Hibernate程序性能优化的考虑要点

Hibernate程序性能优化的考虑要点

Tag:java,j2ee,hibernate,O/R mappling, spring,性能，效率

本文依照HIBERNATE帮助文档，一些网络书籍及项目经验整理而成，只提供要点和思路，具体做法可以留言探讨，或是找一些更详细更有针对性的资料。

初用HIBERNATE的人也许都遇到过性能问题，实现同一功能，用HIBERNATE与用JDBC性能相差十几倍很正常，如果不及早调整，很可能影响整个项目的进度。

大体上，对于HIBERNATE性能调优的主要考虑点如下：

Ø 数据库设计调整

Ø HQL优化

Ø API的正确使用（如根据不同的业务类型选用不同的集合及查询API）

Ø 主配置参数（日志，查询缓存，fetch_size, batch_size等）

Ø 映射文件优化（ID生成策略，二级缓存，延迟加载，关联优化）

Ø 一级缓存的管理

Ø 针对二级缓存，还有许多特有的策略

Ø 事务控制策略。

1、数据库设计

a) 降低关联的复杂性

b) 尽量不使用联合主键

c) ID的生成机制，不同的数据库所提供的机制并不完全一样

d) 适当的冗余数据，不过分追求高范式

2、 HQL优化

HQL如果抛开它同HIBERNATE本身一些缓存机制的关联，HQL的优化技巧同普通的SQL优化技巧一样，可以很容易在网上找到一些经验之谈。

3、主配置

a) 查询缓存，同下面讲的缓存不太一样，它是针对HQL语句的缓存，即完全一样的语句再次执行时可以利用缓存数据。但是，查询缓存在一个交易系统（数据变更频繁，查询条件相同的机率并不大）中可能会起反作用：它会白白耗费大量的系统资源但却难以派上用场。

b) fetch_size，同JDBC的相关参数作用类似，参数并不是越大越好，而应根据业务特征去设置

c) batch_size同上。

d) 生产系统中，切记要关掉SQL语句打印。

4、缓存

a) 数据库级缓存：这级缓存是最高效和安全的，但不同的数据库可管理的层次并不一样，比如，在ORACLE中，可以在建表时指定将整个表置于缓存当中。

b) SESSION缓存：在一个HIBERNATE SESSION有效，这级缓存的可干预性不强，大多于HIBERNATE自动管理，但它提供清除缓存的方法，这在大批量增加/更新操作是有效的。比如，同时增加十万条记录，按常规方式进行，很可能会发现OutofMemeroy的异常，这时可能需要手动清除这一级缓存：Session.evict以及Session.clear

c) 应用缓存：在一个SESSIONFACTORY中有效，因此也是优化的重中之重，因此，各类策略也考虑的较多，在将数据放入这一级缓存之前，需要考虑一些前提条件：

i. 数据不会被第三方修改（比如，是否有另一个应用也在修改这些数据？）

ii. 数据不会太大

iii. 数据不会频繁更新（否则使用CACHE可能适得其反）

iv. 数据会被频繁查询

v. 数据不是关键数据（如涉及钱，安全等方面的问题）。

缓存有几种形式，可以在映射文件中配置：read-only(只读，适用于很少变更的静态数据/历史数据)，nonstrict-read-write，read-write（比较普遍的形式，效率一般），transactional（JTA中，且支持的缓存产品较少）

d) 分布式缓存：同c)的配置一样，只是缓存产品的选用不同，在目前的HIBERNATE中可供选择的不多，oscache, jboss cache，目前的大多数项目，对它们的用于集群的使用（特别是关键交易系统）都持保守态度。在集群环境中，只利用数据库级的缓存是最安全的。

5、延迟加载

a) 实体延迟加载：通过使用动态代理实现

b) 集合延迟加载：通过实现自有的SET/LIST，HIBERNATE提供了这方面的支持

c) 属性延迟加载：

6、方法选用

a) 完成同样一件事，HIBERNATE提供了可供选择的一些方式，但具体使用什么方式，可能用性能/代码都会有影响。显示，一次返回十万条记录（List/Set/Bag/Map等）进行处理，很可能导致内存不够的问题，而如果用基于游标（ScrollableResults）或Iterator的结果集，则不存在这样的问题。

b) Session的load/get方法，前者会使用二级缓存，而后者则不使用。

c) Query和list/iterator，如果去仔细研究一下它们，你可能会发现很多有意思的情况，二者主要区别(如果使用了Spring，在HibernateTemplate中对应find,iterator方法)：

i. list只能利用查询缓存（但在交易系统中查询缓存作用不大），无法利用二级缓存中的单个实体，但list查出的对象会写入二级缓存，但它一般只生成较少的执行SQL语句，很多情况就是一条（无关联）。

ii. iterator则可以利用二级缓存，对于一条查询语句，它会先从数据库中找出所有符合条件的记录的ID，再通过ID去缓存找，对于缓存中没有的记录，再构造语句从数据库中查出，因此很容易知道，如果缓存中没有任何符合条件的记录，使用iterator会产生N+1条SQL语句（N为符合条件的记录数）

iii. 通过iterator，配合缓存管理API，在海量数据查询中可以很好的解决内存问题，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错误了

iv. 通过上面的说明，我想你应该知道如何去使用这两个方法了。

7、集合的选用

在HIBERNATE 3.1文档的“19.5. Understanding Collection performance”中有详细的说明。

8、事务控制

事务方面对性能有影响的主要包括：事务方式的选用，事务隔离级别以及锁的选用

a) 事务方式选用：如果不涉及多个事务管理器事务的话，不需要使用JTA，只有JDBC的事务控制就可以。

b) 事务隔离级别：参见标准的SQL事务隔离级别

c) 锁的选用：悲观锁（一般由具体的事务管理器实现），对于长事务效率低，但安全。乐观锁（一般在应用级别实现），如在HIBERNATE中可以定义VERSION字段，显然，如果有多个应用操作数据，且这些应用不是用同一种乐观锁机制，则乐观锁会失效。因此，针对不同的数据应有不同的策略，同前面许多情况一样，很多时候我们是在效率与安全/准确性上找一个平衡点，无论如何，优化都不是一个纯技术的问题，你应该对你的应用和业务特征有足够的了解。

9、批量操作

即使是使用JDBC，在进行大批数据更新时，BATCH与不使用BATCH有效率上也有很大的差别。我们可以通过设置batch_size来让其支持批量操作。

举个例子，要批量删除某表中的对象，如“delete Account”，打出来的语句，会发现HIBERNATE找出了所有ACCOUNT的ID，再进行删除，这主要是为了维护二级缓存，这样效率肯定高不了，在后续的版本中增加了bulk delete/update，但这也无法解决缓存的维护问题。也就是说，由于有了二级缓存的维护问题，HIBERNATE的批量操作效率并不尽如人意！

从前面许多要点可以看出，很多时候我们是在效率与安全/准确性上找一个平衡点，无论如何，优化都不是一个纯技术的问题，你应该对你的应用和业务特征有足够的了解，一般的，优化方案应在架构设计期就基本确定，否则可能导致没必要的返工，致使项目延期，而作为架构师和项目经理，还要面对开发人员可能的抱怨，必竟，我们对用户需求更改的控制力不大，但技术/架构风险是应该在初期意识到并制定好相关的对策。

还有一点要注意，应用层的缓存只是锦上添花，永远不要把它当救命稻草，应用的根基（数据库设计，算法，高效的操作语句，恰当API的选择等）才是最重要的。

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