摘要:在当今互联网高速发展的时代,高并发、大数据量的处理已成为各大企业应用的常态。作为 Java 开发者,我们常常面临着如何提高数据库操作效率的挑战。MyBatis-Plus 作为一款优秀的 ORM 框架,为我们提供了简洁高效的数据库操作方式。然而,当涉及到大规模数
分享概要
一、前言
二、背景:批量插入的性能挑战
1、场景描述2、性能瓶颈三、初探 MyBatis-Plus 的 saveBatch 方法
1、saveBATCH 方法简介2、常用场景3、默认实现的局限性四、深度解析 rewriteBatchedStatements=true 的作用
1、jdbc 批处理机制2、MySQL JDBC 驱动的默认行为对批处理的影响3、rewriteBatchedStatements=true 的魔力五、预先生成 ID:解决外键关系的关键
1、问题分析2、预先生成 ID 的解决方案3、应用实践六、综合优化实践:性能提升 2000%
1、配置 rewriteBatchedStatements=true2、完整代码示例3、性能测试七、多线程并发插入的实现
1、问题分析2、正确的多线程实现方式八、数据库层面的优化
1、调整数据库连接池2、配置 MyBatis 的执行器类型九、监控与调优
1、监控异步任务的执行情况2、调整线程池参数十、最佳实践总结
1、综合优化策略2、注意事项结语
一、前言
在当今互联网高速发展的时代,高并发、大数据量的处理已成为各大企业应用的常态。作为 Java 开发者,我们常常面临着如何提高数据库操作效率的挑战。MyBatis-Plus 作为一款优秀的 ORM 框架,为我们提供了简洁高效的数据库操作方式。然而,当涉及到大规模数据的批量插入时,即使使用了 saveBatch 方法,性能提升仍然有限。
本文将揭秘如何通过配置 rewriteBatchedStatements=true 和预先生成 ID 等优化策略,将 MyBatis-Plus 批量插入的性能提升 2000%,助力您的应用突破性能瓶颈!
二、背景:批量插入的性能挑战
1、场景描述
在实际开发中,如考试系统、订单处理、日志存储等场景,经常需要批量插入大量数据。例如,在一个在线考试系统中,创建一份试卷需要插入多张表的数据:
试卷表(exam):存储试卷的基本信息。题目表(question):存储题目信息。选项表(option):存储题目下所有选项信息。在保存试卷时,需要关联保存试卷、题目以及题目选项,此时对于保存的性能就有较高的要求了。
2、性能瓶颈
逐条插入效率低:传统的逐条插入模式效率欠佳,每次插入数据时都要与数据库进行交互,从而产生较高的网络开销以及数据库解析成本。外键关系处理复杂:题目与选项之间存在外键关联,这就需要在插入数据后获取主键 ID,无疑增加了操作的复杂程度。
批量操作性能有限:使用默认的 saveBatch 方法,其性能提升并不显著,难以满足高并发、大数据量的实际需求。
1、saveBatch 方法简介
在 MyBatis-Plus 中,saveBatch 方法是用于批量保存数据的方法。它能够在单次操作中将多条数据同时插入数据库,从而提高插入效率,减少数据库连接次数,提升性能。
Boolean saveBatch(Collection entityList); boolean saveBatch(Collection entityList, int batchSize);entityList:要插入的实体类集合。可以是任何实现了 Collection 接口的集合类型,如 List、Set 等。batchSize(可选):指定每次批量插入的大小。默认情况下,MyBatis-Plus 会一次性插入所有数据。如果设置了 batchSize,则会按指定大小分批插入,避免一次性插入大量数据时出现性能问题或内存溢出。
2、常用场景
批量插入数据:当需要插入大量数据时,使用 saveBatch 可以显著提高性能。提高数据库写入效率:减少数据库连接和插入的次数,有效提升性能。
处理大数据量时的内存优化:通过分批插入,避免一次性插入大量数据导致内存溢出。
3、默认实现的局限性
不支持多条 SQL 合并:在默认情况下,即便使用 saveBatch,也有可能是逐条发送 SQL 语句。这会导致生成的 SQL 更冗长、性能较低,尤其是在数据量较大时,执行效率会明显下降,无法充分利用数据库批量插入的特性。性能提升有限:默认实现并未针对批量插入进行特殊优化。例如,它可能无法充分利用 JDBC 的批量操作特性,导致性能不如手动实现的批量插入逻辑。对于大批量插入,性能可能不理想。
主键生成方式局限性:如果实体类中主键是由数据库自动生成(如自增主键),默认实现会多次与数据库交互获取主键值。这会增加额外的数据库开销。尤其是当数据量较大时,主键生成的额外查询操作会显著降低性能。
外键关系处理复杂:需要在插入数据后获取主键 ID,这导致无法在批量插入时建立关联关系,使得外键关系处理变得复杂。
缺乏灵活性:默认实现只能进行简单的插入操作,不能处理条件性插入(如:插入前判断是否已存在相同记录)或插入冲突处理(如主键冲突时自动更新数据)。对需要动态逻辑的场景不适用。
1、JDBC 批处理机制
JDBC 批处理机制是一种优化数据库操作性能的技术,允许将多条 SQL 语句作为一个批次发送到数据库服务器执行,从而减少客户端与数据库之间的交互次数,显著提高性能。通常用于 批量插入、批量更新 和 批量删除 等场景。具体的流程如下:
//创建 PreparedStatement 对象,用于定义批处理的 SQL 模板。 PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql); for (Data data : dataList) { // 多次调用 addBatch 方法,每次调用都会将一条 SQL 加入批处理队列。 pstmt.addBatch; } //执行批处理,调用 executeBatch 方法,批量发送 SQL 并执行。 pstmt.executeBatch;2、MySQL JDBC 驱动的默认行为对批处理的影响
未开启重写:在默认状态下,MySQL JDBC 驱动会逐一条目地发送批处理中的 SQL 语句,未开启重写功能。性能瓶颈:频繁的网络交互以及数据库解析操作,使得批量操作的性能提升效果有限,形成了性能瓶颈。
3、rewriteBatchedStatements=true 的魔力
启用批处理重写:启用批处理重写功能后,驱动能够将多条同类型的 SQL 语句进行合并,进而发送给数据库执行。减少网络交互:一次发送多条 SQL,可有效降低网络延迟,减少网络交互次数。
提高执行效率:当所有数据都通过一条 SQL 插入时,MySQL 只需要解析一次 SQL,降低了解析和执行的开销。
减少内存消耗:虽然批量操作时将数据合并到一条 SQL 中,理论上会增加内存使用(因为需要构建更大的 SQL 字符串),但相比多次单条插入的网络延迟和处理开销,整体的资源消耗和执行效率是更优的。
未开启参数时的批处理 SQL:
INSERT INTO question (exam_id, content) VALUES (?, ?);INSERT INTO question (exam_id, content) VALUES (?, ?);INSERT INTO question (exam_id, content) VALUES (?, ?);开启参数后的批处理 SQL:
INSERT INTO question (exam_id, content) VALUES (?, ?), (?, ?), (?, ?);1、问题分析
在插入题目和选项时,选项需要引用对应题目的主键 ID。如果等待题目插入后再获取 ID,会导致无法进行批量操作,影响性能。所以,预先生成ID就成了我们解决问题的关键。
2、预先生成 ID 的解决方案
使用 zzidc(自研的 ID 生成器):
全局唯一:生成的 ID 在全局范围内唯一,避免了主键冲突本地生成:无需依赖数据库生成,减少了数据库交互支持批量生成:提升获取分布式唯一ID的效率3、应用实践
1)引入 zzidc
com.bj58.zhuanzhuan.idc contract ${com.bj58.zhuanzhuan.idc.version}2)具体的代码业务执行逻辑
在构建题目和选项数据时,预先生成 ID,并在选项中引用对应的题目 ID:
public Boolean createExamPaper(HeroExamrequest request) throws BusinessException{ // 构建题目数据 Question question = new Question; question.setId(questionId); question.setExamId(examId); // ... // 构建选项数据 Option option = new Option; option.setQuestionId(questionId); // ... }1、配置 rewriteBatchedStatements=true
1)修改数据库连接配置
实现这个配置的方式很简单,只需要在我们现有的数据库连接后面直接加上就好。例如:jdbc:mysql://localhost:3306/db_name?rewriteBatchedStatements=true
2)注意事项
驱动版本:确保使用的 MySQL JDBC 驱动版本支持该参数(5.1.13 及以上)。参数位置:如果有多个参数,用 & 符号连接。2、完整代码示例
@Servicepublic class ExamServiceImpl implements ExamService { @Autowired private ExamMapper examMapper; @Autowired private QuestionService questionService; @Autowired private OptionService optionService; private static final int BATCH_SIZE = 2000; @Override @Transactional(rollbackFor = Exception.class) public void createExam(Exam exam, int questionCount, int optionCountPerQuestion) { // 预先生成试卷 ID long examId = zzidc.nextId; exam.setId(examId); examMapper.insert(exam); List questionList = new ArrayList; List allOptionList = new ArrayList; for (int i = 0; i注意:以上代码为示例,需根据实际项目进行调整。
3、性能测试
1)测试数据
数据量:总共插入 100 道题目,每道题目 3 个选项。2)测试方案
未优化方案:逐条插入试卷、题目和选项数据。使用 saveBatch:使用 saveBatch 批量插入,但未配置 rewriteBatchedStatements,且未预先生成 ID。综合优化方案:配置 rewriteBatchedStatements=true,预先生成 ID,使用 saveBatch 批量插入。方案 耗时(毫秒)性能提升未优化方案4023-仅使用 saveBatch2744↑ 30%综合优化方案149↑ 2700%
4)数据分析
未优化方案:由于逐条插入,每次插入都需要与数据库交互,导致耗时最长。使用 saveBatch:减少了与数据库的交互次数,性能有所提升,但未充分利用 JDBC 驱动的批处理优化。
综合优化方案:通过配置 rewriteBatchedStatements=true,使 JDBC 驱动将多条 SQL 合并为一条,显著减少网络和数据库开销;同时预先生成 ID,解决了外键关系的问题,支持批量插入,最终实现了性能的大幅提升。
七、多线程并发插入的实现
1、问题分析
直接在多线程中调用 saveBatch 方法,可能导致以下问题:
程安全性:在 MyBatis 中,SqlSession 在默认情况下并非线程安全的。若在多线程环境下共享同一个 SqlSession,极有可能导致数据错误或引发异常。事务管理:对于多线程操作而言,需要独立的事务管理机制,以此来确保数据的一致性。资源竞争:过多的并发线程有可能致使数据库连接池被耗尽,进而降低性能。2、正确的多线程实现方式
1)使用 @Async 异步方法
利用 Spring 的 @Async 注解,实现异步方法调用,每个异步方法都有自己的事务和 SqlSession。
配置异步支持:
@Configuration@EnableAsyncpublic class AsyncConfig {@Bean(name = "taskExecutor")public Executor taskExecutor { ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskexecutor; executor.setCorePoolSize(4); // 核心线程数 executor.setMaxPoolSize(8); // 最大线程数 executor.setQueueCapacity(100); // 队列容量 executor.setThreadNamePrefix("AsyncExecutor-"); executor.initialize; return executor; }}修改批量插入方法:
@Servicepublic class QuestionServiceImpl implements QuestionService { @Autowired private QuestionMapper questionMapper; @Override @Async("taskExecutor") @Transactional(rollbackFor = Exception.class) public CompletableFuture saveBatchAsync(List questionList) { saveBatch(questionList, BATCH_SIZE); return CompletableFuture.completedFuture(null); }}2)调用异步方法
public void createExam(Exam exam, int questionCount, int optionCountPerQuestion) { // ... 数据准备部分略 ... // 将题目列表拆分成多个批次 List> questionBatches = Lists.partition(questionList, BATCH_SIZE); List> optionBatches = Lists.partition(allOptionList, BATCH_SIZE); List> futures = new ArrayList; // 异步批量插入题目 for (List batch : questionBatches) { CompletableFuture future = questionService.saveBatchAsync(batch); futures.add(future); } // 异步批量插入选项 for (List batch : optionBatches) { CompletableFuture future = optionService.saveBatchAsync(batch); futures.add(future); } // 等待所有异步任务完成 CompletableFuture.allOf(futures.toArray(new CompletableFuture[0])).join;}3)注意事项
线程安全:每个异步方法均拥有自身独立的 SqlSession 和事务,从而有效地避免了线程安全方面的问题。事务管理:在异步方法上添加 @Transactional 注解,能够确保事务的独立性。异步结果处理:通过使用 CompletableFuture 来等待异步任务的完成,以此确保所有数据均已成功插入。八、数据库层面的优化
1、调整数据库连接池
增加连接池大小:在多线程并发的情形下,务必确保数据库连接池具备足够数量的连接可供使用。合理配置:应根据实际情况对连接池的最小连接数和最大连接数进行适当调整,以避免出现连接不足或者资源浪费的情况。
2、配置 MyBatis 的执行器类型
修改执行器类型为 BATCH:在 MyBatis 配置中,设置执行器类型,可以提高批量操作的性能。
注意:使用 BATCH 执行器时,需要手动调用 sqlSession.flushStatements,并处理返回的 BatchResult,复杂度较高,建议谨慎使用。
九、监控与调优
1、监控异步任务的执行情况
使用 CompletableFuture:在调用异步方法时,返回 CompletableFuture,可以方便地等待所有任务完成。日志记录:在异步方法中添加日志,记录开始和结束时间,监控执行情况。@Async("taskExecutor")@Transactional(rollbackFor = Exception.class)public CompletableFuture saveBatchAsync(List questionList) { long startTime = System.currentTimeMillis; saveBatch(questionList, BATCH_SIZE); long endTime = System.currentTimeMillis; logger.info("Inserted batch of {} questions in {} ms", questionList.size, (endTime - startTime)); return CompletableFuture.completedFuture(null);}
2、调整线程池参数
线程池大小:依据服务器的 CPU 核心数以及数据库的承载能力,对线程池的 corePoolSize 和 maxPoolSize 进行合理设置。队列容量:设置线程池的 queueCapacity,以防止因任务过多而导致内存溢出的情况发生。
十、最佳实践总结
1、综合优化策略
将 rewriteBatchedStatements 配置为 true:以此启用 JDBC 驱动的批处理重写功能,可显著提高批量插入的性能表现。预先生成 ID:采用 zzidc 等方式预先生成主键 ID,有效解决外键关系问题,进而支持批量插入操作。
使用异步方法进行多线程批量插入:运用异步方法来进行多线程批量插入,确保线程安全与事务独立,避免出现资源竞争的情况。
调整数据库连接池和线程池参数:对数据库连接池和线程池的参数进行调整,以满足多线程并发操作的实际需求。
监控异步任务和数据库性能:对异步任务和数据库性能进行实时监控,以便能够及时发现并解决性能瓶颈问题。
2、注意事项
线程安全性:在多线程的环境之中,务必确保所有资源要么是线程安全的,要么是线程独立的。事务一致性:每个异步任务均拥有自身的事务,以此确保数据的一致性。
资源合理利用:避免因过多的并发线程而致使系统资源被耗尽,进而影响整体性能表现。
结语
深入理解 rewriteBatchedStatements=true 参数的效用,再结合预先生成 ID、恰当的多线程实现方式以及数据库参数调整等优化策略,我们成功地将 MyBatis-Plus 批量插入的性能大幅提升了 2000%。这些优化技巧不但在考试系统中适用,在其他需要批量处理大量数据的场景下同样具有重要的参考价值。
性能优化乃是一项系统性工程,需从应用层、数据库层、硬件层等多个层面着手。期望本文的分享能够在实际项目中为您提供切实可行的指导,助力您的应用成功突破性能瓶颈。
来源:dbaplus社群一点号