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：

 

Java代码  

1. public void testLazy() {  
2.     // 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。  
3.     SessionFactory<User, String> sessionFactory = new SessionFactoryImpl<User, String>(  
4.             User.class);  
5.     Session<User, String> session = sessionFactory.openSession();  
6.     User u = session.load("1");  
7.     // 这一句不会触发数据库查询操作，请看图1  
8.     assertEquals("1", u.getId());  
9.     // 访问的是非主键属性，开始查询数据库，请看图2  
10.     assertNotSame("11", u.getName());  
11.     session.close();  
12. }  

 

 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

 

Java代码  

1. @Entity  
2. public class User{  
3.     @Id  
4.     private String id;  
5.   
6.     @Column  
7.     private String name;  
8.   
9.     ........set,get省略  
10. }  

 

 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

 

Java代码  

1. @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)  
2. @Target(ElementType.FIELD)  
3. public @interface Id {  
4.   
5. }  

 

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

 

Java代码  

1. public T load(PK id) {  
2.         // 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)，  
3.         // 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  
4.         final FieldClass fieldClass = annotationParas.generatorSQL(type);  
5.         T obj = null;  
6.         // 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  
7.         LazyInitializer<T, PK> interceptor = new LazyInitializerImpl<T, PK>();  
8.         // 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  
9.         // 从而将对象初始化  
10.         interceptor.setSession(this);  
11.   
12.         // 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  
13.         // User=User$$EnhancerByCGLib$$... 我就不多说了  
14.         Enhancer enhancer = new Enhancer();  
15.         enhancer.setSuperclass(type);  
16.         // 注意别忘记将刚才生成的拦截器注入到代理中去  
17.         enhancer.setCallback(interceptor);  
18.         obj = (T) enhancer.create();  
19.   
20.         try {  
21.             // 因为通过CGLib生成的User对象，主键属性id=null  
22.             // 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  
23.             // 到此，load方法执行完毕，始终没有查询数据库  
24.             Method method = type.getMethod(getMethodFromField(fieldClass  
25.                     .getKey()),  
26.                     new Class<?>[] { fieldClass.getKey().getType() });  
27.             method.invoke(obj, new Object[] { id });  
28.             return obj;  
29.         } catch (Exception e) {  
30.             e.printStackTrace();  
31.         }  
32.   
33.         throw new RuntimeException("找不到主键为：[" + id + "]的实体");  
34.     }  

 

 

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：

 

 

Java代码  

1. public class LazyInitializerImpl<T, PK extends Serializable> implements  
2.         LazyInitializer<T, PK>, MethodInterceptor {  
3.   
4.     private Session<T, PK> session; // 绑定的session对象  
5.     private boolean isAlreadyInit = false; // 是否已经查询过数据库  
6.     private T targetObject; // 目标对象  
7.   
8.     // 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  
9.     public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args,  
10.             MethodProxy proxy) throws Throwable {  
11.         // 继续利用反射得到代理对象的标有@Id的主键属性  
12.         Class<?> clas = obj.getClass();  
13.         Field field = getPrimaryKey(clas);  
14.   
15.         assert (field != null);  
16.         // 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  
17.         // 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  
18.         if (method.getName().toLowerCase().indexOf(field.getName()) > -1) {  
19.             return proxy.invokeSuper(obj, args);  
20.         } else {  
21.             if (!isAlreadyInit) {  
22.                 field.setAccessible(true);  
23.                 // session.get方法直接查询数据库，并将ResultSet结果组将成User对象  
24.                 targetObject = session.get((PK) field.get(obj));  
25.                 isAlreadyInit = true;  
26.             }  
27.             return method.invoke(targetObject, args);  
28.   
29.         }  
30.   
31.     }  
32.   
33.         ..............省略其它辅助方法  
34.   
35. }  

 

 

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。