使用Java Streams查询数据库

使用Java Streams查询数据库
在本文中，您将学习如何编写能够处理现有数据库中的数据的纯Java应用程序，而无需编写单行SQL（或类似的HQL语言），也无需花费数小时将所有内容放在一起。在您的应用程序准备就绪后，您将学习如何通过添加两行代码，使用in-JVM加速来加速延迟性能超过1,000。

在本文中，我们将使用Speedment，它是一个Java流ORM，可以直接从数据库模式生成代码，并且可以自动将Java Streams直接呈现给SQL，允许您使用纯Java编写代码。

您还将发现，通过JVM内存技术可以显着提高数据访问性能，其中Streams直接从RAM运行。

示例数据库
我们将使用名为Sakila的MySQL示例数据库。它有表格，电影，演员，类别等，可以在这里免费下载。

第1步：连接到您的数据库
我们将pom.xml使用您可以在此处找到的Speedment Initializer 开始配置文件。按“下载”，您将获得项目文件夹，其中Main.java包含自动生成的文件。

接下来，解压缩项目文件夹zip文件，打开命令行，然后转到解压缩文件夹（pom.xml文件所在的位置）。

然后，输入以下命令：

mvn speedment：工具
这将启动Speedment工具并提示您输入许可证密钥。选择“开始免费”，您将自动获得免费许可。现在您可以连接到数据库并开始使用：

第2步：生成代码
从数据库加载架构数据后，可以通过按“生成”按钮生成完整的Java域模型。

这只需要一两秒钟。

第3步：编写应用程序代码
与步骤2中的域模型一起，自动生成Speedment实例的构建器。打开Main.java文件并使用以下代码替换main()方法中的代码：

SakilaApplication  app  =  new  SakilaApplicationBuilder（）
    。withPassword（“sakila-password”）//替换为您自己的密码
    。build（）;

接下来，我们将编写一个将打印出所有电影的应用程序。不可否认，这是一个小应用程序，但我们将在本文的过程中对其进行改进。

//获得允许我们使用的FilmManager
//使用“电影”表
FilmManager  电影 =  app。getOrThrow（FilmManager。类）;
//创建所有电影的流和打印
//每部电影
电影。流（）
    。的forEach（系统。出来 :: 的println）;

不是那么简单吗？

运行时，Java流将自动呈现给SQL。为了实际查看呈现的SQL代码，请修改我们的应用程序构建器并使用STREAM日志类型启用日志记录：

SakilaApplication  app  =  new  SakilaApplicationBuilder（）
    。withPassword（“sakila-password”）
    。withLogging（ApplicationBuilder。日志类型。STREAM）
    。build（）;

这是运行应用程序时SQL代码的样子：

选择
film_id，title，description，release_year，
language_id，original_language_id，rental_duration，rental_rate，
length，replacement_cost，rating，special_features，last_update
从
sakila.film，
值：[]
呈现的SQL代码可能因您选择的数据库类型而异（例如MySQL，MariaDB，PostgreSQL，Oracle，MS SQL Server，DB2，AS400等）。这些变化是自动的。

上面的代码将产生以下输出（为简洁起见缩短）：

FilmImpl {filmId = 1，title = ACADEMY DINOSAUR，...，length = 86，...}
FilmImpl {filmId = 2，title = ACE GOLDFINGER，...，length = 48，...}
FilmImpl {filmId = 3，title = ADAPTATION HOLES，...，length = 50，...}
...

第4步：使用过滤器
Speedment流支持所有Stream操作，包括过滤器。假设我们只想过滤那些超过60分钟的电影。这可以通过在我们的应用程序中添加以下代码来实现：

films.stream（）
.filter（Film.LENGTH.greaterThan（60））
.forEach（的System.out ::的println）;
渲染SQL：

选择
film_id，title，description，release_year，
language_id，original_language_id，rental_duration，rental_rate，
length，replacement_cost，rating，special_features，
last_update
从
sakila.film
哪里
（length>？），
价值观：[ 60 ]
生成的输出：

FilmImpl {filmId = 1，title = ACADEMY DINOSAUR，...，length = 86，...}
FilmImpl {filmId = 4，title = AFFAIR PREJUDICE，...，length = 117，...}
FilmImpl {filmId = 5，title = AFRICAN EGG，... length = 130，...}

可以组合过滤器以创建更复杂的表达式，如下所示：

电影。流（）
    。过滤器（
        电影。长度。大唐（60）。或（电影。长度。较少（30））
    ）
    。的forEach（系统。出来 :: 的println）;

这将返回所有短于30分钟或超过一小时的电影。检查您的日志文件，您将看到此Stream也呈现给SQL。

第5步：定义元素的顺序
默认情况下，元素在流中的显示顺序是未定义的。要定义特定订单，请将sorted()操作应用于如下所示的流：

电影。流（）
    。过滤器（电影。LENGTH。GREATERTHAN（60））
    。排序（电影。标题）
    。的forEach（系统。出来 :: 的println）;

渲染SQL：

选择 
    `film_id`，`title`，`description`，`release_year`，
    `language_id`，`original_language_id`，`rental_duration`，`rental_rate`，
    `length`，`replacement_cost`，`rating`，`special_features`，
    `last_update` 
从 
    `sakila`.`film` 
哪里 
    （`长度`>？） 
ORDER  BY 
    `长度` ASC，
价值观：[ 60 ]

生成的输出：

FilmImpl {filmId = 77，title = BIRDS PERDITION，...，length = 61，...}
FilmImpl {filmId = 106，title = BULWORTH COMMANDMENTS，...，length = 61，}
FilmImpl {filmId = 114，title = CAMELOT VACATION，...，length = 61，..}
...

您还可以组合多个分拣机来定义主要订单，次要订单等。

电影。流（）
    。过滤器（电影。LENGTH。GREATERTHAN（60））
    。排序（电影。长度。然后比较（电影。标题。反转（）））
    。的forEach（系统。出来 :: 的println）;

这将按照LENGTH顺序（升序）然后按TITLE顺序（降序）对电影元素进行排序。您可以撰写任意数量的字段。

注意：如果您按升序组成两个或多个字段，则应使用字段的方法.comparator()。也就是说，sorted(Film.LENGTH.thenComparing(Film.TITLE.comparator()))而不仅仅是sorted(Film.LENGTH.thenComparing(Film.TITLE))

第6步：页面并避免大对象块
通常，人们想要分页结果以避免使用不必要的大对象块。假设我们希望每页看到50个元素，我们可以编写以下通用方法：

private  static  final  int  PAGE_SIZE  =  50 ;
public  static  < T >  Stream < T >  页面（
    经理< T >  经理，
    谓词<？ 超级 T >  谓词，
    比较器<？ 超级 T >  比较器，
    int  pageNo
）{
    回归 经理。流（）
        。过滤器（谓词）
        。排序（比较器）
        。跳过（pageNo  *  PAGE_SIZE）
        。限制（PAGE_SIZE）;
}

此实用程序方法可以使用ANY过滤器对ANY表进行分页，并按任意顺序对其进行排序。

例如，调用：

page（电影，电影.LENGTH.greaterThan（60），Film.TITLE，3）

将返回超过60分钟的电影流，并按照显示第三页的标题排序（即跳过150部电影并显示以下50部电影）。

渲染SQL：

选择 
    `film_id`，`title`，`description`，`release_year`，
    `language_id`，`original_language_id`，`rental_duration`，`rental_rate`，
    `length`，`replacement_cost`，`rating`，`special_features`，
    `last_update` 
从 
    `sakila`.`film` 
哪里
    （`长度`>？） 
ORDER  BY
     `title` ASC 
限制 ？OFFSET ?,
值：[ 60，50，150 ]

生成的输出：

FilmImpl {filmId = 165，title = COLDBLOODED DARLING，... length = 70，...}
FilmImpl {filmId = 166，title = COLOR PHILADELPHIA，...，length = 149 ...}
FilmImpl {filmId = 167，title = COMA HEAD，... length = 109，...}
...

同样，如果我们使用了另一种数据库类型，那么SQL代码会略有不同。

第7步：In-JVM内存加速
由于您在初始化程序中使用了标准配置，因此在您的pom.xml文件中启用了In-JVM内存加速。要激活应用程序中的加速，只需修改初始化代码，如下所示：

SakilaApplication  app  =  new  SakilaApplicationBuilder（）
    。withPassword（“sakila-password”）
    。withBundle（InMemoryBundle。类）
    。build（）;
    //将数据库中的数据加载到内存中快照中
    app。getOrThrow（DataStoreComponent。类）。load（）;

现在，不是呈现SQL查询，而是直接从RAM提供表流。内存索引也会加速过滤，排序和跳过。内存表和索引都存储在堆外，因此它们不会导致垃圾收集复杂性。

在我的笔记本电脑（Mac Book Pro，15英寸，2015年中期，16 GB，i7 2.2 GHz）上，对于我计算与过滤器和排序流相匹配的影片的流，查询延迟减少了1,000倍以上反对在我的本地计算机上运行的MySQL数据库（版本5.7.16）的标准安装。

概要
在本文中，您了解了使用纯Java流查询现有数据库是多么容易。您还了解了如何使用in-JVM内存流技术加速对数据的访问。Sakila数据库和Speedment都可以免费下载和使用，所以请亲自试试。