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10w条数据仅需2秒,浅谈MyBatis批量插入方法

10w条数据仅需2秒,浅谈MyBatis批量插入方法

作者: java的小粉丝 | 来源:发表于2022-09-05 14:07 被阅读0次

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    准备工作

    1.循环单次插入

    2.MP 批量插入

    ① 控制器实现

    ② 业务逻辑层实现

    ③ 数据持久层实现

    MP 性能测试

    MP 源码分析

    3.原生批量插入

    ① 业务逻辑层扩展

    ② 数据持久层扩展

    ③ 添加 UserMapper.xml

    原生批量插入性能测试

    缺点分析

    总结


    先来简单说一下 3 种批量插入功能分别是:

    1. 循环单次插入;
    2. MP 批量插入功能;
    3. 原生批量插入功能。

    准备工作

    开始之前我们先来创建数据库和测试数据,执行的 SQL 脚本如下:

    -- ----------------------------
    -- 创建数据库
    -- ----------------------------
    SET NAMES utf8mb4;
    SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0;
    DROP DATABASE IF EXISTS `testdb`;
    CREATE DATABASE `testdb`;
    USE `testdb`;
    
    -- ----------------------------
    -- 创建 user 表
    -- ----------------------------
    DROP TABLE IF EXISTS `user`;
    CREATE TABLE `user`  (
      `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
      `name` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_bin NULL DEFAULT NULL,
      `password` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_bin NULL DEFAULT NULL,
      `createtime` datetime NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
      PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
    ) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 6 CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_bin ROW_FORMAT = Dynamic;
    
    -- ----------------------------
    -- 添加测试数据
    -- ----------------------------
    INSERT INTO `user` VALUES (1, '赵云', '123456', '2021-09-10 18:11:16');
    INSERT INTO `user` VALUES (2, '张飞', '123456', '2021-09-10 18:11:28');
    INSERT INTO `user` VALUES (3, '关羽', '123456', '2021-09-10 18:11:34');
    INSERT INTO `user` VALUES (4, '刘备', '123456', '2021-09-10 18:11:41');
    INSERT INTO `user` VALUES (5, '曹操', '123456', '2021-09-10 18:12:02');
    
    SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 1;
    

    数据库的最终效果如下:

    image.png

    编辑

    1.循环单次插入

    接下来我们将使用 Spring Boot 项目,批量插入 10W 条数据来分别测试各个方法的执行时间。

    循环单次插入的(测试)核心代码如下:

    import com.example.demo.model.User;
    import com.example.demo.service.impl.UserServiceImpl;
    import org.junit.jupiter.api.Test;
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
    
    @SpringBootTest
    class UserControllerTest {
    
        // 最大循环次数
        private static final int MAXCOUNT = 100000;
    
        @Autowired
        private UserServiceImpl userService;
    
        /**
         * 循环单次插入
         */
        @Test
        void save() {
            long stime = System.currentTimeMillis(); // 统计开始时间
            for (int i = 0; i < MAXCOUNT; i++) {
                User user = new User();
                user.setName("test:" + i);
                user.setPassword("123456");
                userService.save(user);
            }
            long etime = System.currentTimeMillis(); // 统计结束时间
            System.out.println("执行时间:" + (etime - stime));
        }
    }
    

    运行以上程序,花费了 88574 毫秒,如下图所示:

    image.png

    编辑

    2.MP 批量插入

    MP 批量插入功能核心实现类有三个:UserController(控制器)、UserServiceImpl(业务逻辑实现类)、UserMapper(数据库映射类),它们的调用流程如下:

    image.png

    编辑

    注意此方法实现需要先添加 MP 框架,打开 pom.xml 文件添加如下内容:

    <dependency>
        <groupId>com.baomidou</groupId>
        <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
        <version>mybatis-plus-latest-version</version>
    </dependency>
    

    ① 控制器实现

    import com.example.demo.model.User;
    import com.example.demo.service.impl.UserServiceImpl;
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    @RestController
    @RequestMapping("/u")
    public class UserController {
    
        @Autowired
        private UserServiceImpl userService;
    
        /**
         * 批量插入(自定义)
         */
        @RequestMapping("/mysavebatch")
        public boolean mySaveBatch(){
            List<User> list = new ArrayList<>();
            // 待添加(用户)数据
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                User user = new User();
                user.setName("test:"+i);
                user.setPassword("123456");
                list.add(user);
            }
            return userService.saveBatchCustom(list);
        }
    }
    

    ② 业务逻辑层实现

    import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.impl.ServiceImpl;
    import com.example.demo.mapper.UserMapper;
    import com.example.demo.model.User;
    import com.example.demo.service.UserService;
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    import org.springframework.stereotype.Service;
    import java.util.List;
    
    @Service
    public class UserServiceImpl extends ServiceImpl<UserMapper,User>
            implements UserService {
    
        @Autowired
        private UserMapper userMapper;
    
        public boolean saveBatchCustom(List<User> list){
            return userMapper.saveBatchCustom(list);
        }
    }
    

    ③ 数据持久层实现

    import com.baomidou.mybatisplus.core.mapper.BaseMapper;
    import com.example.demo.model.User;
    import org.apache.ibatis.annotations.Mapper;
    
    import java.util.List;
    
    @Mapper
    public interface UserMapper extends BaseMapper<User>{
    
        boolean saveBatchCustom(List<User> list);
    }
    

    经过以上代码实现,我们就可以使用 MP 来实现数据的批量插入功能了,但本篇除了具体的实现代码之外,我们还要知道每种方法的执行效率,所以接下来我们来编写 MP 的测试代码。

    MP 性能测试

    import com.example.demo.model.User;
    import com.example.demo.service.impl.UserServiceImpl;
    import org.junit.jupiter.api.Test;
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    @SpringBootTest
    class UserControllerTest {
    
        // 最大循环次数
        private static final int MAXCOUNT = 100000;
    
        @Autowired
        private UserServiceImpl userService;
    
        /**
         * MP 批量插入
         */
        @Test
        void saveBatch() {
            long stime = System.currentTimeMillis(); // 统计开始时间
            List<User> list = new ArrayList<>();
            for (int i = 0; i < MAXCOUNT; i++) {
                User user = new User();
                user.setName("test:" + i);
                user.setPassword("123456");
                list.add(user);
            }
            // MP 批量插入
            userService.saveBatch(list);
            long etime = System.currentTimeMillis(); // 统计结束时间
            System.out.println("执行时间:" + (etime - stime));
        }
    }
    

    以上程序的执行总共花费了 6088 毫秒,如下图所示:

    image.png

    编辑

    从上述结果可知,使用 MP 的批量插入功能(插入数据 10W 条),它的性能比循环单次插入的性能提升了 14.5 倍。

    MP 源码分析

    从 MP 和循环单次插入的执行时间我们可以看出,使用 MP 并不是像有些朋友认为的那样,还是循环单次执行的,为了更清楚的说明此问题,我们查看了 MP 的源码。

    MP 的核心实现代码是 saveBatch 方法,此方法的源码如下:

    image.png

    编辑

    我们继续跟进 saveBatch 的重载方法:


    image.png

    编辑

    从上述源码可以看出,MP 是将要执行的数据分成 N 份,每份 1000 条,每满 1000 条就会执行一次批量插入,所以它的性能要比循环单次插入的性能高很多。

    那为什么要分批执行,而不是一次执行?别着急,当我们看了第 3 种实现方法之后我们就明白了。

    3.原生批量插入

    原生批量插入方法是依靠 MyBatis 中的 foreach 标签,将数据拼接成一条原生的 insert 语句一次性执行的,核心实现代码如下。

    ① 业务逻辑层扩展

    在 UserServiceImpl 添加 saveBatchByNative 方法,实现代码如下:

    import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.impl.ServiceImpl;
    import com.example.demo.mapper.UserMapper;
    import com.example.demo.model.User;
    import com.example.demo.service.UserService;
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    import org.springframework.stereotype.Service;
    
    import java.util.List;
    
    @Service
    public class UserServiceImpl extends ServiceImpl<UserMapper, User>
            implements UserService {
    
        @Autowired
        private UserMapper userMapper;
    
        public boolean saveBatchByNative(List<User> list) {
            return userMapper.saveBatchByNative(list);
        }
    
    }
    

    ② 数据持久层扩展
    在 UserMapper 添加 saveBatchByNative 方法,实现代码如下:

    import com.baomidou.mybatisplus.core.mapper.BaseMapper;
    import com.example.demo.model.User;
    import org.apache.ibatis.annotations.Mapper;
    
    import java.util.List;
    
    @Mapper
    public interface UserMapper extends BaseMapper<User> {
    
        boolean saveBatchByNative(List<User> list);
    }
    

    ③ 添加 UserMapper.xml
    创建 UserMapper.xml 文件,使用 foreach 标签拼接 SQL,具体实现代码如下:

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN" "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
    <mapper namespace="com.example.demo.mapper.UserMapper">
        <insert id="saveBatchByNative">
            INSERT INTO `USER`(`NAME`,`PASSWORD`) VALUES
            <foreach collection="list" separator="," item="item">
                (#{item.name},#{item.password})
            </foreach>
        </insert>
    
    </mapper>
    

    经过以上步骤,我们原生的批量插入功能就实现的差不多了,接下来我们使用单元测试来查看一下此方法的执行效率。

    原生批量插入性能测试
    import com.example.demo.model.User;
    import com.example.demo.service.impl.UserServiceImpl;
    import org.junit.jupiter.api.Test;
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    @SpringBootTest
    class UserControllerTest {
    
        // 最大循环次数
        private static final int MAXCOUNT = 100000;
    
        @Autowired
        private UserServiceImpl userService;
        
        /**
         * 原生自己拼接 SQL,批量插入
         */
        @Test
        void saveBatchByNative() {
            long stime = System.currentTimeMillis(); // 统计开始时间
            List<User> list = new ArrayList<>();
            for (int i = 0; i < MAXCOUNT; i++) {
                User user = new User();
                user.setName("test:" + i);
                user.setPassword("123456");
                list.add(user);
            }
            // 批量插入
            userService.saveBatchByNative(list);
            long etime = System.currentTimeMillis(); // 统计结束时间
            System.out.println("执行时间:" + (etime - stime));
        }
    }
    

    然而,当我们运行程序时却发生了以下情况:

    image.png

    编辑

    纳尼?程序的执行竟然报错了。

    缺点分析

    从上述报错信息可以看出,当我们使用原生方法将 10W 条数据拼接成一个 SQL 执行时,由于拼接的 SQL 过大(4.56M)从而导致程序执行报错,因为默认情况下 MySQL 可以执行的最大 SQL(大小)为 4M,所以程序就报错了。

    这就是原生批量插入方法的缺点,也是为什么 MP 需要分批执行的原因,就是为了防止程序在执行时,因为触发了数据库的最大执行 SQL 而导致程序执行报错。

    解决方案

    当然我们也可以通过设置 MySQL 的最大执行 SQL 来解决报错的问题,设置命令如下:

    -- 设置最大执行 SQL 为 10M
    set global max_allowed_packet=10*1024*1024;
    

    如下图所示:


    image.png

    编辑

    注意:以上命令需要在 MySQL 连接的客户端中执行。

    但以上解决方案仍是治标不治本,因为我们无法预测程序中最大的执行 SQL 到底有多大,那么最普世的方法就是分配执行批量插入的方法了(也就是像 MP 实现的那样)。

    当我们将 MySQL 的最大执行 SQL 设置为 10M 之后,运行以上单元测试代码,执行的结果如下:


    image.png

    编辑

    总结

    本文我们介绍了 MyBatis 批量插入的 3 种方法,其中循环单次插入的性能最低,也是最不可取的;使用 MyBatis 拼接原生 SQL 一次性插入的方法性能最高,但此方法可能会导致程序执行报错(触发了数据库最大执行 SQL 大小的限制),所以综合以上情况,可以考虑使用 MP 的批量插入功能。

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