PageHelper分页和ThreadLocal

Mr-X～

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分类专栏：个人思考总结文章标签： java 开发语言

于 2024-05-26 19:15:01 首次发布

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PageHelper分页
ThreadLocal的进一步总结，以及另一个使用场景

PageHelper分页

PageHelper可以帮助我们后端数据分页，具体的使用场景如下图：
在这里插入图片描述
那么它的原理是什么呢？在讲述它的原理之间我们先来说下ThreadLocal和ThreadLocalMap的作用。

ThreadLocalMap和ThreadLocal

每一个线程都有一个ThreadLocalMap集合，这个集合的key是ThreadLocal，这个集合的value是我们要存储的某个值。
所以一个线程里面其实会牵涉到多个ThreadLocal对象。

为什么一个线程需要设置一个专属的ThreadLocalMap呢？因为避免当前线程的数据被污染，比如说当A线程使用PageHelper.startPage(1,6)方法进行分页查询的时候，当执行完这句代码之后就会把分页参数设置到ThreadLocalMap里面，比如我现在的分页参数是查询当前页pageNum为1的数据，然后每页的数据大小pageSize为6，其实也就是查询数据库表的前六条数据。那这个时候我们就需要把pageNum和pageSize这两个关键的参数设置到ThreadLocalMap保存。那么问题来了，假如这个时候别的地方的线程也调用了PageHelper.startPage方法去设置参数，这不就冲突了吗？
因此每个线程我们都会设置一个私有数据存储的地方，这个私有区域只有当前线程才能访问，其他线程不能访问。我们每个线程的私有区域其实就是ThreadLocalMap。

那么问题又来了，既然都已经有了线程私有区域ThreadLocalMap了，为什么我们还需要设置多个ThreadLocal作为key呢？原因很简单，因为一个线程里面可以操作多个客户端，比如在netty模型里面，一个线程就可以处理多个客户端连接，假如这多个客户端都需要分页的话，那么我们需要把分页设置数据pageNum和pageSize存储到那个地方呢？这些客户端存储的数据怎么区分呢？答案就是使用ThreadLocal进行区分，所以你可以把一个ThreadLocal理解成当前线程处理的一个客户端，然后value数据就是当前线程为当前客户端保存的私有线程数据。

那么这样的话，我们分页的时候，就可以通过ThreadLocal为每个客户端保存它专属的分页设置数据了，所有的线程互不影响，并且一个线程里面的所有的客户端也互不影响。

在这里插入图片描述
可以发现每个线程都有一个ThreadLocalMap私有数据存储空间。里面的key是ThreadLocal类型，value就是具体的存储的数据。

执行完PageHelper.startPage之后，分页参数存储到哪里了？

分页参数存储到了PageHelper的父类PageMethod的ThreadLocal属性中了如下图：
在这里插入图片描述

存储到了PageMethod的ThreadLocal中，每个客户端对应一个ThreadLocal私有区域，里面存储的是Page分页相关信息，接下来看一下Page分页信息都有什么，如下图：

最常见的就是当前页数，每页大小，总数据条数，以及总页数等。

Page和List的关系？

Page是保存分页数据信息的。Page是List的一个子类，如下图：
在这里插入图片描述

PageInterceptor分页拦截器的作用？

PageHelper内部实现了一个名为PageInterceptor的拦截器，该拦截器会被MyBatis加载到拦截器链中。当MyBatis执行查询操作的时候，PageInterceptor会在真正执行查询sql语句之前，拦截sql语句，为什么呢？因为PageHelper需要去进行分页查询，而分页查询则必须去修改原先的sql查询语句，比如说拦截到sql查询语句之后，我们会去修改这个sql语句，跟句我们ThreadLocal里面之前获取的Page分页参数，去改造查询sql语句，比如说加一个limit关键字，进行适当的查询，生成最新的sql，然后去执行这个sql语句。
这样其实也就实现了我们的分页查询。

在这里插入图片描述
在执行UserMapper.selectAll相关的sql查询之前，PageInteceptor分页拦截器会拦截sql语句并进行修改。

不知道你有没有想一个问题，就是在下一句代码执行的时候，也就是new PageInfo执行的时候，它要求参数必须是Page类型才可以进行数据设置，但是我们的userList分明是个List集合啊！那么问题来了，为什么list集合在后面变成了Page类型呢？我们代码里面也没有手动的转换啊？这是怎么回事呢？其实是因为当我们的PageInteceptor分页插件拦截查询sql语句之后，修改sql语句，然后执行sql语句获取执行数据集合的时候，得到的集合其实是Page类型，然后PageInteceptor分页插件再把这个Page子类型向上转型为它的父类List类型。因此我们得到的userList集合类型是可以向下转型为Page类型的，它实际上是一个Page类型。

那么还有一个问题，为什么我们的PageInfo可以通过userList得到所有的数据条数，比如我们数据库表总数据是11条，但我们每页大小是6条，现在分页之后，我们取出第一页数据，那么在userList其实我们查询出来的数据只有前六条而已，那么为什么在使用PageInfo的构造函数之后，参数是userList，但是我们却可以得到总数据条数是11条呢？
其实这也是PageInteceptor分页插件的功劳，因为我们知道改造sql语句之前的sql是什么样子的，没有改造之前查询的就是总数据条数，我们可以在PageInteceptor分页拦截器拦截的时候获取总数据条数，然后设置给Page，最后Page转换为list。然后在PageInfo中list又会向下转型为Page，我们也就在PageInfo中得到总数据条数了。

注意如果要想PageInterceptor分页拦截器生效，那么必须需要在mybatis配置文件中声明使用PageInterceptor插件，如下图：
在这里插入图片描述
不然的话此分页插件失效，那么我们的整体的分页查询也就会失败了。

PageInfo的作用与结构？

首先说下PageInfo的作用？PageInfo是最终取分页数据的对象，比方说我们的分页查询的数据集合，当前页，每页大小，总数据条数，上一页是多少页，下一页是多少页等，我们程序员都是从PageInfo里面读取的。但是有人可能会有疑问，这些东西Page对象里面基本上也有啊，为什么不从Page对象里面读取呢？因为Page对象是面向源码的，源码读取数据的时候确实是从Page对象里面，比如PageInterceptor分页插件存储数据的时候就会用到Page对象。
但我们最终自己数据读取的时候是从PageInfo里面读取的，如下图：
在这里插入图片描述

接下来看下PageInfo对象的结构，如下图：
在这里插入图片描述
除了一些基本的分页数据，可以发现PageInfo类还继承了PageSerializable类，这个类里面主要是存储我们的分页数据list集合和查询总数据total的，如下图：

最后看下引入的pagehelper分页依赖坐标与mybatis坐标

在这里插入图片描述

 <dependencies>
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.mybatis/mybatis -->
        <dependency>
            <groupId>org.mybatis</groupId>
            <artifactId>mybatis</artifactId>
            <version>3.5.16</version>
        </dependency>

        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.github.pagehelper/pagehelper -->
        <dependency>
            <groupId>com.github.pagehelper</groupId>
            <artifactId>pagehelper</artifactId>
            <version>6.1.0</version>
        </dependency>


        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>1.18.24</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-context</artifactId>
            <version>5.3.10</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
            <version>8.0.26</version>
        </dependency>
    </dependencies>

ThreadLocal的进一步总结，以及另一个使用场景

ThreadLocal创建副本

当调用ThreadLocal的set方法或者get方法的时候，会给当前线程创建一个副本，这个副本里面只保存当前线程处理的客户端的数据信息，比如说在netty中，一个线程会处理多个客户端请求，比如当前线程处理了1000个客户端请求，那么当在当前线程中调用ThreadLocal的set方法或者是get方法是，都会创建一个线程副本，怎样创建的呢？首先在ThreadLocal的set方法或者get方法中都可以得到当前线程CurrentThread，然后我们会创建一个ThreadLocalMap集合放到当前线程属性中，如下图：
在这里插入图片描述

上面我们分析的是ThreadLocal的set方法，从上面的方法中可以看到，当调用ThreadLocal的方法之后，会得到当前线程Thread，然后往当前线程中创建一个副本ThreadLocalMap。这个副本是一个map集合，key就是ThreadLocal类型，表示的是一个线程对应的多个客户端中的某一个客户端，然后value对应的就是给这个客户端存储的值，这个值只能当前线程的当前客户端才能使用，因此我们使用ThreadLocal类就可以避免出现线程安全问题了，因为一个客户端通过ThreadLocal存储的数据，只能这个客户端使用，既便是当前线程的其他客户端也是不能使用的。

ThreadLocal.withInitial(…)方法的作用

ThreadLocal#withInitial方法的作用主要是给当前线程对应的副本ThreadLocalMap设置value类型的，因为副本ThreadLocalMap是一个map集合类型，并且它的键也已经确定了，就是ThreadLocal类型，代表的是一个线程处理的多个客户端中的一个，但是它的value值类型并没有确定，其实也就是我们的客户端需要存储什么类型的数据。
如下图：
在这里插入图片描述

上图中我们客户端存放到线程副本ThreadLocalMap中的局部变量类型就是HashMap<String, String>类型。

需求场景

假如现在用户在某个浏览器上操作界面，要给服务端发送请求，然后服务端内部有个拦截器，会拦截用户请求，然后去得到用户操作的浏览器信息和操作时间的信息，这个时候如果要用ThreadLocal来实现，要怎么做呢？

首先我们先确定客户端需要存储什么类型的数据，这里我设置的是存储HashMap<Srting, String>类型的数据，如下图：
在这里插入图片描述
然后拦截器中会调用我们TestThreadLocal类的方法，这里先忽略掉！
接着我们就是把用户相关的数据存放到ThreadLocal对应的一个HashMap中，对应的就是setUserOperateInfo方法；
最后就是其他的业务类通过getUseBrowser方法和getOperateTime方法去获取到用户操作信息了。

思考一个问题，直接写HashMap类型行不行，不放到ThreadLocal里面

上面的需求场景其实无非也就是把用户浏览器操作信息存储到HashMap集合中嘛，那为什么我们还要把HashMap集合类型写到ThreadLocalMap副本的键ThreadLocal对应的局部变量中呢？直接写不行吗？
是的不行。
假如说你这里直接写了HashMap类型，然后把用户的浏览器操作信息都放到了这个类型里面，那么就会出现一个问题，比如说在netty模型中，一个线程是可以处理多个客户端请求的，但每个客户端需要存储的key键都是一样的，因此这就是出现线程安全问题了，并且我们最终也只能存储一份数据，就是只能存储两个key，并且所有的客户端都能任意修改其他客户端前面已经存储的数据，这显然是不合理的。因此我们不能不使用ThreadLocal。

而当我们使用了ThreadLocal之后，就不会出现上面的问题了，当我们想要存储某个客户端的key的时候，会先通过当前线程得到当前线程的副本ThreadLocalMap，然后再根据当前客户端对应的ThreadLocal值其实也就是key键值，最后我们就能通过key去线程副本ThreadLocalMap中拿到当前客户端对应的数据结构属性HashMap集合了，这个集合属性是当前客户端唯一使用的，别的客户端是访问不到的，因此这就可以避免线程安全问题了。

threadlocal的宏观理解

以后就可以把threadlocal宏观理解成一个线程常量池，这个常量池里面可以存储数据信息，好处是它可以确保每个客户端的数据信息都是互相分离的，既便有10个客户端使用的是同一个线程，它也能保证你这是个客户端里面存储的数据分别在threadlocal常量池的十个不同的地方，不会互相影响。
因此当我们取threadlocal常量池中的值的时候，可以直接threadlocal.get()先调用get方法，然后再取具体存储的值。

背后的原理就是，每个现成Thread t都会有一个ThreadLocalMap集合对象，这个集合里面的key是ThreadLocal对象，而每个ThreadLocal对象都代表一个唯一的客户端。