hibernate的延迟加载

延迟加载（lazy load）也叫懒加载，它是Hibernate为提高程序执行效率而提供的一种机制，即只有真正使用该对象的数据时才会创建。

      Hibernate中主要通过代理（proxy）机制来实现延迟加载的。具体过程：Hibernate从数据库获取某一个对象数据时、获取某一个对象的集合属性值时，或获取某一个对象所关联的另一对象时，由于没有使用该对象的数据（除标识符值外），Hibernate并不从数据库加载真正的数据，而只是为该对象创建一个代理对象来代表这个对象，这个对象上的所有属性都为默认值；只有在真正需要使用该对象的数据时才创建这个真实对象，真正从数据库中加载它的数据。这样在某些情况下，就可以提高查询效率。

      Hibernate中默认采用延迟加载的情况主要由以下几种：

    （1）当调用Session上的load()方法加载一个实体时，会采用延迟加载。

    （2）当Session加载某个实体时，会对这个实体中的集合属性值采用延迟加载。

    （3）当Session加载某个实体时，会对这个实体所单端关联的另一个实体对象采用延迟加载。

     例如：如下程序代码

    Account acc=(Account)session.load(Account.class,new Long(1));//返回的是一个代理对象

    System.out.println(acc.getId());//没有发送SQL语句到数据库加载数据

    System.out.println(acc.getLoginName());//创建真实的Account实例，并发送SQL语句到数据库中加载数据

    解释：Session的load()方法对实体的加载默认采用延迟加载，而get()方法默认采用立即加载，所以第一行代码只返回一个代理对象，而第三行Hibernate才创建真实的Account实例。如果只访问对象标识符属性，它就没有必要初始化代理。

      延迟加载确实会给程序的查询效率带来好处，但有时明确知道数据需要立即加载的，如果Hibernate先默认使用延迟加载，而后又必须去数据库加载，反而会降低效率。所以，需要根据应用程序的实际情况来灵活控制是否使用延迟加载。在Hibernate中只需要修改响应的配置来启用或关闭延迟加载功能：

   （1）在加载单个实体，如果不需要延迟加载，就可以使用Session的get()方法。

   （2）当Session加载某个实体时，不需要对这个实体中的集合属性值延迟加载，而是要立即加载。这时可以再映射文件中针对这个集合的配置元素（<set>、<bag>、<list>......）添加属性lazy=false。

  （3）当Session家在某个实体时，不需要对这个实体所单端关联的另一个实体对象延迟加载，就可以在映射文件中针对这个单端关联的配置元素（<one-to-ong>、<many-to-one>）添加属性lazy=false。

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：

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

<span style="font-size:18px;">  public void testLazy() {
        // 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。
        SessionFactory<User, String> sessionFactory = new SessionFactoryImpl<User, String>(
                User.class);
        Session<User, String> session = sessionFactory.openSession();
        User u = session.load("1");
        // 这一句不会触发数据库查询操作，请看图1
        assertEquals("1", u.getId());
        // 访问的是非主键属性，开始查询数据库，请看图2
        assertNotSame("11", u.getName());
        session.close();
    }</span>

 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

@Entity
public class User{
    @Id
    private String id;

    @Column
    private String name;

    ........set,get省略
}

<span style="font-size:18px;">@Entity
public class User{
    @Id
    private String id;

    @Column
    private String name;

    ........set,get省略
}
</span>

 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

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.FIELD)
public @interface Id {

}

<span style="font-size:18px;">@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.FIELD)
public @interface Id {

}
</span>

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

public T load(PK id) {
        // 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)，
        // 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
        final FieldClass fieldClass = annotationParas.generatorSQL(type);
        T obj = null;
        // 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
        LazyInitializer<T, PK> interceptor = new LazyInitializerImpl<T, PK>();
        // 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
        // 从而将对象初始化
        interceptor.setSession(this);

        // 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
        // User=User
EnhancerByCGLib
... 我就不多说了
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(type);
        // 注意别忘记将刚才生成的拦截器注入到代理中去
        enhancer.setCallback(interceptor);
        obj = (T) enhancer.create();

        try {
            // 因为通过CGLib生成的User对象，主键属性id=null
            // 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
            // 到此，load方法执行完毕，始终没有查询数据库
            Method method = type.getMethod(getMethodFromField(fieldClass
                    .getKey()),
                    new Class<?>[] { fieldClass.getKey().getType() });
            method.invoke(obj, new Object[] { id });
            return obj;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

        throw new RuntimeException("找不到主键为：[" + id + "]的实体");
    }

<span style="font-size:18px;">public T load(PK id) {
        // 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)，
        // 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
        final FieldClass fieldClass = annotationParas.generatorSQL(type);
        T obj = null;
        // 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
        LazyInitializer<T, PK> interceptor = new LazyInitializerImpl<T, PK>();
        // 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
        // 从而将对象初始化
        interceptor.setSession(this);

        // 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
        // User=User
EnhancerByCGLib
... 我就不多说了
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(type);
        // 注意别忘记将刚才生成的拦截器注入到代理中去
        enhancer.setCallback(interceptor);
        obj = (T) enhancer.create();

        try {
            // 因为通过CGLib生成的User对象，主键属性id=null
            // 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
            // 到此，load方法执行完毕，始终没有查询数据库
            Method method = type.getMethod(getMethodFromField(fieldClass
                    .getKey()),
                    new Class<?>[] { fieldClass.getKey().getType() });
            method.invoke(obj, new Object[] { id });
            return obj;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

        throw new RuntimeException("找不到主键为：[" + id + "]的实体");
    }</span>

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：

public class LazyInitializerImpl<T, PK extends Serializable> implements
        LazyInitializer<T, PK>, MethodInterceptor {

    private Session<T, PK> session; // 绑定的session对象
    private boolean isAlreadyInit = false; // 是否已经查询过数据库
    private T targetObject; // 目标对象

    // 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
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args,
            MethodProxy proxy) throws Throwable {
        // 继续利用反射得到代理对象的标有@Id的主键属性
        Class<?> clas = obj.getClass();
        Field field = getPrimaryKey(clas);

        assert (field != null);
        // 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
        // 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
        if (method.getName().toLowerCase().indexOf(field.getName()) > -1) {
            return proxy.invokeSuper(obj, args);
        } else {
            if (!isAlreadyInit) {
                field.setAccessible(true);
                // session.get方法直接查询数据库，并将ResultSet结果组将成User对象
                targetObject = session.get((PK) field.get(obj));
                isAlreadyInit = true;
            }
            return method.invoke(targetObject, args);

        }

    }

        ..............省略其它辅助方法

}

<span style="font-size:18px;">public class LazyInitializerImpl<T, PK extends Serializable> implements
        LazyInitializer<T, PK>, MethodInterceptor {

    private Session<T, PK> session; // 绑定的session对象
    private boolean isAlreadyInit = false; // 是否已经查询过数据库
    private T targetObject; // 目标对象

    // 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
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args,
            MethodProxy proxy) throws Throwable {
        // 继续利用反射得到代理对象的标有@Id的主键属性
        Class<?> clas = obj.getClass();
        Field field = getPrimaryKey(clas);

        assert (field != null);
        // 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
        // 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
        if (method.getName().toLowerCase().indexOf(field.getName()) > -1) {
            return proxy.invokeSuper(obj, args);
        } else {
            if (!isAlreadyInit) {
                field.setAccessible(true);
                // session.get方法直接查询数据库，并将ResultSet结果组将成User对象
                targetObject = session.get((PK) field.get(obj));
                isAlreadyInit = true;
            }
            return method.invoke(targetObject, args);

        }

    }

        ..............省略其它辅助方法

}</span>

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