一、前言

最近几天在开发公司业务时,遇到了须要往不数据库中多个表中插入大量数据的一个场景,于是有了这篇文章:

在应用Mybatis批量插入数据时的注意事项,以及应用函数式编程对分批次数据插入方法的简略封装。

对于蕴含我在内大部分Java后端开发的小伙伴们在平时的CURD开发工作中,肯定是免不了应用Mybatis这个工具来对数据库进行操作的。

SpringBoot的工程中,引入Mybatis后,可应用mapper注入的形式来实现增删改查。

比方如果要新增一条数据,那么在mapper.xml文件中能够这么写:

        <insert id="testInsert">        insert into massive_data_insert_test            (value1,value2)        values             (#{value1},#{value2})    </insert>

而后在service层调用mapper.insertOneItem(insertItem);即可。

如果要新增多条数据,如果是刚学Java的同学可能会这么写:

for(int i = 0; i < insertList.size(); i++){  mapper.insertOneItem(insertList.get(i));}

就是简略的放在一个循环中,屡次调用mapper中的数据库新增办法。这种办法编写简略易于了解,在数据量比拟少的时候是不会有什么问题的。

然而一旦数据过多就会有问题了。

实际上每次的mapper办法调用都是一次连贯数据库、预处理(PreparedStatement)、execute(执行SQL)的过程。

由此发现,如果放在for循环中的话,上述过程则会屡次执行,而咱们又分明数据库的连接数是无限的(建设连贯的过程也是很消耗资源的),如果for循环的次数过多时,不仅性能会降落还会造成数据库的梗塞甚至程序解体。当然,咱们能够创立或配置数据库连接池(比方HikariCP、Durid等)来复用连贯,但这还是对资源的一种节约。

总而言之,如果能有一种办法来一次性把要实现的事件做完就不要分屡次去做。

大部分数据库的新增语句是反对一次插入多条数据的。

insert into table(value1, value2)values ('v1','v2'),('v3','v4'),('v1','v5')

Mybatis也给出了一种批量操作数据的办法。应用动静SQL语句中的<foreach>标签,将帮忙咱们拼接出形似下面的SQL语句。

咱们在mapper.xml中编写上面的内容:

    <insert id="testMassiveInsert">        insert into massive_data_insert_test            (value1,value2)        values        <foreach collection="list" item="item" separator=",">             (#{item.value1},#{item.value2})        </foreach>    </insert>

这样咱们就只须要调用一次mapper中的办法就能达到下面for循环代码的成果。

并且实际上执行的时候也是执行一次SQL,这个动静SQL语句的作用就是将传入的参数的内容拼接到插入语句的SQL中(预处理技术)。

这种办法很显著要比一开始的for循环的实现要好一点了。

二、批量插入数据量达到上万后报错

然而,当咱们用上述的拼接SQL的形式进行批量插入时,数据量过大也会呈现问题!

咱们能够先来试验一下批量插入一个四万条数据会怎么。

先来新建一张表作为插入数据的指标表:massive_data_insert_test。

CREATE TABLE "supply"."massive_data_insert_test" (  "value1" varchar(255) COLLATE "pg_catalog"."default",  "value2" varchar(255) COLLATE "pg_catalog"."default");

轻易在一个SpringBoot的工程中连贯数据库并创立mapper,编写插入语句(创立工程和扫描mapper等操作就不在此赘述了):

上面是mapper接口和mapper.xml文件(中的sql语句)。

TestMapper.java

@Repositorypublic interface TestMapper.java {    void testMassiveInsert(List<HashMap> list);}

TestMapper.xml

    <insert id="testMassiveInsert">        insert into massive_data_insert_test            (value1,value2)        values        <foreach collection="list" item="item" separator=",">             (#{item.value1},#{item.value2})        </foreach>    </insert>

测试语句:

@Service@Slf4jpublic class TestService {        // 批量新增的最大数量    private static final int maxInsertItemNumPerTime = 500;    private TestMapper mapper;    @Autowired    public TestService(TestMapper mapper) {        this.mapper = mapper;    }    public Result testMassiveInsert() {        long startTime = System.currentTimeMillis();    //获取开始工夫        List<HashMap> list = new LinkedList<>();          // 组装数据 取得一个长度为 500 * 80 = 40000的链表        for (int i = 0; i < maxInsertItemNumPerTime * 80; i++) {            HashMap map = new HashMap();            map.put("value1", "value1" + i);            map.put("value2", "value2" + i);            list.add(map);        }        // 间接批量插入        try {            mapper.testMassiveInsert(list);        } catch (RuntimeException e) {            log.info("间接批量插入" + list.size() + "失败", e.getMessage());            throw new RuntimeException(e);        }        long endTime = System.currentTimeMillis();    //获取完结工夫        return Result.ok().message("程序运行工夫:" + (endTime - startTime) + "ms");    }}

当执行下面的间接批量插入时:

间接报出了I/O error,为什么会这样呢?

在前文中提到过这个动静SQL语句的作用就是将传入的参数的内容拼接到插入语句的SQL中,所以产生这个谬误的起因就是因为要拼接的内容过多,导致SQL语句过长从而导致了I/O的谬误。所以当数据量过大时就会使得拼接过长从而导致程序报错。

并且这个SQL的长度不光跟数据量无关,还跟插入语句的插入参数的数量无关。实际上,SQL的长度与二者的乘积呈正相干的线性变动,所以当插入参数过多时更要管制好批量插入数据量的大小。

那么怎么解决呢?最简略的就是分批次插入了,这有点像文章一开始提到的for循环中顺次插入的形式,只不过是这回for循环中的插入是批量插入了。

因为不是一次性的插入,所以须要加上事务的包裹,从而保障无论哪次插入出错都能回滚。

    @Transactional    public Result testMassiveInsert() {        long startTime = System.currentTimeMillis();    //获取开始工夫        List<HashMap> list = new LinkedList<>();          // 组装数据 取得一个长度为 500 * 80 = 40000的链表        for (int i = 0; i < maxInsertItemNumPerTime * 80; i++) {            HashMap map = new HashMap();            map.put("value1", "value1" + i);            map.put("value2", "value2" + i);            list.add(map);        }        // 分批次的批量插入        try {            if (list.size() > maxInsertItemNumPerTime) {                List<List<HashMap>> all = new ArrayList<>();                int i = 0;                while (i < list.size()) {                    List subList = list.subList(i, i + maxInsertItemNumPerTime);                    i = i + maxInsertItemNumPerTime;                    all.add(subList);                }                all.parallelStream().forEach(o -> mapper.testMassiveInsert(o));            }        } catch (RuntimeException e) {            log.info("分批次批量插入" + list.size() + "失败", e.getMessage());            throw new RuntimeException(e);        }        long endTime = System.currentTimeMillis();    //获取完结工夫        return Result.ok().message("程序运行工夫:" + (endTime - startTime) + "ms");    }

咱们通过设置一个maxInsertItemNumPerTime来管制每次批量插入数据的长度。

三、简略测试

上面我的简略测试(即插入总数量为4w条,但设置不同maxInsertItemNumPerTime大小时,计算比拟程序运行的耗时)。不过该测试没有进行很多次测试取均匀并又可能网络也有抖动,所以只能算是简略测试。

  • 2000

  • 1000

  • 500

  • 250

最初我抉择了500作为分批次插入时每个批次的大小。正如咱们上文所说的一样,即便有数据库连接池提供的连贯复用,然而如果跟数据库的交互多了还是会造成性能的降落,所以这里的maxInsertItemNumPerTime的也不是越小越好。

同时,随着maxInsertItemNumPerTime的变大,每一次for循环中的SQL的预处理过程(SQL拼接)耗时会变大,并且这种变大并不是一种线性的,而是往往出现指数型变大(查了一些材料证实了我的这个猜想),否则的话就不会是2000的时候要远远大于500了。

大家在理论业务中也须要简略测测来选取一个比拟适合的值,总比没有测试的要好。

四、做点扩大

其实在Mybatis的官网文档中是提供了另外一种形式来反对批量插入的。

但因为公司的我的项目中都是用的扫描Mapper的形式来操作数据库,加上这种大数据插入场景的确比拟少,所以就没有特意引进上面Mybatis提供的形式。

A multiple row insert is a single insert statement that inserts multiple rows into a table. This can be a convenient way to insert a few rows into a table, but it has some limitations:

  1. Since it is a single SQL statement, you could generate quite a lot of prepared statement parameters. For example, suppose you wanted to insert 1000 records into a table, and each record had 5 fields. With a multiple row insert you would generate a SQL statement with 5000 parameters. There are limits to the number of parameters allowed in a JDBC prepared statement - and this kind of insert could easily exceed those limits. If you want to insert many records, you should probably use a JDBC batch insert instead (see below)
  2. The performance of a giant insert statement may be less than you expect. If you have many records to insert, it will almost always be more efficient to use a JDBC batch insert (see below). With a batch insert, the JDBC driver can do some optimization that is not possible with a single large statement
  3. Retrieving generated values with multiple row inserts can be a challenge. MyBatis currently has some limitations related to retrieving generated keys in multiple row inserts that require special considerations (see below)

Nevertheless, there are use cases for a multiple row insert - especially when you just want to insert a few records in a table and don’t need to retrieve generated keys. In those situations, a multiple row insert will be an easy solution.

翻译:

    try (SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession()) {        GeneratedAlwaysAnnotatedMapper mapper = session.getMapper(GeneratedAlwaysAnnotatedMapper.class);        List<GeneratedAlwaysRecord> records = getRecordsToInsert(); // not shown                    MultiRowInsertStatementProvider<GeneratedAlwaysRecord> multiRowInsert = insertMultiple(records)                .into(generatedAlways)                .map(id).toProperty("id")                .map(firstName).toProperty("firstName")                .map(lastName).toProperty("lastName")                .build()                .render(RenderingStrategies.MYBATIS3);                    int rows = mapper.insertMultiple(multiRowInsert);    }

下面就是文档中的示例代码。

五、进一步优化代码

因为我在公司理论开发中要做的是要往多张表中导入数据,如果依照下面的分批次的写法的话,那我的每一次插入都要有这么一段逻辑:

        // 分批次的批量插入        try {            if (list.size() > maxInsertItemNumPerTime) {                List<List<HashMap>> all = new ArrayList<>();                int i = 0;                while (i < list.size()) {                    List subList = list.subList(i, i + maxInsertItemNumPerTime);                    i = i + maxInsertItemNumPerTime;                    all.add(subList);                }                all.parallelStream().forEach(o -> mapper.testMassiveInsert(o));            }        } catch (RuntimeException e) {            log.info("分批次批量插入" + list.size() + "失败", e.getMessage());            throw new RuntimeException(e);        }

显然这有点反复代码的坏滋味了,看起来就很不好。所以接下来做个简略封装,将这段代码封装到一个办法中,谁插入时就由谁调用。

首先,这段代码须要传入的参数是什么?

  • maxInsertItemNumPerTime 不须要传入,因为显然这是一个常量
  • list 插入的内容链表,须要传入,并且类型不会全都是HashMap,而是不同表对应不同的实体类。须要用到泛型T
  • mapper中的testMassiveInsert(HashMap map) 办法,很显著不同表的插入mapper必定不是同一个办法,所以这个也须要传入,把一个办法当作参数传入,那么就须要用到Lambda表达式和函数式编程。如果你理解过函数式接口,你很天然就会想到像这种只有输出没有输入的函数应该由Consumer来传入(反之对应Supplier,有输出又有输入时则是Function)。

所以最初形象出的代码应该是这样的:

public <T> void batchSplitInsert(List<T> list, Consumer insertFunc) {    List<List<T>> all = new ArrayList<>();    if (list.size() > maxInsertItemNumPerTime) {        int i = 0;        while (i < list.size()) {            List subList = list.subList(i, i + maxInsertItemNumPerTime);            i = i + maxInsertItemNumPerTime;            all.add(subList);        }        all.parallelStream().forEach(insertFunc);    } else {        insertFunc.accept(list);    }}

这样子我在做不同表的插入时:

// 待插入数据链表List<TableDTO> needToInsert = ……;// 进行新增Consumer<List<TableDTO>> consumer = o -> mapper.insertTable(o);batchSplitInsert(needToInsert, consumer);

当初整个世界都变优雅了!如果刚入职或者刚学Java的小伙伴还对函数式编程不理解,不如先从从简略的Lambda语句开始学起,这个真的是Java8中超好用的一个个性。

到此为止,本文就算是完结了,大家有啥疑难,请评论留言,咱们互相交换。

如果这篇文章对你有帮忙请多多点赞,感激!如果有大佬有更好的实现形式也请务必不吝赐教!