分页技术的原理及其实现

分页问题是一个非常普遍的问题，开发者几乎都会遇到，这里不讨论具体如何分页，说明一下Web方式下分页的原理。首先是查询获得一个结果集(表现为查询数据库获得的结果),如果结果比较多我们一般都不会一下显示所有的数据，那么就会用分页的方式来显示某些数据(比如20条)。因为Http的无状态性，每一次提交都是当作一个新的请求来处理，即使是换页，上一次的结果对下一次是没有影响的。

这里总结三种实现分页的方式，不知道还有没有别的！
1.每次取查询结果的所有数据，然后根据页码显示指定的纪录。
2.根据页面只取一页数据，然后显示这一页，这里要构造sql语句。
3.取一定页数的数据，就是前面两种的折中。

这里还要注意的是这些数据是放在request还是session中，这里一一讨论

1.一般不会放在session中，因为会占用大量内存，所以要放在request里面。
优点：实现比较简单，查询速度比较快。
缺点：占用内存多一些，网络传输数据多。
对于数据量比较少的查询这种方法比较合适。这里有人把数据放在session中，这样换页的时候就不用重新查询，但是这样是极其不好的，强烈建议不要这样使用。

2.肯定不会放在session中，因为放在session中没有意义。
优点：占用内存少。
缺点：比较麻烦，必须先获得查询结果的总数，因为要知道有多少纪录才知道有多少页。另外要构造分页查询语句，对于不同的数据库是不一样的。

3.这种情况是肯定放在session中了，要不然我干吗取好几页呀，这样的实现是为了减少数据库查询的次数，比如我保存第1到10的纪录，那么换页的时候如果在1到10之间就可以直接从session获取。如果换到11页，我可以重新设置缓存11到
20页的数据(或者5到15页的数据),这样的话换10次才需要一次数据库查询操作。
优点：占用内存相对不多，提高平均查询速度。
缺点：实现起来更加复杂，可能存在脏数据，需要自己定义一个缓存集合。如果查询的数据量比较大，可以考虑采用这样方式。

很多人在分页问题上处理的不够好，往往导致整个程序混乱，代码可读性差，不过有经验的一般都会做一个JavaBean来实现分页功能，但是就是这个JavaBean如何设计又带来一大堆问题，有的甚至使程序逻辑更加混乱。这里推荐一篇文章：
http://blog.csdn.net/treeroot/articles/122802.aspx

设计这个分页功能要达到的目标：
1.和实现无关，这样才可以复用。
2.符合开闭原则，也就是说可以新增功能，但不需要修改。
3.简洁明了，容易看懂。


下面的设计每次只获取一页数据，每次都要重新设置查询总数，具体如何获得自己实现，这是一个比较通用的分页实现。

这里设计一个接口：
package treeroot.util;
import java.util.List;
/**
* 该接口用来实现分页功能，注意这里没有提供修改的功能。
* @author treerot
* @version 1.0
* @since 2004-9-30
*/
public interface Pageable
{
　　/**
　　* 获得数据结果
　　* @return
　　*/
　　public List getResult();
　　/**
　　* 获得查询总数
　　* @return
　　*/
　　public int getCount();
　　/**
　　* 获得每页纪录数
　　* @return
　　*/
　　public int getPageSize();
　　/**
　　* 获得当前页编号
　　* @return
　　*/
　　public int getCurrentPage();
　　/**
　　* 获得总页数
　　* @return
　　*/
　　public int getPages();
　　/**
　　* 每页默认显示纪录数
　　*/
　　public final static int DEFAULT_PAGESIZE=20;

}
这个接口非常简单，就是包括一个结果列表和一些分页的必要信息，这里注意几点：
1.这个接口的实现表示的是某一次查询的某一页数据，和上次查询无关
2.这个接口的实现应该是只读的，也就是说不可以修改的。
3.getPages()方法是冗余的，但是这里仍然提供这个方法。

下面给出一个抽象实现：
package treeroot.util;
import java.util.List;
/**
* @author treerot
* @version 1.0
* @since 2004-9-30
*/
public abstract class AbstractPage implements Pageable
{
　　private int currentPage;
　　private int pageSize;
　　private int pages;　
　
　　protected int count;
　　protected List result;

　　/**
　　* 指定当前页　
　　* @param currentPage
　　* @throws PageException
　　*/
　　public AbstractPage(int currentPage){
　　　　this(currentPage,Pageable.DEFAULT_PAGESIZE);
　　}

　　/**
　　* 指定当前页和页大小
　　* @param currentPage
　　* @param pageSize
　　* @throws PageException
　　*/
　　public AbstractPage(int currentPage,int pageSize) {
　　　　this.currentPage=currentPage;
　　　　this.pageSize=pageSize;
　　}

　　protected void checkPage(int currentPage) throws PageException{
　　　　if((currentPage<1)||(currentPage>this.getPages()))
　　　　　　　throw new PageException("页超出范围:总页数为"+this.getPages()+"，当前页为"+currentPage);
　　}
　　/**
　　* 这个方法被子类重写用来初始化，也就是计算count值和result结果，在子类 的构造函数中调用。
　　*/
　　abstract protected void init() throws PageException;
　　
　　public List getResult()
　　{
　　　　return result;
　　}
　
　　public int getCount()
　　{
　　　　return count;
　　}

　　public int getPageSize()
　　{
　　　　return pageSize;
　　}

　　public int getCurrentPage()
　　{
　　　　return currentPage;　
　　}
　
　　public int getPages()
　　{
　　　 if(pages==0) this.pages=(count+pageSize-1)/pageSize;
　　　　return pages;
　　}
}
这个抽象类实现了接口中的所有方法，但是定义了一个抽象方法init()，在子类中必须实现这个方法。上面的一个接口和一个抽象类看起来比较简单，你可能会觉得好像什么都没有做，实现上确实没有做什么,但是却可以给开发带来很大的帮助。我们可以根据自己的需要要继承这个抽象类，而数据可以通过各种方式获得，比如直接通过一个List获得，或者通过JDBC，Hibernate等等，不过我们都需要把结果封装到一个List里面,通过Hibernate就显得特别方便了。

PageException是自定义的一个异常
package treeroot.util　　　
/**
* @author treeroot
* @version 1.0
* @since 2004-9-30
*/
public class PageException extends Exception
{
　　public PageException(){
　　　　super();
　　}
　　public PageException(String message){
　　　　super(message);
　　}
}

这里构建一个最简单的分页实现，也就是说通过查询结果的列表来构建页对象，这种情况是存在的：比如本次要显示的结果不是直接从数据库查询得到的，而是通过过滤某次数据库查询得到的，总之就是一个包含所有数据的结果集合。

不知道有没有说清楚，这里直接给出一个参考实现：
package treeroot.util;
import java.util.List;

/**
* @author treerot
* @version 1.0
* @since 2004-9-30
*/
public class ListPage extends AbstractPage implements Pageable
{
　　private List list;

　　/**
　　* 通过一个结果列表来初始化
　　* @param list
　　* @throws PageException
　　*/
　　public ListPage(List list) throws PageException
　　{
　　　　this(list, 1, Pageable.DEFAULT_PAGESIZE);
　　}
　　/**
　　* 通过一个结果列表来初始化，指定当前页
　　* @param list
　　* @param currentPage
　　* @throws PageException
　　*/
　　public ListPage(List list, int currentPage) throws PageException
　　{
　　　　this(list, currentPage, Pageable.DEFAULT_PAGESIZE);
　　}
　　/**
　　* 通过一个结果列表来初始化，指定当前页和页大小
　　* @param list
　　* @param currentPage
　　* @param pageSize
　　* @throws PageException
　　*/
　　public ListPage(List list, int currentPage, int pageSize)　throws PageException
　　{
　　　　super(currentPage, pageSize);
　　　　//这里为了达到fail-fast，直接抛出异常，不是必须的。
　　　　if(list==null) throw new NullPointerException();
　　　
　　　　this.list = list;
　　　　init();
　　}

　　protected void init() throws PageException
　　{
　　　　this.count = list.size();
　　　　checkPage(this.getCurrentPage());
　　　　int fromIndex = (this.getCurrentPage() - 1) * this.getPageSize();
　　　　int toIndex = Math.min(fromIndex + this.getPageSize(), this.count);
　　　　this.result = list.subList(fromIndex, toIndex);
　　}

}

是不是觉得很简单，看一下怎么应用吧，假如你有一个方法就是获得查询结果，那么你就可以这样用了。

在Servlet或者Action中：
int currentPage=1;
String str=request.getParameter("currentPage");
if(str!=null){
　　try{
　　　　 currentPage=Integer.parseInt(str);
　　}
　　 catch(NumberFormatException e){}　
}

List list= .... //这里获得所有结果，可能是直接获得数据库查询结果，也可能经过处理。
Pageable pg =null;
try{
　　pg= new ListPage(list,currentPage);
        //或者通过Dao　pg=(new Dao()).getResutl(currentPage); 返回类型为Pageable
}
catch(PageException e)
{
　　pg=null;
}
request.setAttribute("page",pg);
//转发给一个JSP页面显示。

是不是觉得很简洁？当然这里没有给出具体的的数据获取方法，但是在JSP显示页面就会觉得很舒服了，这里简单写一个JSP。
<%
Pageable pg=(Pageable)request.getAttribute("page");
%>
<table>
<tr>
<th>学号</th>
<th>姓名</th>
</tr>　
<%
if(pg!=null){
　　List list=pg.getResult();
　　for(int i=0;i<list.size();i++){
　　　　Student stu=(Student)list.get(i);
%>
　　　　<tr>
　　　　<td><%=stu.getNumber()%></td>
　　　　<td><%=stu.getName()%></td>
　　　　</tr>
<%
　　}
%>

　　<tr>
　　<td colspan="2">
　　总纪录:<%=pg.getCount()%> &nbsp;&nbsp;
　　每页显示：<%=pg.getPageSize()%> &nbsp;&nbsp
　　页次：<%=pg.getCurrentPage()%>/<%=pg.getPages()%> &nbsp;&nbsp;
　　<a href="#" onClick="gotoPage(<%=pg.getCurrentPage()-1%>)">上一页</a>
　　 <a href="#" onClick="gotoPage(<%=pg.getCurrentPage()+1%>)">上一页</a>
　　</td> 　
　　</tr>

<%
}
else{
%>
　　<tr>
　　<td colspan="2">指定的页不存在</td>
　　</tr>
<%
}
%>
这里只是简单得描述了一下，gotoPage是一个javascript函数，就是提交一个表单，指定当前页码。这里有些问题都没有处理：比如页码越界(可以在客户端也可以在服务器端验证，可以报错也可以自动纠正)。

我开始就是为了在Hibernate中使用分页才设计这个分页实现的，因为使用Hibernate时，查询后的结果被自动封装到一个List中了，所以使用起来特别方便，这里我做了一个比较庸俗的实现，就是查询参数只适合字符串类型,不过大部分查询还真的只是对字符串操作。

package treeroot.util;

import net.sf.hibernate.HibernateException;
import treeroot.common.dao.AbstractBaseDao;

/**
* @author treerot
* @version 1.0
* @since 2004-9-30
*/
public class HibernatePage extends AbstractPage implements Pageable
{
　　private String querySql;
　　private String countSql;
　　private String[] parameters;

　　public HibernatePage(int currentPage,String querySql,String countSql,String[] parameters) throws PageException{
　　　　this(currentPage,Pageable.DEFAULT_PAGESIZE,querySql,countSql,parameters);
　　}
　　public HibernatePage(int currentPage,int pageSize,String querySql,String countSql,String[] parameters)　throws PageException
　　{
　　　　super(currentPage, pageSize);
　　　　this.querySql = querySql;
　　　　this.countSql = countSql;
　　　　this.parameters = parameters;
　　　　init();
　　}
　　protected void init() throws PageException
　　{
　　　　try{
　　　　　　　 this.count = AbstractBaseDao.queryCount(countSql);
　　　　　　　int fromIndex = (this.getCurrentPage() - 1) * this.getPageSize();
　　　　　　　int toIndex = Math.min(this.count, fromIndex + this.getPageSize());
　　　　　　　this.result = AbstractBaseDao.find(this.querySql,this.parameters,fromIndex,toIndex);
　　　　}
　　　　catch (HibernateException e)
　　　　{
　　　　　　　throw new PageException(e.getMessage());
　　　　}
　　}
}
这个类的设计并不是很合理的，因为查询只能接受字符串参数，但是如果只需要字符串参数就足够了。另外查询语句必须是JDBC风格的参数(?), 而不是Hibernate风格的(:=)，你看过Dao里面的代码就知道为什么了。先看一下如何使用吧(一个Dao中的方法):

public Pageable findByName(String name,int currentPage) throws PageException{
　　String countSql="select count(*) from MyClass as c where c.name like ?";
　　String querySql="from MyClass as c where c.name like ?";
　　String[] parameter=new String[]{name};
　　return new HibernatePage(currentPage,countSql,querySql,parameter);
}

这个方法应该是比较简洁的，这里给出queryCount和find的实现,我对Hibernate的了解比较肤浅，所以下面的方法如果有什么不当的地方还望指出，谢谢！

public static int queryCount(String hql, String[] args) throws HibernateException
{

　　if (hql == null) throw new NullPointerException();
　　Object obj = null;
　　Transaction trans = null;
　　Session s = null;
　　try
　　{
　　　　s = HibernateSessionFactory.currentSession();
　　　　trans = s.beginTransaction();
　　　　Query q = s.createQuery(hql);
　　　　if (args != null)
　　　　{
　　　　　　for (int i = 0; i < args.length; i++){
　　　　　　　　q.setString(i, args[i]);
　　　　　　}
　　　　}
　　　　obj = q.uniqueResult();
　　　　trans.commit();
　　}
　　catch (HibernateException e)
　　{
　　　　if (trans != null)
　　　　{
　　　　　　try{
　　　　　　　　trans.rollback();
　　　　　　}
　　　　　　catch (HibernateException ex){//no need to care this Exception }
　　　　}
　　　　throw e;
　　}
　　return ((Integer) obj).intValue();
}

public　static List find(String hql, String[] args, int fromIndex, int toIndex)　throws HibernateException
{
　　if (hql == null) throw new NullPointerException();
　　List l = null;
　　Transaction trans = null;
　　Session s = null;
　　try{
　　　　s = HibernateSessionFactory.currentSession();
　　　　trans = s.beginTransaction();
　　　　Query q = s.createQuery(hql);
　　　　if (args != null){
　　　　　　for (int i = 0; i < args.length; i++){
　　　　　　　　q.setString(i, args[i]);
　　　　　　}
　　　　}
　　　　if (fromIndex > -1){
　　　　　　 if (toIndex > fromIndex){
　　　　　　　　　q.setFirstResult(fromIndex);
　　　　　　　　　q.setMaxResults(toIndex - fromIndex);
　　　　　　　}
　　　　　　　else{
　　　　　　　　　throw new IndexOutOfBoundsException();
　　　　　　　}
　　　　}
　　　　l = q.list();
　　　　trans.commit();
　　　}
　　　catch (HibernateException e){
　　　　　if (trans != null){
　　　　　　　try{
　　　　　　　　　trans.rollback();
　　　　　　　}
　　　　　　　catch (HibernateException ex){ //no need to care this Exception }
　　　　　}
　　　　　throw e;
　　　}
　　　return l;
}