Hibernate入门之主键生成策略详解

前言

上一节我们讲解了Hibernate命名策略,从本节我们开始陆续讲解属性、关系等映射,本节我们来讲讲主键的生成策略。

主键生成策略

JPA规范支持4种不同的主键生成策略(AUTO、IDENTITY、SEQUENCE、TABLE),这些策略以编程方式生成主键值或使用数据库功能(例如自动递增或序列),我们只需将@GeneratedValue注解添加到主键属性上并选择对应的生成策略。

GenerationType.AUTO

它是默认的生成策略,并允许持久性提供程序选择生成策略,如果使用Hibernate作为持久性框架,它将基于数据库特定的Dialect选择生成策略,对于大多数流行的关系数据库,它会选择GenerationType.SEQUENCE生成策略。

@Entity
public class Student {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.AUTO)
    private int id;
}

 

 

此时将生成默认名称为hibernate_sequence的序列表,该序列表只有名为next_val的一列,该列存储的是下一个主键值。也就是说当在对应表中计划添加第一行数据时,此时会向序列表中插入一行数据即next_val等于1,为了数据一致性,然后查询出该next_val值并添加排他锁即(for update),同时更新该next_val等于2,最后向对应表中的主键设置设置为查询出来的next_val值。整个过程生成的SQL语句如下:

insert into hibernate_sequence values ( 1 )

select next_val as id_val from hibernate_sequence for update

update hibernate_sequence set next_val= ? where next_val=?

insert into Student (email, firstName, lastName, id) values (?, ?, ?, ?)

GenerationType.SEQUENCE

它是使用数据库序列生成唯一值的方法,它需要其他select语句才能从数据库序列中获取下一个值,但这对大多数应用程序没有性能影响。如果应用程序必须保留大量的新实体,则可以使用某些特定于Hibernate的优化来减少语句的数量。

@Entity
public class Student {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.SEQUENCE)
    private int id;
}

通过上述我们知道默认生成的序列表名称为hibernate_sequence,当我们打开会话插入5条数据时,此时序列表中的next_val为6,也就说序列表中的序列Id和表中主键自增的顺序一致,如下:

针对主键通过序列号生成的策略还有一个注解@SequenceGenerator,我们进行如下配置后,此时将生成名为student_seq的序列表。

@Entity
public class Student {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.SEQUENCE, generator = "student_generator")
    @SequenceGenerator(name = "student_generator", sequenceName = "student_seq")
    private int id;
}

针对@GenerateValue注解,我们知道在默认情况下将会生成名为的hibernate_sequence的序列表且此时对应表的主键自增和序列表中列next_val一致,同时上述我们添加对生成序列号的注解@SequenceGenerator后,此时next_val将为101,这是因为在该注解上有一个名为allocationSize的属性且默认值为50(可修改为负数)。但是若我们去掉该注解,在注解@GeneratedValue上有一个名为generator的属性,我们进行如下显式配置,结果将和上述使用注解@SequenceGenerator后的结果一致。

@Entity
public class Student {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.SEQUENCE, generator = "student_seq")

    private int id;
}

注解@SequenceGenerator上的allocationSize = N表示:每N个持久调用中一次从数据库中获取下一个值,在此之间将值局部增加1。具体是什么意思呢?通过对allocationSize属性的显式设置,此数字之后将再次进行数据库查询以获取下一个数据库序列值,默认情况下初始化值从1开始,且实体的主键始终将增加1,除非我们达到了该分配大小限制,一旦达到allocationSize后,将再次从数据库序列中检索下一个ID, 所以提高了性能。我们来举一个例子来说明,如下:

@Entity
public class Student {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.SEQUENCE, generator = "student_generator")
    @SequenceGenerator(name = "student_generator",sequenceName = "student_seq", allocationSize = 10)
    private int id;
}

我们将上述allocationSize设置为10,当进行第一个持久调用时,将从数据库中获取student_seq.next_val,随后的持久调用将不会进入到数据库,而是将在本地返回最后一个值+1,也就是说一直在内存中进行,直到该值达到限制10,这样就可以节省9次数据库读取,若有两个实体管理器试图做同一件事怎么办?当第一个实体管理器调用student_seq.next_val时,它将获得1,第二个实体将得到的主键值为11,因此,第一个实体管理器将继续像1、2、3... 10,第二个实体管理器将继续像11、 12、13 ... 20,然后提取下一个student_seq.next_val。此时通过控制台所对序列表所生成的SQL语句如下:

insert into student_seq values ( 1 )

select next_val as id_val from student_seq for update

update student_seq set next_val= ? where next_val=?

select next_val as id_val from student_seq for update

update student_seq set next_val= ? where next_val=?

 

我们看到上述对序列表的更新只执行了两次SQL操作,第一次则是插入1,然后更新为next_val = 11,第二次则是next_val = 21,具体如何计算想必不用再多讲。如上述所讲,通过设置此属性的大小可减少与数据库序列表的操作,从而提高性能,但是这将引来序列表Id和插入表的主键值Id不一致的问题,比如我们使用纯JDBC,那么获取插入行的下一个ID将是个问题。若将该属性设置为1,虽然解决了这个问题,但是,每次都会执行查询,如果数据库被其他应用程序访问,那么如果另一个应用程序同时使用相同的ID则会产生问题,如此看来,将该属性设置为1并没有什么很大的问题。序列ID的生成始终都是下一次而分配,通过默认值将其保留为50,这很显然太高了,如果我们将在一个会话中保留近50条记录,这些记录将不会持久保存,并且将使用此特定会话和转换来持久保存,那么它也将有所帮助,因此,在使用SequenceGenerator注解时,应始终使用allocationSize = 1, 对于大多数流行的关系数据库而言,序列始终以1递增为最佳。

 

到这里为止我们详细讨论了序列号策略生成主键的各种配置。默认情况下,生成hibernate_sequence的序列表且该序列表中的next_val和对应表中的主键增长一致,若我们显式配置generator属性,此时将更改序列表名称且此时序列表中的next_val将具有跳跃性,因为这种情况和通过添加注解@SequenceGenerator结果一致(默认allocationSize为50),若需要更改在内存中进行一次持久调用获取下一次序列号Id时,则需要添加注解@SequenceGenerator并显式配置allocationSize大小。那么问题来了,Hibernate针对序列号的生成器又有哪几种方式呢?在Hibernate 5之前针对序列号的生成器策略应该只有两种(具体未考证):SequenceGenerator、SequenceHiLoGenerator,在Hibernate 5中这两种生成器已被弃用,现在只有名为SequenceStyleGenerator一种生成器策略,在该生成器策略下有5种优化器:HILO、LEGACY_HILO、POOLED、POOED_LO、POOED_LOTL,具体请参看包【org.hibernate.id.enhanced】下的枚举StandardOptimizerDescriptor,截图如下:

如下,当我们只是配置了主键的生成为序列号生成策略时,此时为上述枚举none,不会选择任何优化器即此时序列号表的next_val和表主键自增长一致。

@Entity
public class Student {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.SEQUENCE)

    private int id;
}

当我们针对上述注解@GeneratedValue,如下显式配置generator属性或通过注解@SequenceGenerator显式配置allocationSizes时,此时将采用pooled【池化】优化器来解释allocationSize,换句话说:从Hibernate 5开始,当JPA实体标识符使用的分配大小大于1时,池优化器是Hibernate使用的默认基于序列的策略。

@Entity
public class Student {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.SEQUENCE, generator = "student_seq")

}

或者

@Entity
public class Student {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.SEQUENCE, generator = "student_generator")
    @SequenceGenerator(name = "student_generator",sequenceName = "student_seq",allocationSize = 3)
}

我们添加5条数据,此时在序列表中的next_val将为10,next_val值生成示意图如下:

 

若我们需要修改基于池优化器的序列策略,比如将优化器修改成hilo(高低优化器),这个优化器主要是针对高低算法的实现,我们可通过注解@GenericGenerator来指定,如下:

@Entity
public class Student {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.SEQUENCE, generator = "student_seq")
    @GenericGenerator(
            name = "student_seq",
            strategy = "sequence",
            parameters = {
                    @Parameter(name = "sequence_name",  value = "student_seq"),
                    @Parameter(name = "initial_value",  value = "1"),
                    @Parameter(name = "increment_size",  value = "3"),
                    @Parameter(name = "optimizer", value = "hilo")
            }
    )

    private int id;
}

注意:在注解@GeneratedValue上通过属性generator显式指定序列表名称时,尽量不要使用英文标点中的句号即【.】,因为Hibernate内置对此符号做了处理。

@Entity
public class Student {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.SEQUENCE, generator = "student.seq")

    private int id;
}

如上将生成名为seq的序列表,若在上述基础上继续添加【.】,例如修改为student.seq1.seq2,此时将抛出如下异常:

GenerationType.IDENTITY

该策略是最容易使用的,但从性能角度来看却不是最佳的。它依靠自动递增的数据库列,并允许数据库在每次插入操作时生成一个新值,从数据库的角度来看非常有效,因为对自动增量列进行了高度优化,并且不需要任何其他语句。但是则此方法有一个很大的缺点,Hibernate需要每个管理实体的主键值,因此必须立即执行insert语句,这样阻止了它使用其他优化技术(例如JDBC批处理)。

@Entity
public class Student {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)

    private int id;
}

GenerationType.TABLE

针对该主键生成策略很少使用,所以就不多讲了,它通过在数据库表中存储和更新其当前值来模拟序列,这需要使用悲观锁,该悲观锁将所有事务按顺序排列,这会减慢应用程序的速度,因此,如果数据库支持大多数流行的数据库所支持的序列,则应首选基于序列号的主键生成策略。

@Entity
public class Student {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.TABLE,generator = "student_generator")
    @TableGenerator(name="student_generator", table="id_generator")

    private int id;
}

总结

本节我们详细介绍了Hibernate 5.x中关于主键生成的策略,当然我们若不指定注解@GenerateValue,那么主键则需要显式指定,针对IDNENTITY和SEQUENCE策略,即使我们显式指定了主键,此时会被忽略而不会抛出异常,我们重点介绍了基于序列的主键生成策略,同时我们也推荐使用基于序列的策略来自动生成主键。好了,本文到此结束,我们下节见。

posted @ 2020-02-29 22:37  Jeffcky  阅读(1532)  评论(0编辑  收藏  举报