[NewLife.XCode]扩展属性(替代多表关联Join提升性能)
NewLife.XCode是一个有10多年历史的开源数据中间件,支持nfx/netstandard,由新生命团队(2002~2019)开发完成并维护至今,以下简称XCode。
整个系列教程会大量结合示例代码和运行日志来进行深入分析,蕴含多年开发经验于其中,代表作有百亿级大数据实时计算项目。
开源地址:https://github.com/NewLifeX/X(求star, 743+)
为何需要扩展属性
XCode不支持多表关联查询,单表查询利于优化以及分表分库,一切Join都可以借助扩展属性实现,配合缓存使用可以达到更好的效果!
(XCode前期支持多表关联,直到2008年才正式废除)
“扩展属性”是2007年起XCode特有叫法,不同于其它任何场景的意义(如Silverlight/WPF)
前文《实体类详解》中有提到一个学生班级的实体类模型,一个典型需求是查询学生列表时希望暂时班级名称或者其它信息。于是有:
select s.*, c.name where student s left join class c on s.classid=c.id
sql语法千变万化,如果要支持多表关联join,就很难做到统一查询风格,更是难以优化。
于是XCode放弃支持多表关联,宁可拆分为多次查询。令人惊讶的是,不仅性能没有下降,反而大大提升了,主要因为单表小查询有多级缓存的加持!
扩展属性用法
使用扩展属性来实现关联查询,本质上就是多次查询!
如上,这是一个经典的多表关联场景,学生表带有班级ID字段,同样还有产品和分类表等等。
这是XCode根据模型文件自动生成的代码,因为字段名ClassID刚好是Class表加上它的主键ID,并且都是整型。
对于实体对象来说,student.Name是学生名称,student.ClassName是班级名称。
看起来它们就像是一张表的属性字段,这就是扩展属性的由来,不仅仅是多表关联属性,还可以是其它属性,为区别于数据字段属性,统称为扩展属性!
扩展属性先准备一个Class属性,再加一个ClassName,主要是为了方便某些场合使用 student.Class。
当然,执行一次查询得到student后,不论是访问student.Class还是访问student.ClassName,都会触发一次Class.FindByID,可以理解为执行一次查询(不一定是数据库)。
在Web页面上,如果每页显示20个学生,那么先要执行 select * from student limit 20,然后展示学生列表时,因为需要班级名称,触发扩展属性查询。
可以认为,理论上这个页面需要查询1+20次。
扩展属性为什么不写成 public Class Class => Class.FindByID(ClassID) 呢?
其实虽然看起来简单,但是还得考虑一个可能,同一个student对象可能多次访问student.ClassName,这么写岂不是每次访问都会执行Class.FindByID?
因此,XCode设计了扩展集合Extends,可以认为是一个字典,每个扩展属性都经过它走一遭,如果查询过一次就缓存起来,避免反复查询。
Extends.Get第一个属性是扩展属性名,决定是否有缓存,第二个是没有缓存时要执行的委托。
这就是扩展属性缓存,默认缓存时间10秒,足够抗住短期内成千上万次重复调用。
扩展属性优化
尽管有Extends扩展属性缓存支持,但每个对象还是要执行一次Class.FindByID查询,损耗还是不小的。
在XCode里面,根据主键而设计的查询(如FindByID)往往带有很好的缓存优化。
如上,这是XCode默认生成的代码,当Class表数据不足1000行时,走实体缓存。
也就是说,Meta.Cache时执行一次 select * from student 返回所有行,并缓存起来。后面的Find实际上是在缓存中查找。实体缓存有效期默认10秒。
只有数据表达到1000行,才走 Find(_.ID==id) 数据库查询 select * from class where id=? 。然而XCode下层还有一个数据层缓存,相同select查询默认缓存10秒
此外,也可以根据业务特点采用单对象缓存,例如跨境电商的产品种类特别多(10万+),可以采用字典式的单对象缓存。
因此,在学生类那边看起来访问属性会触发多次Class.FindByID,殊不知它内部别有洞天,三级缓存(实体缓存、对象缓存、数据缓存)等着伺候!(后续专文介绍缓存)
回到开头的例子,一个列表页显示20个学生,理论查询次数1+20次,在多级缓存加持的扩展属性下,99.99%的时候只会查询1次,而班级表的关联,完全在内存缓存中进行。
一次简单的单表查询,显然要比join班级表的查询要快得多!
魔方的特别支持
在上述扩展属性中,注意到ClassName属性上有一个Map特性。
它表示映射,本对象的ClassID字段,映射到Class类的ID字段。
在魔方列表页中,本来显示冷冰冰ClassID的地方,就会变为显示友好的ClassName。
在魔方表单页中,本来显示数字框ClassID的地方,也会变成显示下拉列表框。
如果下拉列表库内容很多,可以精简Map特性,只要第一个参数指明本地字段,而不需要第二第三字段表示的目标字段。此时在魔方表单页会显示数字框,但是后面显示ClassName
到此,你还认为多次查询一定比单次Join慢吗?
系列教程
NewLife.XCode教程系列[2019版]
- 增删改查入门。快速展现用法,代码配置连接字符串
- 数据模型文件。建立表格字段和索引,名字以及数据类型规范,推荐字段(时间,用户,IP)
- 实体类详解。数据类业务类,泛型基类,接口
- 功能设置。连接字符串,调试开关,SQL日志,慢日志,参数化,执行超时。代码与配置文件设置,连接字符串局部设置
- 反向工程。自动建立数据库数据表
- 数据初始化。InitData写入初始化数据
- 高级增删改。重载拦截,自增字段,Valid验证,实体模型(时间,用户,IP)
- 脏数据。如何产生,怎么利用
- 增量累加。高并发统计
- 事务处理。单表和多表,不同连接,多种写法
- 扩展属性。多表关联,Map映射
- 高级查询。复杂条件,分页,自定义扩展FieldItem,查总记录数,查汇总统计
- 数据层缓存。Sql缓存,更新机制
- 实体缓存。全表整理缓存,更新机制
- 对象缓存。字典缓存,适用用户等数据较多场景。
- 百亿级性能。字段精炼,索引完备,合理查询,充分利用缓存
- 实体工厂。元数据,通用处理程序
- 角色权限。Membership
- 导入导出。Xml,Json,二进制,网络或文件
- 分表分库。常见拆分逻辑
- 高级统计。聚合统计,分组统计
- 批量写入。批量插入,批量Upsert,异步保存
- 实体队列。写入级缓存,提升性能。
- 备份同步。备份数据,恢复数据,同步数据
- 数据服务。提供RPC接口服务,远程执行查询,例如SQLite网络版
- 大数据分析。ETL抽取,调度计算处理,结果持久化
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