hibernate延迟加载的原理与实现

大概一年半前，我开始了Java之旅。上来就是spring MVC + hibernate3 + spring的架构让我最头痛的就是hiberante3。后来项目因为数据量大，被迫改成了JDBC。现在回想当初那个hibernate3使用的相当菜了(现在似乎也算刚刚入门)，而且对很多hibernate的概念原理懵懵懂懂，用的不好，招来老板对hibernate的一顿质疑。一年半后的今天。当我再次看待hibernate时，除了当年隐隐约约的“委屈”涌上心头，更希望让大家了解hibernate，不要仅仅从应用角度出发。好了，咱们今天来看看hibernate关于延迟加载的原理与实现。主要使用的就是CGLib。

 

 

首先看一段熟悉的代码：

 

	public void testLazy() {
		// 自己弄了一个丑陋的sessionFactory和session，主要是因为自己写的，比较容易控制。
		SessionFactory<User, String> sessionFactory = new SessionFactoryImpl<User, String>(
				User.class);
		Session<User, String> session = sessionFactory.openSession();
		User u = session.load("1");
		// 这一句不会触发数据库查询操作，请看图1
		assertEquals("1", u.getId());
		// 访问的是非主键属性，开始查询数据库，请看图2
		assertNotSame("11", u.getName());
		session.close();
	}

 

 图1:通过断点，我们可以看到User对象只是一个代理，并且只有主键id有值

 

 

图2:通过断点，我们可以看到原本属于代理对象的User，其targetObject一项已经有值了，表示已经发出select语句从数据库取值了。

 

 

好，有了这点感性认识，咱们继续前进。

 

原理：在hibernate中，如果使用了延迟加载（比如常见的load方法），那么除访问主键以外的其它属性时，就会去访问数据库（假设不考虑hibernate的一级缓存），此时session是不允许被关闭。 

 

先简单看看要操作的对象User

 

@Entity
public class User{
	@Id
	private String id;

	@Column
	private String name;

	........set,get省略
}

 

 这些@Entity,@Id,@Column也是我写的一些标注，让大家感觉更贴近hibernate(或jpa)些所做的一些模拟。所有的标注都是空实现，比如说@Id

 

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.FIELD)
public @interface Id {

}

 

这些标注在后面的反射操作中会用到。

 

 

好现在我们从session.load方法慢慢深入

 

public T load(PK id) {
		// annotationParas利用反射解析被标注为@Entity的type类型(比如说上文提到的User.class)，
		// 然后将标注为@Id和@Column的属性存入FieldClass对象，供下面进一步使用
		final FieldClass fieldClass = annotationParas.generatorSQL(type);
		T obj = null;
		// 因为是load方法，默认给它加一个基于CGLib的拦截器，该拦截器是实现延迟加载的关键，稍后我们再详细看看
		LazyInitializer<T, PK> interceptor = new LazyInitializerImpl<T, PK>();
		// 将当前的session对象设置给该拦截器，以便在取非主键属性时，能够正常查询数据库
		// 从而将对象初始化
		interceptor.setSession(this);

		// 默认生成的是一个基于CGLib的代理，并非真实的对象，通过图1,图2，大家应该可以看到
		// User=User$$EnhancerByCGLib$$... 我就不多说了
		Enhancer enhancer = new Enhancer();
		enhancer.setSuperclass(type);
		// 注意别忘记将刚才生成的拦截器注入到代理中去
		enhancer.setCallback(interceptor);
		obj = (T) enhancer.create();

		try {
			// 因为通过CGLib生成的User对象，主键属性id=null
			// 所以我们还得执行主键的set方法(比如说setId)，这样就可以像图1显示那样，id="1"是有值的
			// 到此，load方法执行完毕，始终没有查询数据库
			Method method = type.getMethod(getMethodFromField(fieldClass
					.getKey()),
					new Class<?>[] { fieldClass.getKey().getType() });
			method.invoke(obj, new Object[] { id });
			return obj;
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}

		throw new RuntimeException("找不到主键为：[" + id + "]的实体");
	}

 

 

annotationParas其实就是一个工具类，完成实体类与数据库表之间的映射。里面无非就是反射，判断，组装，最后组成一个我们想要的数据信息装进一个载体里——在这里是一个叫FieldClass 的JavaBean。对hibernate来说，将对象映射工作是在程序启动之初就完成了。

 

接下来是LazyInitializer，咱们先看它的实现：

 

 

public class LazyInitializerImpl<T, PK extends Serializable> implements
		LazyInitializer<T, PK>, MethodInterceptor {

	private Session<T, PK> session; // 绑定的session对象
	private boolean isAlreadyInit = false; // 是否已经查询过数据库
	private T targetObject; // 目标对象

	// 通CGLib生成的对象，如果设置了此拦截器，那么其方法每次调用时，都会触发此方法
	public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args,
			MethodProxy proxy) throws Throwable {
		// 继续利用反射得到代理对象的标有@Id的主键属性
		Class<?> clas = obj.getClass();
		Field field = getPrimaryKey(clas);

		assert (field != null);
		// 如果当前调用的方法是标注为@Id的话，那么就不从数据库里取，直接返回代理
		// 即如果是getId()的话，直接用代理调用；如果是getName()的话，那就必须查询数据库，取出实际对象，并进行相应的调用了
		if (method.getName().toLowerCase().indexOf(field.getName()) > -1) {
			return proxy.invokeSuper(obj, args);
		} else {
			if (!isAlreadyInit) {
				field.setAccessible(true);
				// session.get方法直接查询数据库，并将ResultSet结果组将成User对象
				targetObject = session.get((PK) field.get(obj));
				isAlreadyInit = true;
			}
			return method.invoke(targetObject, args);

		}

	}

        ..............省略其它辅助方法

}

 

 

当我们User u = session.load("1")对象后，

 

• 调用u.getId()时，会立即转入LazyInitializer的intercept()方法，然后按照上面的逻辑，自然是直接返回getId()的值，根本不会与数据库打交道。
• 当调用u.getName()时，也会先立即转入LazyInitializer的intercept()方法，然后发现"getName()".indexOf("id")>-1==false，于是立即利用已经绑定的session对象去用主键ID往数据库里查询。这也是为什么在hibernate中，如果使用了延迟加载使得一个代理没有被初始化，而你又关闭了session，再次去取除主键外的其它属性时，常常出现session close异常。

看到这里，大家是不是觉得所谓的延迟加载并不是那么神秘，而且从数据库I/O操作上来说，会觉得这种设计确实是比较优雅。当然hibernate还有很多很多值得学习和借鉴的特性，下次有时间我再整理整理。

评论

9 楼 icewubin 2008-09-19  

而且除非是大字段，一般不推荐。

多一步ant不值得，真要是大字段也有其他很多方案。

因为是关系数据库，既然要查库，一条sql搞定一般情况是最好的。

8 楼 icewubin 2008-09-19  

引用

这种lazy的解释只对了一半，按java persistence with hibernate的讲解，
u.getId()同样有可能引发数据查询。
在Hibernate 实现lazy的方式有两种，一种是动态代理（运行时产生），另一种是编译时二进制代码增强。
你说的只是第一种情况。
在第二情况下，可以对类的各个属性设置lazy=true，编译时处理的话(hibernate tools 提供了这样的工具)，在u.getId()时同样会访问数据库。

你说的第二种情况那个默认是没有的，还需要进一步的运行相关ant脚本才能实现的。

7 楼 darchen 2008-09-19  

好文章啊,也在实践中学习应用中.

想听听楼对,为什么数据量大,经常出问题,能分析一下么?

6 楼 kaka2008 2008-09-19  

楼主够强的啊

5 楼 H_eaven 2008-09-19  

楼主研究的细啊,收藏了!


延迟加载全靠代理.代理分动态代理和编译时二进制代码增强,它们只是实现的手法细节不一样,但是实现的结果应该是一样的吧.
如果getId()都会触发数据库的动作,延迟也没太大意义了吧.

4 楼 huobao89 2008-09-18  

谢谢 呀
正在学习中

3 楼 hantsy 2008-09-18  

这种lazy的解释只对了一半，按java persistence with hibernate的讲解，
u.getId()同样有可能引发数据查询。
在Hibernate 实现lazy的方式有两种，一种是动态代理（运行时产生），另一种是编译时二进制代码增强。
你说的只是第一种情况。
在第二情况下，可以对类的各个属性设置lazy=true，编译时处理的话(hibernate tools 提供了这样的工具)，在u.getId()时同样会访问数据库。

2 楼 kyo100900 2008-09-18  

  当时因水平有限，还不到100万就经常出问题了。老板说数据量肯定会越来越多，与其用不好hibernate不如早点换JDBC。

1 楼 lsk 2008-09-18  

引用

后来项目因为数据量大，被迫改成了JDBC

数据量有多大?