JPA 查询问题探究

引言

最近看到了实体图相关的博客，国外老哥说JPA的实体间关联会执行多次查询，当数据量大时性能非常差。

正好实体图在之前写华软的时候就学习过，只是没学明白，没在项目中实际应用，正好借此机会学习一下。

实践出真知，建一个jpa的项目，实际测试一下jpa到底是怎么查询的。

今日才发现，Spring Boot都更新到了2.1.5。

探究

实体关系

最简单的教务系统模型，教师、班级、学生。

基础数据

两个教师，一个教师带俩班，一个班里俩学生。

单表查询

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

最简单的查询语句，findAll之后获取name字段。

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

简单的单表查询，查出了基础字段id和name。

OneToMany多表关联查询

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码，大家应该都写过，其实里面大有学问。

测试环境

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

测试环境运行时报错，no session。

在Hibernate中，所有对数据库的操作都需要通过session来执行，大家可以把它理解为一个数据库的代理对象，通过调用它的方法替代了对数据库的直接操作。

关于Hibernate中的Session和JDBC中Connection区别，可以参考这个老哥的回答：What is the difference between a Session and a Connection in Hibernate? - StackOverflow

因为OneToMany默认是惰性加载，用到的时候再去查询。

这里报错了，说明在单元测试中session的作用域只有一行。findAll之后session就关了。

解决方案

两种解决方案，但都不是最佳实践。

加事务

加事务确实能解决session关闭的问题。因为这里是单元测试，也确实需要事务，所以在单元测试中的惰性加载引发的问题，我们采用加事务的方式实现。

没有查到原因，但是这里猜想了一下：

Hibernate说到底就是把原生的jdbc方法进行了封装，原理就是生成如下的代码。

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();
}

可以看到，为了保持事务的正常运行，事务的提交和回滚都是在session的有效范围之内的，换句话说，session是在事务完成之后才关闭的，在事务的管理下运行方法，自然能正常使用session了。

EAGER加载

EAGER意为急切的，就是一次都查出来了，这里也不敢瞎翻译，意会即可。

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

/**
 * 本班级中的学生
 */
@OneToMany(mappedBy = "klass", fetch = FetchType.EAGER)
private List<Student> students = new ArrayList<>();

这样可以实现，但是这是最差的一种解决方案。

因为是在实体的注解上加的，所以不同的方法用，不管用没用到关联的实体，一次性全都查出来。

我们知道一对多和多对多查询是是需要编辑整个数据表的，所以不好查，改成EAGER后会有严重的性能问题。

Hibernate注解设计

一起去看看Hibernate对注解的设计：

多对多注解，默认LAZY：

一对多注解，默认LAZY：

多对一注解，默认EAGER：

一对一注解，默认EAGER：

在数据库领域，Hibernate肯定是大牛，既然大牛这么设计，我们自然应该也遵循。

同时应该也明白，在性能方面：一对一、多对一查询性能好，多对一、多对多查询性能就没那么好了。

运行环境

把同样的代码放到Service里，然后再做成api接口。

然后就正常的运行，用到的时候再去查询数据库，没有发生no session的错误，所以这里猜想，在Service中的查询方法，其session的作用域肯定要比测试中的要广。

问题复现

我在华软中就遇到了no session的问题，怎么出现的呢？

loadUserByUsername方法中根据username查user，然后把user传给createUser方法去处理，然后又把user传给了getAllAuthMenuByUser方法获取这个用户的所有授权菜单。

然后就no session了。

我当时想的就是方法之间相互传对象然后session不知怎么就关了，然后就报错了。因为我记得当时把createUser里的代码都放进loadUserByUsername里就正常了，但是改之后太长，就没有这么改。最后在方法上加的事务。

然后我就开始尝试，开始在Service之间互相传对象，可惜，怎么传都好使。问题复现失败，不知道是不是和Spring Security有什么关系？

总结与思考

网上有的文章说：多条语句的性能不好。根据教师带出学生和班级，需要执行多条SQL语句，可以将其优化为一条提高查询效率。

我阐述一下自己的观点：一对多慢，不是因为执行了多少条语句，而是数据库去查一对多、多对多就慢。

即便可以使用实体图优化为一条SQL，但是数据库该怎么查一对多、多对多还是怎么查，只是看上去语句少了，我觉得性能其实也没什么提升。

实体图其实就是配置了一下我这个方法要查出什么，比如配置上我要教师的name、班级的name、学生的name，然后就像我们数据库里学的那样。

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

随着Java的蓬勃发展，Java的性能虽然比不上C++，但运行效率也是极高。再去看效率瓶颈，还是数据库。要不怎么有的Redis呢？