如何优化Hibernate EllementCollection语句

介绍

Hibernate支持三种数据映射类型：基本（例如String，int）， Embeddable和Entity 。通常，数据库行映射到Entity ，每个数据库列都与一个基本属性关联。当将多个字段映射组合到一个可重用的组中时， 可嵌入的类型更为常见（ Embeddable被合并到拥有的实体映射结构中）。

基本类型和可嵌入对象都可以通过@ElementCollection ，以一个实体-很多-非实体的关系关联到一个实体。

测试时间

对于即将到来的测试用例，我们将使用以下实体模型：

要素收集补丁变更

修补程序具有变更可嵌入对象的集合。

@ElementCollection
@CollectionTable(name="patch_change",joinColumns=@JoinColumn(name="patch_id")
)
private List<Change> changes = new ArrayList<>();

Change对象建模为Embeddable类型，并且只能通过其所有者Entity进行访问。 Embeddable没有标识符，因此无法通过JPQL查询。 Embeddable生命周期绑定到其所有者的生命周期，因此任何实体状态转换都会自动传播到Embeddable集合。

首先，我们需要添加一些测试数据：

doInTransaction(session -> {Patch patch = new Patch();patch.getChanges().add(new Change("README.txt", "0a1,5..."));patch.getChanges().add(new Change("web.xml", "17c17..."));session.persist(patch);
});

添加一个新元素

让我们看看将新的Change添加到现有Patch时会发生什么：

doInTransaction(session -> {Patch patch = (Patch) session.get(Patch.class, 1L);patch.getChanges().add(new Change("web.xml", "1d17..."));
});

此测试生成以下SQL输出：

DELETE FROM patch_change 
WHERE  patch_id = 1INSERT INTO patch_change (patch_id, diff, path)
VALUES (1, '0a1,5...', 'README.txt') INSERT INTO patch_change(patch_id, diff, path)
VALUES (1, '17c17...', 'web.xml') INSERT INTO patch_change(patch_id, diff, path)
VALUES (1, '1d17...', 'web.xml')

默认情况下，任何收集操作最终都会重新创建整个数据集。这种行为仅对于内存中的集合是可接受的，并且从数据库的角度来看是不合适的。数据库必须删除所有现有的行，而只是重新添加它们的后缀。我们在此表上拥有的索引越多，性能损失就越大。

删除元素

删除元素没有什么不同：

doInTransaction(session -> {Patch patch = (Patch) session.get(Patch.class, 1L);patch.getChanges().remove(0);
});

此测试用例生成以下SQL语句：

DELETE FROM patch_change 
WHERE  patch_id = 1INSERT INTO patch_change(patch_id, diff, path)
VALUES (1, '17c17...', 'web.xml')

删除了所有表行，并将剩余的内存中条目刷新到数据库中。

Java Persistence Wiki Book清楚地记录了这种行为：

JPA 2.0规范没有提供在Embeddable中定义ID的方法。但是，要删除或更新ElementCollection映射的元素，通常需要一些唯一键。否则，在每次更新时，JPA提供程序都需要从Entity的CollectionTable中删除所有内容，然后将这些值重新插入。因此，JPA提供程序将最有可能假定Embeddable中所有字段的组合与外键（JoinColumn（s））组合在一起是唯一的。但是，如果Embeddable很大或很复杂，这可能效率很低，或者根本不可行。

一些JPA提供程序可能允许在可嵌入对象中指定ID，以解决此问题。请注意，在这种情况下，Id仅对于集合（表）而言是唯一的，因为其中包括外键。有些可能还允许将CollectionTable上的唯一选项用于此目的。否则，如果您的Embeddable很复杂，则可以考虑将其设为实体，而改用OneToMany。

添加一个OrderColumn

为了优化ElementCollection行为，我们需要应用适用于一对多关联的相同技术。元素的集合就像是单向的一对多关系，并且我们已经知道idbag的性能比单向bag更好。

因为可嵌入对象不能包含标识符，所以我们至少可以添加一个订单列，以便可以唯一地标识每一行。让我们看看将@OrderColumn添加到元素集合时会发生什么：

@ElementCollection
@CollectionTable(name="patch_change",joinColumns=@JoinColumn(name="patch_id")
)
@OrderColumn(name = "index_id")
private List<Change> changes = new ArrayList<>();

删除实体后，以前的测试结果没有任何改善：

DELETE FROM patch_change 
WHERE  patch_id = 1INSERT INTO patch_change(patch_id, diff, path)
VALUES (1, '17c17...', 'web.xml')

这是因为在阻止重新创建集合时， AbstractPersistentCollection将检查可为空的列：

@Override
public boolean needsRecreate(CollectionPersister persister) {if (persister.getElementType() instanceof ComponentType) {ComponentType componentType = (ComponentType) persister.getElementType();return !componentType.hasNotNullProperty();}return false;
}

现在，我们将添加NOT NULL约束并重新运行测试：

@Column(name = "path", nullable = false)
private String path;@Column(name = "diff", nullable = false)
private String diff;

添加一个新的有序元素

将元素添加到列表的末尾将生成以下语句：

INSERT INTO patch_change(patch_id, index_id, diff, path)
VALUES (1, 2, '1d17...', 'web.xml')

index_id列用于持久存储内存中的收集顺序。添加到集合的末尾不会影响现有元素的顺序，因此仅需要一个INSERT语句。

添加一个新的第一个元素

如果我们在列表的开头添加一个新元素：

doInTransaction(session -> {Patch patch = (Patch) session.get(Patch.class, 1L);patch.getChanges().add(0, new Change("web.xml", "1d17..."));
});

生成以下SQL输出：

UPDATE patch_change
SET    diff = '1d17...',path = 'web.xml'
WHERE  patch_id = 1AND index_id = 0 UPDATE patch_change
SET    diff = '0a1,5...',path = 'README.txt'
WHERE  patch_id = 1AND index_id = 1INSERT INTO patch_change (patch_id, index_id, diff, path)
VALUES (1, 2, '17c17...', 'web.xml')

现有数据库条目已更新，以反映新的内存中数据结构。由于新添加的元素已添加到列表的开头，因此它将触发对表的第一行的更新。所有INSERT语句在列表的末尾发出，并且所有现有元素均根据新的列表顺序进行更新。

@OrderColumn Java持久性文档中对此行为进行了说明：

当更新关联或元素集合时，持久性提供程序维护order列的值的连续（非稀疏）排序。第一个元素的订单列值为0。

删除有序元素

如果我们删除最后一个条目：

doInTransaction(session -> {Patch patch = (Patch) session.get(Patch.class, 1L);patch.getChanges().remove(patch.getChanges().size() - 1);
});

仅发出一个DELETE语句：

DELETE FROM patch_change
WHERE  patch_id = 1AND index_id = 1

删除第一个元素条目

如果删除第一个元素，则会执行以下语句：

DELETE FROM patch_change
WHERE  patch_id = 1AND index_id = 1 UPDATE patch_change
SET    diff = '17c17...',path = 'web.xml'
WHERE  patch_id = 1AND index_id = 0

Hibernate删除所有多余的行，然后更新其余的行。

从中间删除

如果我们从列表中间删除一个元素：

doInTransaction(session -> {Patch patch = (Patch) session.get(Patch.class, 1L);patch.getChanges().add(new Change("web.xml", "1d17..."));patch.getChanges().add(new Change("server.xml", "3a5..."));
});doInTransaction(session -> {Patch patch = (Patch) session.get(Patch.class, 1L);patch.getChanges().remove(1);
});

执行以下语句：

DELETE FROM patch_change
WHERE  patch_id = 1AND index_id = 3UPDATE patch_change
SET    diff = '1d17...',path = 'web.xml'
WHERE  patch_id = 1AND index_id = 1 UPDATE patch_change
SET    diff = '3a5...',path = 'server.xml'
WHERE  patch_id = 1AND index_id = 2

有序ElementCollection的更新如下：