解决Hibernate N+1问题的3种方法

FetchType.LAZY用于实体关联时会出现休眠 N+1 问题。如果您执行查询以选择 n 个实体，并且如果您尝试调用实体的惰性关联的任何访问方法，Hibernate 将执行 n 个附加查询来加载延迟获取的对象。

例如，我们有以下具有一对多书籍集合的作者实体：

public class Author {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Integer id;
    private String fullName;
    @OneToMany(fetch = FetchType.LAZY)
    private Set books;
}

让我们尝试加载所有作者，并打印每个作者的姓名及其书籍收藏大小：

entityManager.createQuery("select a from Author a", Author.class)
                .getResultList()
                .forEach(a -> System.out.printf("%s had written %d books\n", 
                                               a.getFullName(), a.getBooks().size()));

Hibernate将生成的第一个查询是选择所有作者：

SELECT author0_.id AS id1_0_,
       author0_.fullName AS fullname2_0_
FROM authors author0_;

之后，当我们在书籍集合上调用size() method时，需要初始化这个关联，所以Hibernate将执行一个额外的查询：

SELECT books0_.author_id AS author_i4_1_0_,
       books0_.id AS id1_1_0_,
       books0_.id AS id1_1_1_,
       books0_.author_id AS author_i4_1_1_,
       books0_.title AS title2_1_1_,
       books0_.year AS year3_1_1_
FROM books books0_
WHERE books0_.author_id=?;

除了第一个查询之外，当我们打印书籍数量时，将为每个作者调用 n 次此查询。因此，查询总数将等于 N+1。

Hibernate提供了几种方法来消除此问题：

1. 第一个解决方案是使用联接获取：

entityManager.createQuery("select a from Author a left join fetch a.books", 
                                                             Author.class);

SELECT author0_.id AS id1_0_0_,
       books1_.id AS id1_1_1_,
       author0_.fullName AS fullname2_0_0_,
       books1_.author_id AS author_i4_1_1_,
       books1_.title AS title2_1_1_,
       books1_.year AS year3_1_1_,
       books1_.author_id AS author_i4_1_0__,
       books1_.id AS id1_1_0__
FROM authors author0_
LEFT OUTER JOIN books books1_ ON author0_.id=books1_.author_id;

此查询工作正常，但它有一个问题：它不允许我们使用分页，因为限制不会应用于作者。如果指定query.setMaxResults(n)，Hibernate将获取所有现有行并在内存中进行分页，从而显着增加内存消耗。

1. 另一种方法是使用@BatchSize懒惰关联：

public class Author {
    …
    @OneToMany(fetch = FetchType.LAZY, mappedBy = "author")
    @BatchSize(size = 10)
    private Set books;
}

Hibernate将创建第一个查询来检索所有作者：

SELECT author0_.id AS id1_0_,
       author0_.fullName AS fullname2_0_
FROM authors author0_;

在这种情况下，我们可以轻松地对作者进行分页。然后，当我们在书籍集合上调用size() method时，Hibernate将执行以下查询：

/* load one-to-many Author.books */
SELECT books0_.author_id AS author_i4_1_1_,
       books0_.id AS id1_1_1_,
       books0_.id AS id1_1_0_,
       books0_.author_id AS author_i4_1_0_,
       books0_.title AS title2_1_0_,
       books0_.year AS year3_1_0_
FROM books books0_
WHERE books0_.author_id in (?, ?, ?, ?, ?, ?, ?, ?, ?, ? /*batch size*/);

此查询将称为 N/M 次，其中 N 是作者的数量，M 是指定的批大小。我们将总共调用 N/M+1 查询。

1. 第三种方法是使用返回作者标识符列表的子查询

Hibernate通过设置@Fetch(FetchMode.SUBSELECT)懒惰关联提供了这个机会：

public class Author {
    …
    @OneToMany(fetch = FetchType.LAZY, mappedBy = "author")
    @Fetch(FetchMode.SUBSELECT)
    private Set books;
}

第一个查询将加载所有作者：

SELECT author0_.id AS id1_0_,
       author0_.fullName AS fullname2_0_
FROM authors author0_;

第二个查询将使用作者子查询获取书籍：

SELECT books0_.author_id AS author_i4_1_1_,
       books0_.id AS id1_1_1_,
       books0_.id AS id1_1_0_,
       books0_.author_id AS author_i4_1_0_,
       books0_.title AS title2_1_0_,
       books0_.year AS year3_1_0_
FROM books books0_
WHERE books0_.author_id in
    (SELECT author0_.id
     FROM authors author0_);

如果仔细观察 IN 条件，您会发现子查询中的代码几乎重复了第一个查询。如果我们必须执行一次非常复杂的查询两次，它可能会降低性能。为了加快这种情况，我们可以通过第一个查询过滤和页面作者检索他们的 ID。然后我们可以将这些标识符直接传递给第二个查询的子查询：

List authorIds = em.createQuery("select a.id from Author a", Integer.class)
                            .setFirstResult(5)
                            .setMaxResults(10)
                            .getResultList();
List resultList = entityManager.createQuery("select a from Author a" 
                                                     + " left join fetch a.books"
                                                     + " where a.id in :authorIds", Author.class)
                                       .setParameter("authorIds", authorIds)
                                       .getResultList();