第 19 章 提升性能

19.1.  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。

19.1.1. 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:

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!

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。

19.1.2.  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:

<set name="permissions" 
            fetch="join">
    <key column="userId"/>
    <one-to-many class="Permission"/>
</set
<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()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()load()语句中的数据抓取策略。例如:

User user = (User) session.createCriteria(User.class)
            	.setFetchMode("permissions", FetchMode.JOIN)
            	.add( Restrictions.idEq(userId) )
            	.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。

19.1.3. 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:

<class name="Cat" proxy="Cat">
    ......
    <subclass name="DomesticCat">
        .....
    </subclass>
</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。

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

其次,代理的“==”可能不再成立。

Cat cat = (Cat) session.load(Cat.class, id);            // instantiate a Cat proxy
DomesticCat dc = 
        (DomesticCat) session.load(DomesticCat.class, id);  // acquire new DomesticCat proxy!
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:

cat.setWeight(11.0);  // hit the db to initialize the proxy
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:

<class name="CatImpl" proxy="Cat">
    ......
    <subclass name="DomesticCatImpl" proxy="DomesticCat">
        .....
    </subclass>
</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 CatDomesticCat的代理对象。 (注意list()并不会返回代理对象。)

Cat cat = (Cat) session.load(CatImpl.class, catid);
Iterator iter = session.iterate("from CatImpl as cat where cat.name='fritz'");
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。

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

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()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();

19.1.5. 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:

<class name="Person">
    <set name="cats" batch-size="3">
        ...
    </set>
</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)原料路径(materialized path)(××) 是更好的解决方法。)

19.1.6. 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。

19.1.7. 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。

<class name="Document">
       <id name="id">
        <generator class="native"/>
    </id>
    <property name="name" not-null="true" length="50"/>
    <property name="summary" not-null="true" length="200" lazy="true"/>
    <property name="text" not-null="true" length="2000" lazy="true"/>
</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。”

<target name="instrument" depends="compile">
    <taskdef name="instrument" classname="org.hibernate.tool.instrument.InstrumentTask">
        <classpath path="${jar.path}"/>
        <classpath path="${classes.dir}"/>
        <classpath refid="lib.class.path"/>
    </taskdef>

    <instrument verbose="true">
        <fileset dir="${testclasses.dir}/org/hibernate/auction/model">
            <include name="*.class"/>
        </fileset>
    </instrument>
</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。

19.2. 二级缓存(The Second Level Cache)

Hibernate的Session在事务级别进行持久化数据的缓存操作。 当然,也有可能分别为每个类(或集合),配置集群、或JVM级别(SessionFactory级别)的缓存。 你甚至可以为之插入一个集群的缓存。注意,缓存永远不知道其他应用程序对持久化仓库(数据库)可能进行的修改 (即使可以将缓存数据设定为定期失效)。

通过在hibernate.cache.provider_class属性中指定org.hibernate.cache.CacheProvider的某个实现的类名,你可以选择让Hibernate使用哪个缓存实现。Hibernate打包一些开源缓存实现,提供对它们的内置支持(见下表)。除此之外,你也可以实现你自己的实现,将它们插入到系统中。注意,在3.2版本之前,默认使用EhCache 作为缓存实现,但从3.2起就不再这样了。

表 19.1.  缓存策略提供商(Cache Providers)

CacheProvider classTypeCluster SafeQuery Cache Supported
Hashtable (not intended for production use)org.hibernate.cache.HashtableCacheProvidermemory yes
EHCacheorg.hibernate.cache.EhCacheProvidermemory, disk yes
OSCacheorg.hibernate.cache.OSCacheProvidermemory, disk yes
SwarmCacheorg.hibernate.cache.SwarmCacheProviderclustered (ip multicast)yes (clustered invalidation) 
JBoss TreeCacheorg.hibernate.cache.TreeCacheProviderclustered (ip multicast), transactionalyes (replication)yes (clock sync req.)

19.2.1. 缓存映射(Cache mappings)

类或者集合映射的“<cache>元素”可以有下列形式:

<cache 
    usage="transactional|read-write|nonstrict-read-write|read-only"  (1)
    region="RegionName"                                              (2)
    include="all|non-lazy"                                           (3)
/>
(1)

usage(必须)说明了缓存的策略: transactionalread-writenonstrict-read-writeread-only

(2)

region (可选, 默认为类或者集合的名字(class or collection role name)) 指定第二级缓存的区域名(name of the second level cache region)

(3)

include (可选,默认为 all) non-lazy 当属性级延迟抓取打开时, 标记为lazy="true"的实体的属性可能无法被缓存

另外(首选?), 你可以在hibernate.cfg.xml中指定<class-cache><collection-cache> 元素。

这里的usage 属性指明了缓存并发策略(cache concurrency strategy)

19.2.2. 策略:只读缓存(Strategy: read only)

如果你的应用程序只需读取一个持久化类的实例,而无需对其修改, 那么就可以对其进行只读 缓存。这是最简单,也是实用性最好的方法。甚至在集群中,它也能完美地运作。

<class name="eg.Immutable" mutable="false">
    <cache usage="read-only"/>
    ....
</class>

19.2.3.  策略:读/写缓存(Strategy: read/write)

如果应用程序需要更新数据,那么使用读/写缓存 比较合适。 如果应用程序要求“序列化事务”的隔离级别(serializable transaction isolation level),那么就决不能使用这种缓存策略。 如果在JTA环境中使用缓存,你必须指定hibernate.transaction.manager_lookup_class属性的值, 通过它,Hibernate才能知道该应用程序中JTA的TransactionManager的具体策略。 在其它环境中,你必须保证在Session.close()、或Session.disconnect()调用前, 整个事务已经结束。 如果你想在集群环境中使用此策略,你必须保证底层的缓存实现支持锁定(locking)。Hibernate内置的缓存策略并不支持锁定功能。

<class name="eg.Cat" .... >
    <cache usage="read-write"/>
    ....
    <set name="kittens" ... >
        <cache usage="read-write"/>
        ....
    </set>
</class>

19.2.4.  策略:非严格读/写缓存(Strategy: nonstrict read/write)

如果应用程序只偶尔需要更新数据(也就是说,两个事务同时更新同一记录的情况很不常见),也不需要十分严格的事务隔离, 那么比较适合使用非严格读/写缓存策略。如果在JTA环境中使用该策略, 你必须为其指定hibernate.transaction.manager_lookup_class属性的值, 在其它环境中,你必须保证在Session.close()、或Session.disconnect()调用前, 整个事务已经结束。

19.2.5.  策略:事务缓存(transactional)

Hibernate的事务缓存策略提供了全事务的缓存支持, 例如对JBoss TreeCache的支持。这样的缓存只能用于JTA环境中,你必须指定 为其hibernate.transaction.manager_lookup_class属性。

没有一种缓存提供商能够支持上列的所有缓存并发策略。下表中列出了各种提供器、及其各自适用的并发策略。

表 19.2.  各种缓存提供商对缓存并发策略的支持情况(Cache Concurrency Strategy Support)

Cacheread-onlynonstrict-read-writeread-writetransactional
Hashtable (not intended for production use)yesyesyes 
EHCacheyesyesyes 
OSCacheyesyesyes 
SwarmCacheyesyes  
JBoss TreeCacheyes  yes

19.3.  管理缓存(Managing the caches)

无论何时,当你给save()update()saveOrUpdate()方法传递一个对象时,或使用load()get()list()iterate()scroll()方法获得一个对象时, 该对象都将被加入到Session的内部缓存中。

当随后flush()方法被调用时,对象的状态会和数据库取得同步。 如果你不希望此同步操作发生,或者你正处理大量对象、需要对有效管理内存时,你可以调用evict() 方法,从一级缓存中去掉这些对象及其集合。

ScrollableResult cats = sess.createQuery("from Cat as cat").scroll(); //a huge result set
while ( cats.next() ) {
    Cat cat = (Cat) cats.get(0);
    doSomethingWithACat(cat);
    sess.evict(cat);
}

Session还提供了一个contains()方法,用来判断某个实例是否处于当前session的缓存中。

如若要把所有的对象从session缓存中彻底清除,则需要调用Session.clear()

对于二级缓存来说,在SessionFactory中定义了许多方法, 清除缓存中实例、整个类、集合实例或者整个集合。

sessionFactory.evict(Cat.class, catId); //evict a particular Cat
sessionFactory.evict(Cat.class);  //evict all Cats
sessionFactory.evictCollection("Cat.kittens", catId); //evict a particular collection of kittens
sessionFactory.evictCollection("Cat.kittens"); //evict all kitten collections

CacheMode参数用于控制具体的Session如何与二级缓存进行交互。

  • CacheMode.NORMAL - 从二级缓存中读、写数据。

  • CacheMode.GET - 从二级缓存中读取数据,仅在数据更新时对二级缓存写数据。

  • CacheMode.PUT - 仅向二级缓存写数据,但不从二级缓存中读数据。

  • CacheMode.REFRESH - 仅向二级缓存写数据,但不从二级缓存中读数据。通过 hibernate.cache.use_minimal_puts的设置,强制二级缓存从数据库中读取数据,刷新缓存内容。

如若需要查看二级缓存或查询缓存区域的内容,你可以使用统计(Statistics) API。

Map cacheEntries = sessionFactory.getStatistics()
        .getSecondLevelCacheStatistics(regionName)
        .getEntries();

此时,你必须手工打开统计选项。可选的,你可以让Hibernate更人工可读的方式维护缓存内容。

hibernate.generate_statistics true
hibernate.cache.use_structured_entries true

19.4. 查询缓存(The Query Cache)

查询的结果集也可以被缓存。只有当经常使用同样的参数进行查询时,这才会有些用处。 要使用查询缓存,首先你必须打开它:

hibernate.cache.use_query_cache true

该设置将会创建两个缓存区域 - 一个用于保存查询结果集(org.hibernate.cache.StandardQueryCache); 另一个则用于保存最近查询的一系列表的时间戳(org.hibernate.cache.UpdateTimestampsCache)。 请注意:在查询缓存中,它并不缓存结果集中所包含的实体的确切状态;它只缓存这些实体的标识符属性的值、以及各值类型的结果。 所以查询缓存通常会和二级缓存一起使用。

绝大多数的查询并不能从查询缓存中受益,所以Hibernate默认是不进行查询缓存的。如若需要进行缓存,请调用 Query.setCacheable(true)方法。这个调用会让查询在执行过程中时先从缓存中查找结果, 并将自己的结果集放到缓存中去。

如果你要对查询缓存的失效政策进行精确的控制,你必须调用Query.setCacheRegion()方法, 为每个查询指定其命名的缓存区域。

List blogs = sess.createQuery("from Blog blog where blog.blogger = :blogger")
    .setEntity("blogger", blogger)
    .setMaxResults(15)
    .setCacheable(true)
    .setCacheRegion("frontpages")
    .list();

如果查询需要强行刷新其查询缓存区域,那么你应该调用Query.setCacheMode(CacheMode.REFRESH)方法。 这对在其他进程中修改底层数据(例如,不通过Hibernate修改数据),或对那些需要选择性更新特定查询结果集的情况特别有用。 这是对SessionFactory.evictQueries()的更为有效的替代方案,同样可以清除查询缓存区域。

19.5.  理解集合性能(Understanding Collection performance)

前面我们已经对集合进行了足够的讨论。本段中,我们将着重讲述集合在运行时的事宜。

19.5.1.  分类(Taxonomy)

Hibernate定义了三种基本类型的集合:

  • 值数据集合

  • 一对多关联

  • 多对多关联

这个分类是区分了不同的表和外键关系类型,但是它没有告诉我们关系模型的所有内容。 要完全理解他们的关系结构和性能特点,我们必须同时考虑“用于Hibernate更新或删除集合行数据的主键的结构”。 因此得到了如下的分类:

  • 有序集合类

  • 集合(sets)

  • 包(bags)

所有的有序集合类(maps, lists, arrays)都拥有一个由<key><index>组成的主键。 这种情况下集合类的更新是非常高效的——主键已经被有效的索引,因此当Hibernate试图更新或删除一行时,可以迅速找到该行数据。

集合(sets)的主键由<key>和其他元素字段构成。 对于有些元素类型来说,这很低效,特别是组合元素或者大文本、大二进制字段; 数据库可能无法有效的对复杂的主键进行索引。 另一方面,对于一对多、多对多关联,特别是合成的标识符来说,集合也可以达到同样的高效性能。( 附注:如果你希望SchemaExport为你的<set>创建主键, 你必须把所有的字段都声明为not-null="true"。)

<idbag>映射定义了代理键,因此它总是可以很高效的被更新。事实上, <idbag>拥有着最好的性能表现。

Bag是最差的。因为bag允许重复的元素值,也没有索引字段,因此不可能定义主键。 Hibernate无法判断出重复的行。当这种集合被更改时,Hibernate将会先完整地移除 (通过一个(in a single DELETE))整个集合,然后再重新创建整个集合。 因此Bag是非常低效的。

请注意:对于一对多关联来说,“主键”很可能并不是数据库表的物理主键。 但就算在此情况下,上面的分类仍然是有用的。(它仍然反映了Hibernate在集合的各数据行中是如何进行“定位”的。)

19.5.2.  Lists, maps 和sets用于更新效率最高

根据我们上面的讨论,显然有序集合类型和大多数set都可以在增加、删除、修改元素中拥有最好的性能。

可论证的是对于多对多关联、值数据集合而言,有序集合类比集合(set)有一个好处。因为Set的内在结构, 如果“改变”了一个元素,Hibernate并不会更新(UPDATE)这一行。 对于Set来说,只有在插入(INSERT)删除(DELETE) 操作时“改变”才有效。再次强调:这段讨论对“一对多关联”并不适用。

注意到数组无法延迟载入,我们可以得出结论,list, map和idbags是最高效的(非反向)集合类型,set则紧随其后。 在Hibernate中,set应该时最通用的集合类型,这时因为“set”的语义在关系模型中是最自然的。

但是,在设计良好的Hibernate领域模型中,我们通常可以看到更多的集合事实上是带有inverse="true" 的一对多的关联。对于这些关联,更新操作将会在多对一的这一端进行处理。因此对于此类情况,无需考虑其集合的更新性能。

19.5.3.  Bag和list是反向集合类中效率最高的

在把bag扔进水沟之前,你必须了解,在一种情况下,bag的性能(包括list)要比set高得多: 对于指明了inverse="true"的集合类(比如说,标准的双向的一对多关联), 我们可以在未初始化(fetch)包元素的情况下直接向bag或list添加新元素! 这是因为Collection.add())或者Collection.addAll() 方法 对bag或者List总是返回true(这点与与Set不同)。因此对于下面的相同代码来说,速度会快得多。

Parent p = (Parent) sess.load(Parent.class, id);
    Child c = new Child();
    c.setParent(p);
    p.getChildren().add(c);  //no need to fetch the collection!
    sess.flush();

19.5.4.  一次性删除(One shot delete)

偶尔的,逐个删除集合类中的元素是相当低效的。Hibernate并没那么笨, 如果你想要把整个集合都删除(比如说调用list.clear()),Hibernate只需要一个DELETE就搞定了。

假设我们在一个长度为20的集合类中新增加了一个元素,然后再删除两个。 Hibernate会安排一条INSERT语句和两条DELETE语句(除非集合类是一个bag)。 这当然是显而易见的。

但是,假设我们删除了18个数据,只剩下2个,然后新增3个。则有两种处理方式:

  • 逐一的删除这18个数据,再新增三个;

  • 删除整个集合类(只用一句DELETE语句),然后增加5个数据。

Hibernate还没那么聪明,知道第二种选择可能会比较快。 (也许让Hibernate不这么聪明也是好事,否则可能会引发意外的“数据库触发器”之类的问题。)

幸运的是,你可以强制使用第二种策略。你需要取消原来的整个集合类(解除其引用), 然后再返回一个新的实例化的集合类,只包含需要的元素。有些时候这是非常有用的。

显然,一次性删除并不适用于被映射为inverse="true"的集合。

19.6.  监测性能(Monitoring performance)

没有监测和性能参数而进行优化是毫无意义的。Hibernate为其内部操作提供了一系列的示意图,因此可以从 每个SessionFactory抓取其统计数据。

19.6.1.  监测SessionFactory

你可以有两种方式访问SessionFactory的数据记录,第一种就是自己直接调用 sessionFactory.getStatistics()方法读取、显示统计数据。

此外,如果你打开StatisticsService MBean选项,那么Hibernate则可以使用JMX技术 发布其数据记录。你可以让应用中所有的SessionFactory同时共享一个MBean,也可以每个 SessionFactory分配一个MBean。下面的代码即是其演示代码:

// MBean service registration for a specific SessionFactory
Hashtable tb = new Hashtable();
tb.put("type", "statistics");
tb.put("sessionFactory", "myFinancialApp");
ObjectName on = new ObjectName("hibernate", tb); // MBean object name

StatisticsService stats = new StatisticsService(); // MBean implementation
stats.setSessionFactory(sessionFactory); // Bind the stats to a SessionFactory
server.registerMBean(stats, on); // Register the Mbean on the server
// MBean service registration for all SessionFactory's
Hashtable tb = new Hashtable();
tb.put("type", "statistics");
tb.put("sessionFactory", "all");
ObjectName on = new ObjectName("hibernate", tb); // MBean object name

StatisticsService stats = new StatisticsService(); // MBean implementation
server.registerMBean(stats, on); // Register the MBean on the server

TODO:仍需要说明的是:在第一个例子中,我们直接得到和使用MBean;而在第二个例子中,在使用MBean之前 我们则需要给出SessionFactory的JNDI名,使用hibernateStatsBean.setSessionFactoryJNDIName("my/JNDI/Name") 得到SessionFactory,然后将MBean保存于其中。

你可以通过以下方法打开或关闭SessionFactory的监测功能:

  • 在配置期间,将hibernate.generate_statistics设置为truefalse

  • 在运行期间,则可以可以通过sf.getStatistics().setStatisticsEnabled(true)hibernateStatsBean.setStatisticsEnabled(true)

你也可以在程序中调用clear()方法重置统计数据,调用logSummary() 在日志中记录(info级别)其总结。

19.6.2.  数据记录(Metrics)

Hibernate提供了一系列数据记录,其记录的内容包括从最基本的信息到与具体场景的特殊信息。所有的测量值都可以由 Statistics接口进行访问,主要分为三类:

  • 使用Session的普通数据记录,例如打开的Session的个数、取得的JDBC的连接数等;

  • 实体、集合、查询、缓存等内容的统一数据记录

  • 和具体实体、集合、查询、缓存相关的详细数据记录

例如:你可以检查缓存的命中成功次数,缓存的命中失败次数,实体、集合和查询的使用概率,查询的平均时间等。请注意 Java中时间的近似精度是毫秒。Hibernate的数据精度和具体的JVM有关,在有些平台上其精度甚至只能精确到10秒。

你可以直接使用getter方法得到全局数据记录(例如,和具体的实体、集合、缓存区无关的数据),你也可以在具体查询中通过标记实体名、 或HQL、SQL语句得到某实体的数据记录。请参考StatisticsEntityStatisticsCollectionStatisticsSecondLevelCacheStatistics、 和QueryStatistics的API文档以抓取更多信息。下面的代码则是个简单的例子:

Statistics stats = HibernateUtil.sessionFactory.getStatistics();

double queryCacheHitCount  = stats.getQueryCacheHitCount();
double queryCacheMissCount = stats.getQueryCacheMissCount();
double queryCacheHitRatio =
  queryCacheHitCount / (queryCacheHitCount + queryCacheMissCount);

log.info("Query Hit ratio:" + queryCacheHitRatio);

EntityStatistics entityStats =
  stats.getEntityStatistics( Cat.class.getName() );
long changes =
        entityStats.getInsertCount()
        + entityStats.getUpdateCount()
        + entityStats.getDeleteCount();
log.info(Cat.class.getName() + " changed " + changes + "times"  );

如果你想得到所有实体、集合、查询和缓存区的数据,你可以通过以下方法获得实体、集合、查询和缓存区列表: getQueries()getEntityNames()getCollectionRoleNames()getSecondLevelCacheRegionNames()