );  // 11.0  

  第三,你不能对“final类”或“具有final方法的类”使用CGLIB代理。

  最后,如果你的持久化对象在实例化时需要某些资源(例如,在实例化方法、默认构造方法中), 那么代理对象也同样需要使用这些资源。实际上,代理类是持久化类的子类。

  这些问题都源于Java的单根继承模型的天生限制。如果你希望避免这些问题,那么你的每个持久化类必须实现一个接口, 在此接口中已经声明了其业务方法。然后,你需要在映射文档中再指定这些接口。例如:

XML/HTML代码
  1. <class name="CatImpl" proxy="Cat">  
  2.     ......  
  3.     <subclass name="DomesticCatImpl" proxy="DomesticCat">  
  4.         .....  
  5.     </subclass>  
  6. </class>  

  这里CatImpl实现了Cat接口, DomesticCatImpl实现DomesticCat接口。 在load()、iterate()方法中就会返回 Cat和DomesticCat的代理对象。 (注意list()并不会返回代理对象。)

Java代码
  1. Cat cat = (Cat) session.load(CatImpl.class, catid);  
  2. Iterator iter = session.iterate("from CatImpl as cat where cat.name='fritz'");  
  3. Cat fritz = (Cat) iter.next();  

  这里,对象之间的关系也将被延迟载入。这就意味着,你应该将属性声明为Cat,而不是CatImpl。

  但是,在有些方法中是不需要使用代理的。例如:

  • equals()方法,如果持久类没有重载equals()方法。

  • hashCode()方法,如果持久类没有重载hashCode()方法。

  • 标志符的getter方法。

  Hibernate将会识别出那些重载了equals()、或hashCode()方法的持久化类。

  若选择lazy="no-proxy"而非默认的lazy="proxy",我们可以避免类型转换带来的问题。然而,这样我们就需要编译期字节码增强,并且所有的操作都会导致立刻进行代理初始化。

  5.实例化集合和代理(Initializing collections and proxies)

  在Session范围之外访问未初始化的集合或代理,Hibernate将会抛出LazyInitializationException异常。 也就是说,在分离状态下,访问一个实体所拥有的集合,或者访问其指向代理的属性时,会引发此异常。

  有时候我们需要保证某个代理或者集合在Session关闭前就已经被初始化了。 当然,我们可以通过强行调用cat.getSex()或者cat.getKittens().size()之类的方法来确保这一点。 但是这样的程序会造成读者的疑惑,也不符合通常的代码规范。

  静态方法Hibernate.initialized() 为你的应用程序提供了一个便捷的途径来延迟加载集合或代理。 只要它的Session处于open状态,Hibernate.initialize(cat) 将会为cat强制对代理实例化。 同样,Hibernate.initialize( cat.getKittens() ) 对kittens的集合具有同样的功能。

  还有另外一种选择,就是保持Session一直处于open状态,直到所有需要的集合或代理都被载入。 在某些应用架构中,特别是对于那些使用Hibernate进行数据访问的代码,以及那些在不同应用层和不同物理进程中使用Hibernate的代码。 在集合实例化时,如何保证Session处于open状态经常会是一个问题。有两种方法可以解决此问题:

  • 在一个基于Web的应用中,可以利用servlet过滤器(filter),在用户请求(request)结束、页面生成 结束时关闭Session(这里使用了在展示层保持打开Session模式(Open Session in View)), 当然,这将依赖于应用框架中异常需要被正确的处理。在返回界面给用户之前,乃至在生成界面过程中发生异常的情况下, 正确关闭Session和结束事务将是非常重要的, 请参见Hibernate wiki上的"Open Session in View"模式,你可以找到示例。

  • 在一个拥有单独业务层的应用中,业务层必须在返回之前,为web层“准备”好其所需的数据集合。这就意味着 业务层应该载入所有表现层/web层所需的数据,并将这些已实例化完毕的数据返回。通常,应用程序应该 为web层所需的每个集合调用Hibernate.initialize()(这个调用必须发生咱session关闭之前); 或者使用带有FETCH从句,或FetchMode.JOIN的Hibernate查询, 事先取得所有的数据集合。如果你在应用中使用了Command模式,代替Session Facade , 那么这项任务将会变得简单的多。

  • 你也可以通过merge()或lock()方法,在访问未实例化的集合(或代理)之前, 为先前载入的对象绑定一个新的Session。 显然,Hibernate将不会,也不应该自动完成这些任务,因为这将引入一个特殊的事务语义。

  有时候,你并不需要完全实例化整个大的集合,仅需要了解它的部分信息(例如其大小)、或者集合的部分内容。

  你可以使用集合过滤器得到其集合的大小,而不必实例化整个集合:

  ( (Integer) s.createFilter( collection, "select count(*)" ).list().get(0) ).intValue()

  这里的createFilter()方法也可以被用来有效的抓取集合的部分内容,而无需实例化整个集合:

  s.createFilter( lazyCollection, "").setFirstResult(0).setMaxResults(10).list();

  6.使用批量抓取(Using batch fetching)

  Hibernate可以充分有效的使用批量抓取,也就是说,如果仅一个访问代理(或集合),那么Hibernate将不载入其他未实例化的代理。 批量抓取是延迟查询抓取的优化方案,你可以在两种批量抓取方案之间进行选择:在类级别和集合级别。

  类/实体级别的批量抓取很容易理解。假设你在运行时将需要面对下面的问题:你在一个Session中载入了25个 Cat实例,每个Cat实例都拥有一个引用成员owner, 其指向Person,而Person类是代理,同时lazy="true"。 如果你必须遍历整个cats集合,对每个元素调用getOwner()方法,Hibernate将会默认的执行25次SELECT查询, 得到其owner的代理对象。这时,你可以通过在映射文件的Person属性,显式声明batch-size,改变其行为:

  <class name="Person" batch-size="10">...</class>

  随之,Hibernate将只需要执行三次查询,分别为10、10、 5。

  你也可以在集合级别定义批量抓取。例如,如果每个Person都拥有一个延迟载入的Cats集合, 现在,Sesssion中载入了10个person对象,遍历person集合将会引起10次SELECT查询, 每次查询都会调用getCats()方法。如果你在Person的映射定义部分,允许对cats批量抓取, 那么,Hibernate将可以预先抓取整个集合。请看例子:

XML/HTML代码
  1. <class name="Person">  
  2.     <set name="cats" batch-size="3">  
  3.         ...  
  4.     </set>  
  5. </class>  

  如果整个的batch-size是3(笔误?),那么Hibernate将会分四次执行SELECT查询, 按照3、3、3、1的大小分别载入数据。这里的每次载入的数据量还具体依赖于当前Session中未实例化集合的个数。

  如果你的模型中有嵌套的树状结构,例如典型的帐单-原料结构(bill-of-materials pattern),集合的批量抓取是非常有用的。 (尽管在更多情况下对树进行读取时,嵌套集合(nested set)或原料路径(materialized path)(××) 是更好的解决方法。)

  7. 使用子查询抓取(Using subselect fetching)

  假若一个延迟集合或单值代理需要抓取,Hibernate会使用一个subselect重新运行原来的查询,一次性读入所有的实例。这和批量抓取的实现方法是一样的,不会有破碎的加载。

  8.使用延迟属性抓取(Using lazy property fetching)

  Hibernate3对单独的属性支持延迟抓取,这项优化技术也被称为组抓取(fetch groups)。 请注意,该技术更多的属于市场特性。在实际应用中,优化行读取比优化列读取更重要。但是,仅载入类的部分属性在某些特定情况下会有用,例如在原有表中拥有几百列数据、数据模型无法改动的情况下。

  可以在映射文件中对特定的属性设置lazy,定义该属性为延迟载入。

XML/HTML代码
  1. <class name="Document">  
  2.        <id name="id">  
  3.         <generator class="native"/>  
  4.     </id>  
  5.     <property name="name" not-null="true" length="50"/>  
  6.     <property name="summary" not-null="true" length="200" lazy="true"/>  
  7.     <property name="text" not-null="true" length="2000" lazy="true"/>  
  8. </class>  

  属性的延迟载入要求在其代码构建时加入二进制指示指令(bytecode instrumentation),如果你的持久类代码中未含有这些指令, Hibernate将会忽略这些属性的延迟设置,仍然将其直接载入。

  你可以在Ant的Task中,进行如下定义,对持久类代码加入“二进制指令。”

XML/HTML代码
  1. <target name="instrument" depends="compile">  
  2.     <taskdef name="instrument" classname="org.hibernate.tool.instrument.InstrumentTask">  
  3.         <classpath path="${jar.path}"/>  
  4.         <classpath path="${classes.dir}"/>  
  5.         <classpath refid="lib.class.path"/>  
  6.     </taskdef>  
  7.   
  8.     <instrument verbose="true">  
  9.         <fileset dir="${testclasses.dir}/org/hibernate/auction/model">  
  10.             <include name="*.class"/>  
  11.         </fileset>  
  12.     </instrument>  
  13. </target>  

  还有一种可以优化的方法,它使用HQL或条件查询的投影(projection)特性,可以避免读取非必要的列, 这一点至少对只读事务是非常有用的。它无需在代码构建时“二进制指令”处理,因此是一个更加值得选择的解决方法。

  有时你需要在HQL中通过抓取所有属性,强行抓取所有内容。

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2017年4月10日
作者:鸡啄米 分类:软件开发 浏览: 注册送白菜网:0