浅谈JAVA存储过程中数据类型的转换开销 |
| 作者：佚名 文章来源：网络 点击数： 更新时间：2006-4-20 |
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【摘 要】文章围绕着对JAVA存储过程直接执行SQL语句与调用PL/SQL存储过程执行SQL语句的执行时间分析，研究了JAVA数据类型与ORACLE SQL数据类型之间的类型转换开销，提出了JAVA存储过程设计的基本解决方案。
【关键词】JAVA存储过程；PL/SQL存储过程；KPRB JDBC；数据类型
一、引言
JAVA是面向对象的程序设计语言，所以对数据类型的支持非常强，而ORACLE SQL对不同数据类型的支持比较弱。在JAVA程序中执行一条SQL语句时，要进行由JAVA数据类型到ORACLE SQL数据类型的转换，为了研究这些数据类型的转换开销，这里设计了一组程序对这种开销进行了严格的测试。
JAVA程序在访问ORACLE数据库时，通过JDBC连接数据库，ORACLE提供了四种类型的JDBC驱动程序，其中两种客户端驱动程序和两种服务器端驱动程序。由于利用客户端JAVA驱动程序执行SQL语句时，其主要开销是网络延时和对SQL执行引擎的内部调用，数据类型转换的开销相对于这两种开销就可以忽略了，这样就无法测试出数据类型转换的开销。因此，本文采用服务器端的KPRB JDBC驱动程序进行测试，避免了不必要的网络延时和调用SQL引擎的时间。
如果不存在数据类型转换的开销时，JAVA存储过程通过KPRB JDBC驱动程序直接执行SQL语句与调用PL/SQL过程执行SQL语句的执行时间差别平均在1.5%，这在误差范围内，可以说两者是没有执行效率差别。这里使用PL/SQL作为参照，因为PL/SQL是ORACLE对SQL规范的扩展，他与ORACLE SQL数据类型相同，因此通过PL/SQL执行一条SQL语句不需要任何的数据类型转换。而如果在JAVA存储过程中直接执行SQL语句则需要数据类型的转换，这样通过与PL/SQL作对比就可以精确地测试出数据类型转换的成本。
二、测试与分析
（一）测试的环境
操作系统：Windows2000 Server，数据库：Oracle9i Enterprise Edition Release 9.0.1.1.1，处理器：Inter Pentium IV 2.0G，内存：256 DDR。
（二）测试
下面通过JAVA存储过程直接执行SQL语句和调用PL/SQL过程两种方法从数据库中提取不同量的数据并对数据进行处理，测试出这两种不同方法处理数据的时间。具体方法是首先从数据库中搜索出不同数量的结果集，分别为1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10000条，将这些结果集分别赋值给JAVA变量和PL/SQL变量，记录他们的执行时间，为了使测试更准确，在外层又进行了10次循环，最终分别计算出对1000～10000条记录执行的平均时间。测试的核心代码如下：
1.下面是测试JAVA存储过程直接执行SQL语句的执行开销的核心代码：
public static void execute (int count) throws SQLException{
//prepare database calls
if(conn==null){
conn=DriverManager.getConnection("jdbc:oracle:kprb:@")；
pstmt1=conn.prepareStatement("select y from scott.data where x }
//start the measurements
long time；
long timestamp = System.currentTimeMillis()；
String y；
pstmt1.setInt(1，count)；
ResultSet rs = pstmt1.executeQuery()；
while(rs.next()){
y=rs.getString("y")；
}
rs.close()；
//log the time this took
time=System.currentTimeMillis() - timestamp；
}
JAVA存储过程的PL/SQL调用规范中的调用JAVA存储过程的核心代码为：
for i in 1..10 loop
jdbc_rs_execute(1000)；
jdbc_rs_execute(2000)；
……
jdbc_rs_execute(10000)；
end loop；
2.下面是测试JAVA存储过程通过调用PL/SQL过程来执行SQL语句的执行开销的核心代码：
PL/SQL存储过程的代码：
create or replace procedure jdbc_rs_test(cnt number)
as
str scott.data.y%TYPE；
type rcur is ref cursor；
cur rcur；
begin
open cur for select y
from scott.data
where x loop
fetch cur into num，str；
exit when cur%notfound；
end loop；
close cur；
end；
JAVA存储过程中调用PL/SQL的核心代码：
public static void execute (int count) throws SQLException{
//start the measurements
long time；long timestamp=System.currentTimeMillis()；
//prepare database calls
if(cstmt==null){
conn=DriverManager.getConnection("jdbc:oracle:kprb:@")；
cstmt=conn.prepareCall("begin jdbc_rs_test(?)；end；")；}
//execute the statement
cstmt.setInt(1，count)；
cstmt.execute()；
//log the time this took
time = System.currentTimeMillis() - timestamp；
}
JAVA存储过程的PL/SQL调用规范中的调用JAVA存储过程的核心代码为：
for i in 1..10 loop
plsql_rs_execute(1000)；
plsql_rs_execute(2000)；
……
plsql_rs_execute(10000)；
end loop；
两种执行方式的测试结果如下：
表1中X代表处理记录数、JAVA代表从JAVA存储过程中直接执行SQL语句来处理数据的时间、PL/SQL代表从JAVA存储过程中调用PL/SQL过程来处理数据的时间、PL/SQL-JAVA是两者执行时间差、（PL/SQL-JAVA）/JAVA*100是指通过PL/SQL处理数据比直接执行SQL处理数据减少开销的百分率。
表1 (y字段宽度为1)
表2 （y字段宽度为500）
图1表1中测试数据的效果图 图2 表2中测试数据的效果图
与上面的测试一样，改变y字段宽度为1000和1500时平均减少的开销分别为60.2%和65.8%。同样当对两列宽度为1的结果集进行处理时，利用PL/SQL过程来执行SQL语句平均达到减少37.9%的开销，三列时为47.6%，四列时为53.5%。
（三）分析
在JAVA存储过程中直接执行SQL语句并利用中间结果时，首先必须从基本表中查询出结果集，然后将结果传递到JVM，在这传递过程中，需要将数据从SQL数据类型转换成JAVA数据类型，若将JAVA中处理过的数据重新写入数据库，还要进行一次JAVA数据类型到SQL数据类型的转换，这种开销在服务器端的JAVA存储过程执行总开销中占据很大一部分。虽然，这种数据类型转换的开销相对于客户端的执行的SQL语句网络开销已经微不足道，但对于提高服务器端的JAVA存储过程的性能来说，它却起着决定性因素。从表1和表2测试数据我们可以看出随着在SQL引擎与JVM之间传递数据量的增加，执行成本也随之大幅度增长，与之相应，由于通过PL/SQL执行SQL语句时不存在数据类型转换的开销，因此数据量的增加执行成本只有少量增加，图1和图2清楚地反映了这样的变化。这样当需要转换的数据量很多时，通过调用PL/SQL存储过程来执行SQL语句将会大幅减少执行成本，如在字段宽度为1500时，利用PL/SQL过程来执行SQL语句平均达到减少65.8%的开销。
三、结论
因此，设计JAVA存储过程应尽可能地减少JVM与SQL引擎之间大量的数据传递。在需要处理一组有大量中间结果的数据的语句时，应该使用PL/SQL来访问数据库，这样将会带来性能上的提高。但是，如果每一个SQL语句都需要与java环境集成（能过输入参数或返回输出），通过将其组成PL/SQL过程只能获得很小的或者没有性能提高，因为不可避免的数据类型转换的成本是限制因素。
虽然JAVA在访问数据库的性能方面不如PL/SQL，但JAVA比PL/SQL提供了更广泛的功能，具有更好的访问外部资源的能力，例如文件和套接字。JAVA还考虑了一些粒度精细的安全政策和有重要的资源参与工作等等。
最后必须记住：PL/SQL数据类型与SQL执行引擎紧密集成，在处理数据时不存在数据类型转换的开销，这意味着，执行SQL时，PL/SQL始终比java更胜一筹。不能用JAVA存储过程来取代PL/SQL存储过程，JAVA存储过程只是扩展了PL/SQL的功能，在PL/SQL过程不能完成或很难完成的任务应该充分使用JAVA的扩展功能来实现。
【参考文献】
[1]John O'Donahue．Java数据库编程宝典[M]．甄广启，于耀，等，译．北京：电子工业出版社，2003． |
| 论文录入：华东论文网 责任编辑：华东论文网 |
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