有个小伙伴看了文章后提出了不同的意见:

松哥认真和 BUG 同学聊了下,基本上明白了这个小伙伴的意思,于是我自己也写了个测试案例,重新整理了今天这篇文章,希望和小伙伴们一起探讨这个问题,也欢迎小伙伴们提出更好的方案。

1. 思路分析

批量插入这个问题,我们用 JDBC 操作,其实就是两种思路吧:

  • 用一个 for 循环,把数据一条一条的插入(这种需要开启批处理)。
  • 生成一条插入 sql,类似这种 insert into user(username,address) values('aa','bb'),('cc','dd')...
  • 到底哪种快呢?

    我们从两方面来考虑这个问题:

  • 插入 SQL 本身执行的效率。
  • 网络 I/O。
  • 先说第一种方案,就是用 for 循环循环插入:

  • 这种方案的优势在于,JDBC 中的 PreparedStatement 有预编译功能,预编译之后会缓存起来,后面的 SQL 执行会比较快并且 JDBC 可以开启批处理,这个批处理执行非常给力。
  • 劣势在于,很多时候我们的 SQL 服务器和应用服务器可能并不是同一台,所以必须要考虑网络 IO,如果网络 IO 比较费时间的话,那么可能会拖慢 SQL 执行的速度。
  • 再来说第二种方案,就是生成一条 SQL 插入:

  • 这种方案的优势在于只有一次网络 IO,即使分片处理也只是数次网络 IO,所以这种方案不会在网络 IO 上花费太多时间。
  • 当然这种方案有好几个劣势,一是 SQL 太长了,甚至可能需要分片后批量处理;二是无法充分发挥 PreparedStatement 预编译的优势,SQL 要重新解析且无法复用;三是最终生成的 SQL 太长了,数据库管理器解析这么长的 SQL 也需要时间。
  • 所以我们最终要考虑的就是我们在网络 IO 上花费的时间,是否超过了 SQL 插入的时间?这是我们要考虑的核心问题。

    2. 数据测试

    接下来我们来做一个简单的测试,批量插入 5 万条数据看下。

    首先准备一个简单的测试表:

    CREATE TABLE `user` (
      `id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
      `username` varchar(255) DEFAULT NULL,
      `address` varchar(255) DEFAULT NULL,
      `password` varchar(255) DEFAULT NULL,
      PRIMARY KEY (`id`)
    ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
    

    接下来创建一个 Spring Boot 工程,引入 MyBatis 依赖和 MySQL 驱动,然后 application.properties 中配置一下数据库连接信息:

    spring.datasource.username=root
    spring.datasource.password=123
    spring.datasource.url=jdbc:mysql:///batch_insert?serverTimezone=Asia/Shanghai&rewriteBatchedStatements=true
    

    大家需要注意,这个数据库连接 URL 地址中多了一个参数 rewriteBatchedStatements,这是核心。

    MySQL JDBC 驱动在默认情况下会无视 executeBatch() 语句,把我们期望批量执行的一组 sql 语句拆散,一条一条地发给 MySQL 数据库,批量插入实际上是单条插入,直接造成较低的性能。将 rewriteBatchedStatements 参数置为 true, 数据库驱动才会帮我们批量执行 SQL

    OK,这样准备工作就做好了。

    2.1 方案一测试

    首先我们来看方案一的测试,即一条一条的插入(实际上是批处理)。

    首先创建相应的 mapper,如下:

    @Mapper
    public interface UserMapper {
        Integer addUserOneByOne(User user);
    

    对应的 XML 文件如下:

    <insert id="addUserOneByOne">
        insert into user (username,address,password) values (#{username},#{address},#{password})
    </insert>
    

    service 如下:

    @Service
    public class UserService extends ServiceImpl<UserMapper, User> implements IUserService {
        private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(UserService.class);
        @Autowired
        UserMapper userMapper;
        @Autowired
        SqlSessionFactory sqlSessionFactory;
        @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
        public void addUserOneByOne(List<User> users) {
            SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession(ExecutorType.BATCH);
            UserMapper um = session.getMapper(UserMapper.class);
            long startTime = System.currentTimeMillis();
            for (User user : users) {
                um.addUserOneByOne(user);
            session.commit();
            long endTime = System.currentTimeMillis();
            logger.info("一条条插入 SQL 耗费时间 {}", (endTime - startTime));
    

    这里我要说一下:

    虽然是一条一条的插入,但是我们要开启批处理模式(BATCH),这样前前后后就只用这一个 SqlSession,如果不采用批处理模式,反反复复的获取 Connection 以及释放 Connection 会耗费大量时间,效率奇低,这种效率奇低的方式松哥就不给大家测试了。

    接下来写一个简单的测试接口看下:

    @RestController
    public class HelloController {
        private static final Logger logger = getLogger(HelloController.class);
        @Autowired
        UserService userService;
         * 一条一条插入
        @GetMapping("/user2")
        public void user2() {
            List<User> users = new ArrayList<>();
            for (int i = 0; i < 50000; i++) {
                User u = new User();
                u.setAddress("广州:" + i);
                u.setUsername("张三:" + i);
                u.setPassword("123:" + i);
                users.add(u);
            userService.addUserOneByOne(users);
    

    写个简单的单元测试:

    * 单元测试加事务的目的是为了插入之后自动回滚,避免影响下一次测试结果 * 一条一条插入 @Test @Transactional void addUserOneByOne() { List<User> users = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < 50000; i++) { User u = new User(); u.setAddress("广州:" + i); u.setUsername("张三:" + i); u.setPassword("123:" + i); users.add(u); userService.addUserOneByOne(users);

    可以看到,耗时 901 毫秒,5w 条数据插入不到 1 秒。

    2.2 方案二测试

    方案二是生成一条 SQL 然后插入。

    mapper 如下:

    @Mapper
    public interface UserMapper {
        void addByOneSQL(@Param("users") List<User> users);
    

    对应的 SQL 如下:

    <insert id="addByOneSQL">
        insert into user (username,address,password) values
        <foreach collection="users" item="user" separator=",">
            (#{user.username},#{user.address},#{user.password})
        </foreach>
    </insert>
    

    service 如下:

    @Service
    public class UserService extends ServiceImpl<UserMapper, User> implements IUserService {
        private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(UserService.class);
        @Autowired
        UserMapper userMapper;
        @Autowired
        SqlSessionFactory sqlSessionFactory;
        @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
        public void addByOneSQL(List<User> users) {
            long startTime = System.currentTimeMillis();
            userMapper.addByOneSQL(users);
            long endTime = System.currentTimeMillis();
            logger.info("合并成一条 SQL 插入耗费时间 {}", (endTime - startTime));
    

    然后在单元测试中调一下这个方法:

    * 合并成一条 SQL 插入 @Test @Transactional void addByOneSQL() { List<User> users = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < 50000; i++) { User u = new User(); u.setAddress("广州:" + i); u.setUsername("张三:" + i); u.setPassword("123:" + i); users.add(u); userService.addByOneSQL(users);

    可以看到插入 5 万条数据耗时 1805 毫秒。

    可以看到,生成一条 SQL 的执行效率还是要差一点。

    另外还需要注意,第二种方案还有一个问题,就是当数据量大的时候,生成的 SQL 将特别的长,MySQL 可能一次性处理不了这么大的 SQL,这个时候就需要修改 MySQL 的配置或者对待插入的数据进行分片处理了,这些操作又会导致插入时间更长。

    2.3 对比分析

    很明显,方案一更具优势。当批量插入十万、二十万数据的时候,方案一的优势会更加明显(方案二则需要修改 MySQL 配置或者对待插入数据进行分片)。

    3. MP 怎么做的?

    小伙伴们知道,其实 MyBatis Plus 里边也有一个批量插入的方法 saveBatch,我们来看看它的实现源码:

    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    @Override
    public boolean saveBatch(Collection<T> entityList, int batchSize) {
        String sqlStatement = getSqlStatement(SqlMethod.INSERT_ONE);
        return executeBatch(entityList, batchSize, (sqlSession, entity) -> sqlSession.insert(sqlStatement, entity));
    

    可以看到,这里拿到的 sqlStatement 就是一个 INSERT_ONE,即一条一条插入。

    再来看 executeBatch 方法,如下:

    public static <E> boolean executeBatch(Class<?> entityClass, Log log, Collection<E> list, int batchSize, BiConsumer<SqlSession, E> consumer) {
        Assert.isFalse(batchSize < 1, "batchSize must not be less than one");
        return !CollectionUtils.isEmpty(list) && executeBatch(entityClass, log, sqlSession -> {
            int size = list.size();
            int i = 1;
            for (E element : list) {
                consumer.accept(sqlSession, element);
                if ((i % batchSize == 0) || i == size) {
                    sqlSession.flushStatements();
    

    这里注意 return 中的第三个参数,是一个 lambda 表达式,这也是 MP 中批量插入的核心逻辑,可以看到,MP 先对数据进行分片(默认分片大小是 1000),分片完成之后,也是一条一条的插入。继续查看 executeBatch 方法,就会发现这里的 sqlSession 其实也是一个批处理的 sqlSession,并非普通的 sqlSession。

    综上,MP 中的批量插入方案跟我们 2.1 小节的批量插入思路其实是一样的。

    4. 小结

    好啦,经过上面的分析,现在小伙伴们知道了批量插入该怎么做了吧?

    松哥提供了一个测试案例,公众号后台回复批量插入测试获取案例地址,案例中有三个单元测试方法,直接运行,就可以看到批量插入的时间差异(数据库脚本在 resources 目录下)。

    感兴趣的小伙伴不妨试试~

    最后再次感谢 BUG 童鞋提出的意见~

    分类:
    后端
    标签: