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【死磕Sharding-jdbc】—–结果合并

原文作者:阿飞Javaer
原文链接:https://www.jianshu.com/p/b413a282cab9


单表查询之结果合并

接下来以执行SELECT o.* FROM t_order o where o.user_id=10 order by o.order_id desc limit 2,3分析下面这段Java代码是如何对结果进行合并的:

result = new ShardingResultSet(resultSets, new MergeEngine(resultSets, (SelectStatement) routeResult.getSqlStatement()).merge());</code> 

MergeEngine.merge()方法的源码如下:

<code class="java">public ResultSetMerger merge() throws SQLException {
    selectStatement.setIndexForItems(columnLabelIndexMap);
    return decorate(build());
}

build()方法源码如下:

private ResultSetMerger build() throws SQLException {
    // 说明:GroupBy***ResultSetMerger在第六篇文章单独讲解,所以此次分析的SQL条件中没有group by
    if (!selectStatement.getGroupByItems().isEmpty() || !selectStatement.getAggregationSelectItems().isEmpty()) {
        if (selectStatement.isSameGroupByAndOrderByItems()) {
            return new GroupByStreamResultSetMerger(columnLabelIndexMap, resultSets, selectStatement);
        } else {
            return new GroupByMemoryResultSetMerger(columnLabelIndexMap, resultSets, selectStatement);
        }
    }
    // 如果select语句中有order by字段,那么需要OrderByStreamResultSetMerger对结果处理
    if (!selectStatement.getOrderByItems().isEmpty()) {
        return new OrderByStreamResultSetMerger(resultSets, selectStatement.getOrderByItems());
    }
    return new IteratorStreamResultSetMerger(resultSets);
}

根据这段代码可知,其作用是根据sql语句选择多个不同的ResultSetMerger对结果进行合并处理,ResultSetMerger实现有这几种:GroupByStreamResultSetMerger,GroupByMemoryResultSetMerger,OrderByStreamResultSetMerger,IteratorStreamResultSetMerger,LimitDecoratorResultSetMerger;以测试SQLSELECT o.* FROM t_order o where o.user_id=10 order by o.order_id desc limit 2,3为例,没有group by,但是有order by,所以使用到了OrderByStreamResultSetMerger和LimitDecoratorResultSetMerger对结果进行合并(GroupByStreamResultSetMerger&GroupByMemoryResultSetMerger后面单独讲解)

decorate()源码如下:

private ResultSetMerger decorate(final ResultSetMerger resultSetMerger) throws SQLException {
    ResultSetMerger result = resultSetMerger;
    // 如果SQL语句中有limist,还需要LimitDecoratorResultSetMerger配合进行结果归并;
    if (null != selectStatement.getLimit()) {
        result = new LimitDecoratorResultSetMerger(result, selectStatement.getLimit());
    }
    return result;
}

接下来将以执行SQL:SELECT o.* FROM t_order o where o.user_id=10 order by o.order_id desc limit 2,3(该SQL会被改写成SELECT o.* , o.order_id AS ORDER_BY_DERIVED_0 FROM t_order_0 o where o.user_id=? order by o.order_id desc limit 2,3)为例,一一讲解OrderByStreamResultSetMerger,LimitDecoratorResultSetMerger和IteratorStreamResultSetMerger,了解这几个ResultSetMerger的原理;

OrderByStreamResultSetMerger

OrderByStreamResultSetMerger的核心源码如下:

private final Queue<OrderByValue> orderByValuesQueue;

public OrderByStreamResultSetMerger(final List<ResultSet> resultSets, final List<OrderItem> orderByItems) throws SQLException {
    // sql中order by列的信息,实例sql是order by order_id desc,即此处就是order_id
    this.orderByItems = orderByItems;
    // 初始化一个优先级队列,优先级队列中的元素会根据OrderByValue中compareTo()方法排序,并且SQL重写后发送到多少个目标实际表,List<ResultSet>的size就有多大,Queue的capacity就有多大;
    this.orderByValuesQueue = new PriorityQueue<>(resultSets.size());
    // 将结果压入队列中
    orderResultSetsToQueue(resultSets);
    isFirstNext = true;
}

private void orderResultSetsToQueue(final List<ResultSet> resultSets) throws SQLException {
    // 遍历resultSets--在多少个目标实际表上执行SQL,该集合的size就有多大
    for (ResultSet each : resultSets) {
        // 将ResultSet和排序列信息封装成一个OrderByValue类型
        OrderByValue orderByValue = new OrderByValue(each, orderByItems);
        // 如果值存在,那么压入队列中
        if (orderByValue.next()) {
            orderByValuesQueue.offer(orderByValue);
        }
    }
    // 重置currentResultSet的位置:如果队列不为空,那么将队列的顶部(peek)位置设置为currentResultSet的位置
    setCurrentResultSet(orderByValuesQueue.isEmpty() ? resultSets.get(0) : orderByValuesQueue.peek().getResultSet());
}

@Override
public boolean next() throws SQLException {
    // 调用next()判断是否还有值, 如果队列为空, 表示没有任何值, 那么直接返回false
    if (orderByValuesQueue.isEmpty()) {
        return false;
    }
    // 如果队列不为空, 那么第一次一定返回true;即有结果可取(且将isFirstNext置为false,表示接下来的请求都不是第一次请求next()方法)
    if (isFirstNext) {
        isFirstNext = false;
        return true;
    }
    // 从队列中弹出第一个元素(因为是优先级队列,所以poll()返回的值,就是此次要取的值)
    OrderByValue firstOrderByValue = orderByValuesQueue.poll();
    // 如果它的next()存在,那么将它的next()再添加到队列中
    if (firstOrderByValue.next()) {
        orderByValuesQueue.offer(firstOrderByValue);
    }
    // 队列中所有元素全部处理完后就返回false
    if (orderByValuesQueue.isEmpty()) {
        return false;
    }
    // 再次重置currentResultSet的位置为队列的顶部位置;
    setCurrentResultSet(orderByValuesQueue.peek().getResultSet());
    return true;
}

继续深入剖析:这段代码初看可能有点绕,假设运行SQLSELECT o.* FROM t_order o where o.user_id=10 order by o.order_id desc limit 3会分发到两个目标实际表,且第一个实际表返回的结果是1,3,5,7,9;第二个实际表返回的结果是2,4,6,8,10;那么,经过OrderByStreamResultSetMerger的构造方法中的orderResultSetsToQueue()方法后,Queue orderByValuesQueue中包含两个OrderByValue,一个是10,一个是9;接下来取值运行过程如下:

  1. 取得10,并且10的next()是8,然后执行orderByValuesQueue.offer(8);,这时候orderByValuesQueue中包含8和9;
  2. 取得9,并且9的next()是7,然后执行orderByValuesQueue.offer(7);,这时候orderByValuesQueue中包含7和8;
  3. 取得8,并且8的next()是6,然后执行orderByValuesQueue.offer(6);,这时候orderByValuesQueue中包含7和6;
    取值数量已经达到limit 3的限制(源码在LimitDecoratorResultSetMerger中的next()方法中),退出;

这段代码运行示意图如下所示:

201805051001

201805051002

LimitDecoratorResultSetMerger

LimitDecoratorResultSetMerger核心源码如下:

public LimitDecoratorResultSetMerger(final ResultSetMerger resultSetMerger, final Limit limit) throws SQLException {
    super(resultSetMerger);
    // limit赋值(Limit对象包括limit m,n中的m和n两个值)
    this.limit = limit;
    // 判断是否会跳过所有的结果项,即判断是否有符合条件的结果
    skipAll = skipOffset();
}

private boolean skipOffset() throws SQLException {
    // 假定limit.getOffsetValue()就是offset,实例sql中为limit 2,3,所以offset=2
    for (int i = 0; i < limit.getOffsetValue(); i++) {
        // 尝试从OrderByStreamResultSetMerger生成的优先级队列中跳过offset个元素,如果.next()一直为true,表示有足够符合条件的结果,那么返回false;否则没有足够符合条件的结果,那么返回true;即skilAll=true就表示跳过了所有没有符合条件的结果;
        if (!getResultSetMerger().next()) {
            return true;
        }
    }
    // limit m,n的sql会被重写为limit 0, m+n,所以limit.isRowCountRewriteFlag()为true,rowNumber的值为0;
    rowNumber = limit.isRowCountRewriteFlag() ? 0 : limit.getOffsetValue();
    return false;
}

@Override
public boolean next() throws SQLException {
    // 如果skipAll为true,即跳过所有,表示没有任何符合条件的值,那么返回false
    if (skipAll) {
        return false;
    }
    if (limit.getRowCountValue() > -1) {
        // 每次next()获取值后,rowNumber自增,当自增rowCountValue次后,就不能再往下继续取值了,因为条件limit 2,3(rowCountValue=3)限制了
        return ++rowNumber <= limit.getRowCountValue() && getResultSetMerger().next();
    }
    return getResultSetMerger().next();
}

IteratorStreamResultSetMerger

构造方法核心源码:

private final Iterator<ResultSet> resultSets;

public IteratorStreamResultSetMerger(final List<ResultSet> resultSets) {
    // 将List<ResultSet>改成Iterator<ResultSet>,方便接下来迭代取得结果;
    this.resultSets = resultSets.iterator();
    // 重置currentResultSet
    setCurrentResultSet(this.resultSets.next());
}
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