Hibernate性能優化

 

本文依照HIBERNATE幫助文檔,一些網絡書籍及項目經驗整理而成,只提供要點和思路,具體做法可以留言探討,或是找一些更詳細更有針對性的資料。

  初用HIBERNATE的人也許都遇到過性能問題,實現同一功能,用HIBERNATE與用JDBC性能相差十幾倍很正常,如果不及早調整,很可能影響整個項目的進度。

  大體上,對於HIBERNATE性能調優的主要考慮點如下:

  Ø 數據庫設計調整

  Ø HQL優化

  Ø API的正確使用(如根據不同的業務類型選用不同的集合及查詢API)

  Ø 主配置參數(日誌,查詢緩存,fetch_size, batch_size等)

  Ø 映射文件優化(ID生成策略,二級緩存,延遲加載,關聯優化)

  Ø 一級緩存的管理

  Ø 針對二級緩存,還有許多特有的策略

  Ø 事務控制策略。

  1、 數據庫設計

  a) 降低關聯的複雜性

  b) 儘量不使用聯合主鍵

  c) ID的生成機制,不同的數據庫所提供的機制並不完全一樣

  d) 適當的冗餘數據,不過分追求高範式

  2、 HQL優化

  HQL如果拋開它同HIBERNATE本身一些緩存機制的關聯,HQL的優化技巧同普通的SQL優化技巧一樣,可以很容易在網上找到一些經驗之談。

  3、 主配置

  a) 查詢緩存,同下面講的緩存不太一樣,它是針對HQL語句的緩存,即完全一樣的語句再次執行時可以利用緩存數據。但是,查詢緩存在一個交易系統(數據變更頻繁,查詢條件相同的機率並不大)中可能會起反作用:它會白白耗費大量的系統資源但卻難以派上用場。

  b) fetch_size,同JDBC的相關參數作用類似,參數並不是越大越好,而應根據業務特徵去設置

  c) batch_size同上。

  d) 生產系統中,切記要關掉SQL語句打印

  4、 緩存

  a) 數據庫級緩存:這級緩存是最高效和安全的,但不同的數據庫可管理的層次並不一樣,比如,在ORACLE中,可以在建表時指定將整個表置於緩存當中。

  b) SESSION緩存:在一個HIBERNATE SESSION有效,這級緩存的可干預性不強,大多於HIBERNATE自動管理,但它提供清除緩存的方法,這在大批量增加/更新操作是有效的。比如,同時增加十萬條記錄,按常規方式進行,很可能會發現OutofMemeroy的異常,這時可能需要手動清除這一級緩存:Session.evict以及Session.clear

  c) 應用緩存:在一個SESSIONFACTORY中有效,因此也是優化的重中之重,因此,各類策略也考慮的較多,在將數據放入這一級緩存之前,需要考慮一些前提條件:

  i. 數據不會被第三方修改(比如,是否有另一個應用也在修改這些數據?)

  ii. 數據不會太大

  iii. 數據不會頻繁更新(否則使用CACHE可能適得其反)

  iv. 數據會被頻繁查詢

  v. 數據不是關鍵數據(如涉及錢,安全等方面的問題)。

  緩存有幾種形式,可以在映射文件中配置:read-only(只讀,適用於很少變更的靜態數據/歷史數據),nonstrict-read-write,read-write(比較普遍的形式,效率一般),transactional(JTA中,且支持的緩存產品較少)

  d) 分佈式緩存:同c)的配置一樣,只是緩存產品的選用不同,在目前的HIBERNATE中可供選擇的不多,oscache, jboss cache,目前的大多數項目,對它們的用於集羣的使用(特別是關鍵交易系統)都持保守態度。在集羣環境中,只利用數據庫級的緩存是最安全的。

  5、 延遲加載

  a) 實體延遲加載:通過使用動態代理實現

  b) 集合延遲加載:通過實現自有的SET/LIST,HIBERNATE提供了這方面的支持

  c) 屬性延遲加載:

  6、 方法選用

  a) 完成同樣一件事,HIBERNATE提供了可供選擇的一些方式,但具體使用什麼方式,可能用性能/代碼都會有影響。顯示,一次返回十萬條記錄(List/Set/Bag/Map等)進行處理,很可能導致內存不夠的問題,而如果用基於遊標(ScrollableResults)或Iterator的結果集,則不存在這樣的問題。

  b) Session的load/get方法,前者會使用二級緩存,而後者則不使用。

  c) Query和list/iterator,如果去仔細研究一下它們,你可能會發現很多有意思的情況,二者主要區別(如果使用了Spring,在HibernateTemplate中對應find,iterator方法):

  i. list只能利用查詢緩存(但在交易系統中查詢緩存作用不大),無法利用二級緩存中的單個實體,但list查出的對象會寫入二級緩存,但它一般只生成較少的執行SQL語句,很多情況就是一條(無關聯)。

  ii. iterator則可以利用二級緩存,對於一條查詢語句,它會先從數據庫中找出所有符合條件的記錄的ID,再通過ID去緩存找,對於緩存中沒有的記錄,再構造語句從數據庫中查出,因此很容易知道,如果緩存中沒有任何符合條件的記錄,使用iterator會產生N+1條SQL語句(N爲符合條件的記錄數)

  iii. 通過iterator,配合緩存管理API,在海量數據查詢中可以很好的解決內存問題,如:

  while(it.hasNext()){

  YouObject object = (YouObject)it.next();

  session.evict(youObject);

  sessionFactory.evice(YouObject.class, youObject.getId());

  }

  如果用list方法,很可能就出OutofMemory錯誤了。

  iv. 通過上面的說明,我想你應該知道如何去使用這兩個方法了。

  7、 集合的選用

  在HIBERNATE 3.1文檔的“19.5. Understanding Collection performance”中有詳細的說明。

  8、 事務控制

  事務方面對性能有影響的主要包括:事務方式的選用,事務隔離級別以及鎖的選用

  a) 事務方式選用:如果不涉及多個事務管理器事務的話,不需要使用JTA,只有JDBC的事務控制就可以。

  b) 事務隔離級別:參見標準的SQL事務隔離級別

  c) 鎖的選用:悲觀鎖(一般由具體的事務管理器實現),對於長事務效率低,但安全。樂觀鎖(一般在應用級別實現),如在HIBERNATE中可以定義VERSION字段,顯然,如果有多個應用操作數據,且這些應用不是用同一種樂觀鎖機制,則樂觀鎖會失效。因此,針對不同的數據應有不同的策略,同前面許多情況一樣,很多時候我們是在效率與安全/準確性上找一個平衡點,無論如何,優化都不是一個純技術的問題,你應該對你的應用和業務特徵有足夠的瞭解。

  9、 批量操作

  即使是使用JDBC,在進行大批數據更新時,BATCH與不使用BATCH有效率上也有很大的差別。我們可以通過設置batch_size來讓其支持批量操作。

  舉個例子,要批量刪除某表中的對象,如“delete Account”,打出來的語句,會發現HIBERNATE找出了所有ACCOUNT的ID,再進行刪除,這主要是爲了維護二級緩存,這樣效率肯定高不了,在後續的版本中增加了bulk delete/update,但這也無法解決緩存的維護問題。也就是說,由於有了二級緩存的維護問題,HIBERNATE的批量操作效率並不盡如人意!

  從前面許多要點可以看出,很多時候我們是在效率與安全/準確性上找一個平衡點,無論如何,優化都不是一個純技術的問題,你應該對你的應用和業務特徵有足夠的瞭解,一般的,優化方案應在架構設計期就基本確定,否則可能導致沒必要的返工,致使項目延期,而作爲架構師和項目經理,還要面對開發人員可能的抱怨,必竟,我們對用戶需求更改的控制力不大,但技術/架構風險是應該在初期意識到並制定好相關的對策。

  還有一點要注意,應用層的緩存只是錦上添花,永遠不要把它當救命稻草,應用的根基(數據庫設計,算法,高效的操作語句,恰當API的選擇等)纔是最重要的。 

Hibernate的緩存***********************************

1、首先設置EhCache,建立配置文件ehcache.xml,默認的位置在class-path,可以放到你的src目錄下:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ehcache>
 <diskStore path="java.io.tmpdir"/>
  <defaultCache
   maxElementsInMemory="10000" <!-- 緩存最大數目 -->
   eternal="false" <!-- 緩存是否持久 -->
   overflowToDisk="true" <!-- 是否保存到磁盤,當系統當機時-->
   timeToIdleSeconds="300" <!-- 當緩存閒置n秒後銷燬 -->
   timeToLiveSeconds="180" <!-- 當緩存存活n秒後銷燬-->
   diskPersistent="false"
   diskExpiryThreadIntervalSeconds= "120"/>
</ehcache>

  2、在Hibernate配置文件中設置:

<!-- 設置Hibernate的緩存接口類,這個類在Hibernate包中 -->
<property name="cache.provider_class">org.hibernate.cache.EhCacheProvider</property>
 <!-- 是否使用查詢緩存 -->
 <property name="hibernate.cache.use_query_cache">true</property>
  如果使用spring調用Hibernate的sessionFactory的話,這樣設置:
  <!--HibernateSession工廠管理 -->
   <bean id="sessionFactory" class="org.springframework.orm.hibernate3.LocalSessionFactoryBean">
   <property name="dataSource">
    <ref bean="datasource" />
   </property>
   <property name="hibernateProperties">
   <props>
    <prop key="hibernate.dialect">org.hibernate.dialect.Oracle9Dialect</prop>
    <prop key="connection.provider_class">org.hibernate.connection.C3P0ConnectionProvider</prop>
    <prop key="hibernate.show_sql">true</prop>
    <prop key="hibernate.cache.use_query_cache">true</prop>
    <prop key="hibernate.cache.provider_class">org.hibernate.cache.EhCacheProvider</prop>
   </props>
 </property>
 <property name="mappingDirectoryLocations">
  <list>
   <value>/WEB-INF/classes/cn/rmic/manager/hibernate/</value>
  </list>
 </property>
</bean>

  說明一下:如果不設置“查詢緩存”,那麼hibernate只會緩存使用load()方法獲得的單個持久化對象,如果想緩存使用findall()、list()、Iterator()、createCriteria()、createQuery()等方法獲得的數據結果集的話,就需要設置
hibernate.cache.use_query_cache true 才行

  3、在Hbm文件中添加<cache usage="read-only"/>

  4、如果需要“查詢緩存”,還需要在使用Query或Criteria()時設置其setCacheable(true);屬性

  5、實踐出真知,給一段測試程序,如果成功的話第二次查詢時不會讀取數據庫

package cn.rmic.hibernatesample;

import java.util.List;

import org.hibernate.CacheMode;
import org.hibernate.Criteria;
import org.hibernate.Query;
import org.hibernate.Session;

import cn.rmic.hibernatesample.hibernate.HibernateSessionFactory;
import cn.rmic.manager.po.Resources;

public class testCacheSelectList ...{

 /** *//**
 * @param args
 */
 public static void main(String[] args) ...{
  // TODO Auto-generated method stub

  Session s=HibernateSessionFactory.getSession();
  Criteria c=s.createCriteria(Resources.class);
  c.setCacheable(true);
  List l=c.list();
  // Query q=s.createQuery("From Resources r")
  // .setCacheable(true)
  // .setCacheRegion("frontpages") ;
  // List l=q.list();
  Resources resources=(Resources)l.get(0);
  System.out.println("-1-"+resources.getName());
  HibernateSessionFactory.closeSession();
  try ...{
   Thread.sleep(5000);
  } catch (InterruptedException e) ...{
   // TODO Auto-generated catch block
   e.printStackTrace();
  }
  s=HibernateSessionFactory.getSession();
  c=s.createCriteria(Resources.class);
  c.setCacheable(true);
  l=c.list();
  // q=s.createQuery("From Resources r").setCacheable(true)
  // .setCacheRegion("frontpages");
  // l=q.list();
  resources=(Resources)l.get(0);
  System.out.println("-2-"+resources.getName());
  HibernateSessionFactory.closeSession();
 }
}
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