CN101067820A

CN101067820A - 预取对象的方法

Info

Publication number: CN101067820A
Application number: CN 200710100340
Authority: CN
Inventors: 梅宏; 曹东刚; 周明辉; 林亮
Original assignee: Peking University
Current assignee: Peking University
Priority date: 2007-06-08
Filing date: 2007-06-08
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2027-06-08
Also published as: CN100437590C

Abstract

本发明涉及一种对象关系持久化***中预取对象的方法，包括接收到读请求后，根据该读请求对应的对象的类型、关键字，判断对象缓存中是否存储有所述对象的信息；若有存储，则返回读请求对应的对象的信息；否则，根据所述对象在***中所存储的对象关系映射信息，分析所述对象的属性信息，并将生成的对象信息存入对象缓存中。本发明所涉及的对象关系持久化***中预取对象的方法，通过引进预取策略到对象关系持久化***中，适应了目前持久化***中种类多、数量大且关系复杂的对象设计，对对象查询中的关联关系做出更为精确的预取策略，最大程度地提高***的读命中率，同时降低网络通信的负担，提高企业应用性能。

Description

预取对象的方法

技术领域

本发明涉及一种预取对象的方法，尤其是一种在对象关系持久化***中预取对象的方法。

背景技术

随着企业应用软件***的日益成熟，***中的所要处理的数据量也呈指数级增长，使得应用负载日趋严重，加之网络带宽的不足，导致用户在使用***时延迟时间过长，因此，提高持久化应用性能成为企业应用的主要目标。持久化即把内存中的数据或文档保存到可永久保存的存储设备中，具体是指将内存中的数据存储在关系型的数据库中。

持久化操作包括和数据库相关的各种操作，持久化***位于业务逻辑层和数据库层中间，负责将数据对象保存到数据库中。提高持久化应用性能的有效的方法是采用缓存技术。缓存是介于应用程序和物理数据源之间的存储介质，其作用是为了降低应用程序对物理数据源访问的频率或次数，提高应用的运行性能。缓存内的数据是对物理数据源中的数据的复制，应用程序在运行时从缓存中读取数据。缓存的介质一般采用用于计算机内存的随机存取存储器，读、写速度很快；如果需要存放的数据量非常大时，也会采用硬盘作为缓存介质。

对于目前的中、大型软件***而言，需要持久化的对象种类多、数量大且关系复杂。在大型***中，具有不同类型的对象，对象之间的映射关系也相当复杂，从而大大增加了软件***的复杂程度，降低了***的性能。因此，在对对象进行预取时，目前采用的缓存预取方法主要是顺序预取算法，即对于读请求的对象，预取时只进行顺序的优化。这种方法中并没有考虑到目前持久化应用中，种类多、数量大且关系复杂的对象，因此无法对对象查询中的关联关系做出更为精确的预取策略，不分对象的大小，全部进行预取，会导致较大的网络资源浪费。

发明内容

本发明主要实施方式的目的在于提供一种对象关系持久化***中预取对象的方法，可提高***的读命中率，同时降低了网络通信的负担。

为此，本发明的各实施方式提供了一种对象关系持久化***中预取对象的方法，包括持久化***接收到读请求后，根据读请求对象的类型、关键字判断对象缓存中是否存储有所述读请求对象信息；若有存储，则向用户返回读请求对象信息；若没有存储，则根据所述读请求对象在持久化***中所存储的对象关系映射信息分析所述读请求对象的每个属性，并将生成的读请求对象信息存入对象缓存中。

本发明所涉及的对象关系持久化***中预取对象的方法，通过引进预取策略到对象关系持久化***中，适应了目前持久化***中种类多、数量大且关系复杂的对象设计，对对象查询中的关联关系做出更为精确的预取策略，最大程度地提高***的读命中率，同时也大大降低了网络通信的负担，提高企业应用性能。

下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

附图说明

图1为本发明对象关系持久化***中预取对象的方法流程示意图。

图2为对象缓存中无对象信息时持久化***获取读请求对象信息流程图。

具体实施方式

实施例一、

如图1所示，当用户向持久化***发出读请求后，步骤1持久化***接收到读请求后，根据读请求对应的对象的类型、关键字判断对象缓存中是否存储有所述对象的信息；步骤2若有存储，则返回读请求对应的对象的信息；步骤3若没有存储，则根据所述对象在持久化***中所存储的对象关系映射信息，分析所述对象的属性信息，并将生成的对象信息存入对象缓存中。

本发明要求在对象关系持久化***中维护对象关系映射信息，以保证在后续操作中，能够进行正确的关联和判断，这些映射信息应包括：各个为对象的类型、关键字以及其所关联的对象信息，对象所映射的数据库表，对象的不同属性所对应的包括数据库外键、关系表的数据库表项。本发明存储对象信息的关系数据库可以是当前流行的任意一种关系数据库。

当对象的属性值不大，即当对象的属性信息映射到数据库中的类型不是结构查询语言(Structured Query Language；以下简称：SQL)规范中所定义的大字符类型(最多可允许的字符容量是4G)通常指BLOG或CLOG数据类型时，进行预取判断，判断所述读请求对象属性是否为表示包括一对一、一对多、多对一、多对多的关联关系。

当此属性信息不是BLOG或CLOG等数据类型信息，且不表示一种关联关系信息时，即此属性不是业务对象类，具体说就是不表示该对象包含其他业务对象，则将所述对象的属性信息所对应的数据库表中的列名加入SQL语言查询中，查询相应的读请求对象信息。SQL是一种结构化查询语言，用于在关系数据库管理***中创建、获取、更新和删除数据，以经过“ANSI”和“ISO”标准化组织认证。所述的业务对象，是描述业务实现的对象，它是对实际业务模型中的角色和业务实体。

当此属性信息不是BLOG或CLOG等数据类型信息，且表示一种关联关系信息，即此属性是业务对象类，具体说就是表示该对象包含其他业务对象，这种关联关系可以是一对一，一对多，多对一和多对多，则再进行分别判断，判断其是指向单一对象的引用，还是指向一组对象的引用，建立所述对象与引用对象的连接，构造SQL查询，并查询相应的读请求对象信息。

当此属性信息不是BLOG或CLOG等数据类型信息，且表示一种关联关系信息，且为指向单一对象的引用时，该引用映射为数据库外键，存储在数据库表中。使用***在之前解析过程中所获得的对象关系映射信息，通过外键将该对象与引用对象建立连接，构造SQL查询，在一轮的SQL查询中，预取出数据库中所连接表中的所有相关行，将所获取的数据组成对象，放入对象缓存中。

当此属性信息不是BLOG或CLOG等数据类型信息，且表示一种关联关系信息，且为指向一组对象的引用时，该引用映射为关系表，存储在数据库中。使用***在之前解析过程中所获得的对象关系映射信息，通过该关系表将该对象与引用对象建立连接，构造SQL查询，在一轮的SQL查询中，预取出数据库中所连接表中的所有相关行，获取与之相关的所有对象，并将这组对象放入对象缓存中。

在一次的查询中，被引用的对象可能涉及到多级外连接和多张数据库表，在这里允许开发人员设计外连接的深度，来决定在一次查询中所关联的外连接深度。外连接具体是指是SQL查询时，连接两个数据库表的方式。如果数据库的记录少，并且数据库***具有良好的表连接性能，可以将该值设高。

将对象信息取出放入对象缓存中后，采用最近最少使用算法(以下简称：LRU)进行运算。LRU算法基本概念是当内存的剩余的可用空间不够时，缓冲区尽可能的先保留使用者最常使用的数据，就是优先清除较不常使用的数据，并释放其空间，如果缓存占满，则将最近最少使用的对象淘汰出对象缓存。

当属性值对象太大，即对象的属性信息映射到数据库中的类型是BLOG或CLOG数据类型信息，当对象信息在对象缓存中不存在，则先并不进行数据预取，而是通过为其生成一个动态代理放在对象缓存中。所述的动态代理具体是指在程序运行时动态生成一个类，该类实现了指定业务对象的所有方法接口。该类将对于接口方法的调用都动态分派到一个处理类去，截获调用，进行处理。

在这个动态代理里面并没有实际数据。当用户访问到该对象时，对于其中方法的调用，会转到处理类去，再通过该处理类即时构造SQL语句，访问数据库表中与所述读请求对象对应的行，构造出请求的对象，将所请求的大规模数据从数据库中传输给用户，并写入对象缓存，取代原先的动态代理。

本发明的目的是提供一种在对象关系持久化***预取对象以提高***性能的方法。通过引进这种预取策略到对象关系持久化***中，最大程度地提高***的读命中率，同时也大大降低了网络通信的负担。本发明通过上述预取策略，将相关联的对象都预先加载到缓存，按照局部性原理，最大程度地提高***的读命中率，有越多的对象被访问，越多的数据库查询就被预取策略所节约，从而带来更大的好处。同时由于对大规模数据对象的延迟读取也大大降低了网络通信的负担。这对于目前有复杂数据操作的企业应用有很大的性能提高，并且通过在对象缓存中保存常用对象，尽量避免大规模数据的传输，也很大的减少了网络通信的开销。

实施例二、

基于实施例一，本实施例具体以基于在“JPA”(Java Persistence API)持久化层中预取对象来说明本发明所涉及的方法的具体实现过程。JPA作为“Java EE 5.0”语言平台标准的对象关系映射规范，将得到所有Java EE服务器的支持。JPA通过“JDK 5.0”注解或可扩展标识语言(Extensible MarkupLanguage；以下简称：XML)描述对象关系表的映射关系，并将运行期的实体对象持久化到数据库中，JPA的API用来操作实体对象，执行创建，读取，更新和删除操作，框架在后台完成所有的事情。

基于JPA持久化层的实现包括：首先，根据“JDK 5.0”注解或XML描述，生成对象关系映射信息，具体是指所解析出的各个对象的类型，关键字以及它所关联的对象信息，对象所映射的数据库表，不同属性所对应的数据库表项，其中包括数据库外键和关系表，并保存在持久化层中，具体实现里这些映射信息被划分为对象模型，代表了“Java”程序设计语言中的对象实例和数据库模型，对应到数据库中所定义的“schema”。

在用户通过JPA的API向持久化层提交对象查询请求时，持久化层对用户查询请求进行分析，找出所查询对象的类型和查询中的关键字，通过这些参数首先在对象缓存中进行查找。在对象缓存中，每个对象以其类型和关键字为键值，存放于哈希表中，便于快速查找。如果该对象在对象缓存中命中，即它的类型和关键字所生成的键值存在于哈希表中，则将所缓存的对象信息返回给用户。

当该读请求在对象缓存中未命中，则根据其在持久化***中所存储的对象关系映射信息，分析该对象的每个属性。

若该属性值不大，即若对象的属性信息映射到数据库中的类型不是BLOG或CLOG等数据类型信息，且不是业务对象类，即其属性不表示一种关联关系，具体说就是不表示该对象包含其他业务对象，则将所述对象的属性信息所对应的数据库表中的列名加入SQL查询中，查询相应的读请求对象信息，并将查询结果方如对象缓存中。

若该属性值不大，即若对象的属性信息映射到数据库中的类型不是BLOG或CLOG等数据类型信息，且是业务对象类，即其属性表示一种关联关系，具体说就是表示该对象包含其他业务对象，这种关联关系可以是一对一，一对多，多对一和多对多，则进行预取判断。

对于指向单一对象的引用，具体为包括一对一和多对一，该引用映射为数据库外键，存储在数据库表中。则使用***在解析过程中所获得的对象关系映射信息，具体是指所解析出的各个对象的类型，关键字以及它所关联的对象信息，对象所映射的数据库表，不同属性所对应的数据库表项，其中包括数据库外键和关系表。通过该外键将该对象与引用对象间建立连接，构造SQL查询，在两个表之间用“JOINS”关键字连接，在一轮的SQL查询中，通过“OUTER JOIN”的方式取关联数据或集合，通过同一条“SELECT”语句来获得所引用的实体对象信息，放入对象缓存中。

对于指向一组对象的引用，该引用映射为关系表存储在数据库中。则使用***在解析过程中所获得的对象关系映射信息，则通过该关系表将该对象与引用对象间建立连接，构造SQL查询，通过“OUTER JOIN”的方式取关联数据或集合，通过同一条“SELECT”语句来实现，预取出数据库中所连接表中的所有相关行，获得所引用的实体对象信息集合，并将这组对象放入对象缓存中。

在上述一轮SQL查询中，若被引用的对象涉及到多级外连接和多张数据库表，在此持久层中设有“FETCHDEPTH”参数，允许开发人员通过此参数来配置外连接的深度，以决定在一次查询中所关联的外连接深度。当数据库的记录少，并且数据库***具有良好的表连接性能时，可设高该值，以提高性能。

将对象信息取出放入对象缓存中后，采用LRU算法进行管理，即如果缓存占满，则将最近最少使用的对象淘汰出对象缓存。

若确定属性值对象太大，即若对象映射到数据库中的类型是BLOG或CLOG数据类型，当该读请求在对象缓存中未命中时，并不进行数据预取，而是通过为其生成一个动态代理放在对象缓存中。所述的动态代理具体是指在程序运行时动态生成一个类，该类实现了指定业务对象的所有方法接口。该类将对于接口方法的调用都动态分派到一个处理类去，截获调用，进行处理。具体地，采用CGLIB，来生成动态代理，生成一个原有类的子类，并设置好回调函数，则当原有类的每个方法被调用时，就会转到生成类中所涉及的方法中，进行预先的处理。所述的CGLIB是一个强大的，高性能，高质量的代码生成类库，它可以在运行期扩展Java类与实现Java接口，从而可以不用像“JDK”自带的动态“proxy”必须基于接口。

在所述的动态代理内并没有实际数据，当用户访问该对象时，对于其中方法的调用，会转到处理类去，再通过该处理类即时构造SQL语句，访问在数据库中的对应行，构造出请求的对象，将所请求的大规模数据从数据库中传输给用户，并写入对象缓存，取代原先的动态代理。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims

1、一种预取对象的方法，其特征在于：包括：

接收到读请求后，根据该读请求对应的对象的类型、关键字，判断对象缓存中是否存储有所述对象的信息；

若有存储，则返回读请求对应的对象的信息；

否则，根据所述对象在***中所存储的对象关系映射信息，分析所述对象的属性信息，并将生成的对象信息存入对象缓存中。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述分析所述对象的属性信息之后，还包括：当所述对象的属性信息映射到数据库中的类型不是BLOG或CLOG数据类型信息时，进行预取判断。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的进行预取判断，具体为判断所述对象的属性信息是否是表示包括一对一、一对多、多对一、多对多的关联关系信息。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于：在所述进行预取判断之后，还包括：当所述对象的属性信息不是表示关联关系信息时，查询读请求对应的对象信息。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：将所述对象的属性信息所对应的数据库表中的列名加入SQL查询中，进行查询。

6、根据权利要3所述的方法，其特征在于：在所述进行预取判断之后，还包括：当所述对象的属性信息是表示关联关系信息时，查询所述读请求对应的对象信息。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于：建立所述读请求对应的对象与引用对象的连接，构造SQL查询，进行查询。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于：当所述读请求对应的对象的属性信息是表示关联关系信息，且为引用单一对象时，所述的建立所述读请求对应的对象与引用对象的连接，具体是通过数据库的外键建立所述读请求对应的对象与引用对象的连接。

9、根据权利要求7所述的方法，其特征在于：当所述读请求对应的对象的属性信息是表示关联关系信息，且为引用一组对象时，所述的建立所述读请求对应的对象与引用对象的连接，具体是通过数据库的关系表建立所述读请求对应的对象与引用对象的连接。

10、根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的查询所述读请求对应的对象信息是根据设定的外连接的深度进行查询。

11、根据权利要求1至10所述的任一方法，其特征在于：在将生成的对象的信息存入对象缓存中之后，采用最近最少使用算法管理对象缓存中信息。

12、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述的分析所述对象的属性信息之后，还包括：当所述对象的属性信息映射到数据库中的类型是BLOG或CLOG数据类型信息时，并不进行数据预取，而是生成一个动态代理存储在对象缓存中。

13、根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述的生成一个动态代理是动态生成一个类，所述类用于提供所述对象的所有方法接口。

14、根据权利要求13所述的方法，其特征在于：所述的动态代理中没有实际数据信息，当用户访问时，对于其中方法的调用，将转到处理类去，再通过所述的处理类构造SQL查询，访问数据库表中与所述对象相对应的行，构造请求对象信息，并存入对象缓存中取代原先的动态代理。

15、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的接收到读请求之前，还包括：生成并存储对象关系映射信息。