第 19 章 提升性能

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!

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。

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：

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：

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。

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 Cat和DomesticCat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：

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。

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：

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();

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）或原料路径(materialized path)（××） 是更好的解决方法。）

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。

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。