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使用java實(shí)現(xiàn)百萬(wàn)級(jí)別數(shù)據(jù)導(dǎo)出excel的三種方式

 更新時(shí)間:2023年03月27日 10:22:05   作者:奔騰的野馬  
這篇文章主要介紹了使用java實(shí)現(xiàn)百萬(wàn)級(jí)別數(shù)據(jù)導(dǎo)出excel的三種方式,有些業(yè)務(wù)系統(tǒng)可能動(dòng)輒涉及到百萬(wàn)上千萬(wàn)的數(shù)據(jù),用正常的方法效率就變得很低,今天我們來(lái)看看這幾種實(shí)現(xiàn)思路

在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中,導(dǎo)出報(bào)表的需求會(huì)很常見(jiàn),而隨著時(shí)間推移業(yè)務(wù)量不斷增加,數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)可能達(dá)到百萬(wàn)甚至千萬(wàn)級(jí)別。對(duì)于導(dǎo)出報(bào)表功能,最簡(jiǎn)單的做法就是從數(shù)據(jù)庫(kù)里面把需要的數(shù)據(jù)一次性加載到內(nèi)存,然后寫(xiě)入excel文件,再把excel文件返回給用戶(hù)。這種做法在數(shù)據(jù)量不大的時(shí)候是可行的,但是一旦需要導(dǎo)出幾十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)的數(shù)據(jù),很可能出現(xiàn)OOM導(dǎo)致服務(wù)崩潰的情況,而且導(dǎo)出所消耗的時(shí)間會(huì)大大增加。

這里提供一種支持百萬(wàn)級(jí)別數(shù)據(jù)導(dǎo)出的方法,并且消耗很少的內(nèi)存,核心思想就是不要一次性把數(shù)據(jù)加載到內(nèi)存中。

主要是從兩個(gè)方面去解決:

1.從數(shù)據(jù)庫(kù)加載數(shù)據(jù)不要一次性加載,可以分頁(yè)的方式或者用游標(biāo)的方式分批加載數(shù)據(jù),加載一批數(shù)據(jù)處理一批并且釋放內(nèi)存,這樣內(nèi)存占用始終處于一個(gè)比較平穩(wěn)的狀態(tài)。分頁(yè)的方式加載編碼比較繁瑣,我一般是采用游標(biāo)方式逐行加載。目前常用的持久層框架有JPA,mybaits,hibernate,下面會(huì)分別列出JPA,hibernate及mybatis通過(guò)游標(biāo)方式加載數(shù)據(jù)。

2.寫(xiě)入excel也是分批寫(xiě)入,推薦阿里的EasyExcel,占用內(nèi)存極低。

EasyExcel的pom依賴(lài):

 <dependency>
	<groupId>com.alibaba</groupId>
	<artifactId>easyexcel</artifactId>
	<version>2.1.1</version>
	<optional>true</optional>
</dependency>

運(yùn)行環(huán)境

jdk1.8,idea2019,堆內(nèi)存:-Xms256M -Xms256M(導(dǎo)出100萬(wàn)數(shù)據(jù)毫無(wú)壓力),springboot,數(shù)據(jù)庫(kù)是mysql
先來(lái)張效果圖,這個(gè)是最大堆內(nèi)存設(shè)置為256M,兩張表聯(lián)合查詢(xún)的情況下導(dǎo)出100萬(wàn)數(shù)據(jù)的效果,可以看到堆內(nèi)存變化比較平穩(wěn),導(dǎo)出100萬(wàn)數(shù)據(jù)耗時(shí)143秒,這個(gè)速度還有優(yōu)化的空間,如果是單表導(dǎo)出的話(huà)速度會(huì)更快些:

在這里插入圖片描述

JPA使用游標(biāo)方式導(dǎo)出百萬(wàn)數(shù)據(jù)(兩種方式,推薦使用QueryDSL)

1.使用jpa原生方式,這種適合sql比較簡(jiǎn)單的情況

pom.xml:

<!-- spring web依賴(lài),搭建web項(xiàng)目需要這個(gè)依賴(lài)-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<!-- jpa -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.projectlombok</groupId>
    <artifactId>lombok</artifactId>
    <optional>true</optional>
</dependency>

repository:

@Repository
public interface UserRepository extends JpaRepository<UserEntity,Integer> {
	
	//@QueryHint(name = HINT_FETCH_SIZE,value = Integer.MIN_VALUE+"") 值設(shè)置為Integer.MIN_VALUE告訴mysql需要逐條返回?cái)?shù)據(jù),并且返回值需要用stream來(lái)接收
    @QueryHints(@QueryHint(name = HINT_FETCH_SIZE,value = Integer.MIN_VALUE+""))
    @Query(value = "select * from user limit 500000",nativeQuery = true)
    Stream<UserEntity> findAllList();

}

service:

注意:

需要加事務(wù)注解,并且是只讀事務(wù)

需要及時(shí)調(diào)用entityManager的detach方法釋放內(nèi)存,不然還是會(huì)出現(xiàn)OOM

   @Autowired
   private EntityManager entityManager;

   @Autowired
   private UserRepository userRepository;
   
   Transactional(readOnly = true)
   public void exportData3(ScrollResultsHandler<UserExportVO> scrollResultsHandler){

        Stream<UserEntity> allList = userRepository.findAllList.forEach((o)->{
            UserEntity userEntity = (UserEntity) o;
            
            UserExportVO userExportVO = UserExportVO.builer()
            .userName(userEntity.getUsername())
            .mobile(userEntity.getMobile())
            .build();
            
            scrollResultsHandler.handle(userExportVO);
            
			//對(duì)象被session持有,調(diào)用detach方法釋放內(nèi)存
            entityManager.detach(userEntity);

        });

    }

controller:

    @RequestMapping("export4")
    public void export4(HttpServletResponse response) throws IOException {
        response.setContentType("application/vnd.ms-excel");
        response.setCharacterEncoding("utf-8");
        String filenames="bigdata4";
        response.addHeader("Content-Disposition", "filename=" + filenames + ".xlsx");
        ExcelWriter excelWriter = EasyExcel.write(response.getOutputStream(), UserExportVO.class).build();
        WriteSheet[] writeSheet = new WriteSheet[] {
                EasyExcel.writerSheet(0, "sheet").build()
        };
  
  		userService.exportData(s->{
                UserExportVO resultObject = s;
                ArrayList arrayList = new ArrayList<UserExportVO>();
                arrayList.add(resultObject);
                excelWriter.write(arrayList, writeSheet[0]);
            });

        excelWriter.finish();
        
    }

使用到的相關(guān)的類(lèi):

/**
 * @author 奔騰的野馬
 * @date 2022/04/25 09:12
 */
public interface ScrollResultsHandler<T> {

    void handle(T t);

}
import com.alibaba.excel.annotation.ExcelProperty;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Builder;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;

import java.math.BigDecimal;
import java.time.LocalDateTime;

/**
 * @Author: 奔騰的野馬
 * @Date: 2021/10/16 16:19
 */
@Data
@Builder
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class UserExportVO {

    @ExcelProperty(value = "用戶(hù)名")
    private String userName;

    @ExcelProperty(value = "手機(jī)號(hào)")
    private String mobile;

}

2.使用querysql游標(biāo)方式導(dǎo)出,推薦這種方式,可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)sql,多表關(guān)聯(lián)甚至是常見(jiàn)的組函數(shù)都可以支持

pom.xml:

<dependencies>
   <!-- spring web依賴(lài),搭建web項(xiàng)目需要這個(gè)依賴(lài)-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
        </dependency>
        <!--QueryDSL支持-->
        <dependency>
            <groupId>com.querydsl</groupId>
            <artifactId>querydsl-apt</artifactId>
            <version>5.0.0</version>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
        <!--QueryDSL支持-->
        <dependency>
            <groupId>com.querydsl</groupId>
            <artifactId>querydsl-jpa</artifactId>
            <version>5.0.0</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>com.querydsl</groupId>
            <artifactId>querydsl-core</artifactId>
            <version>5.0.0</version>
        </dependency>
</dependencies>
        
<build>
<plugins>
	<!-- QueryDSL 插件 -->
	<plugin>
		<groupId>com.mysema.maven</groupId>
		<artifactId>apt-maven-plugin</artifactId>
		<version>1.1.3</version>
		<executions>
			<execution>
				<goals>
					<goal>process</goal>
				</goals>
				<configuration>
					<outputDirectory>target/generated-sources/java</outputDirectory>
					<processor>com.querydsl.apt.jpa.JPAAnnotationProcessor</processor>
				</configuration>
			</execution>
		</executions>
	</plugin>
</plugins>
</build>    

service:

@Autowired
private JPAQueryFactory jpaQueryFactory;
private QUserEntity qUserEntity = QUserEntity.userEntity;

@Transactional(readOnly = true)
public void exportData2(ScrollResultsHandler<UserExportVO> scrollResultsHandler){

    //需要用stream方式接收,這樣才能逐條處理
	Stream<UserExportVO> userExportVOStream = jpaQueryFactory.select(Projections.bean(UserExportVO.class
			, qUserEntity.userName, qUserEntity.mobile))
			.from(qUserEntity)
			//.join(xxxEntity) 
			//.on(xxxx)
			//setHint(HINT_FETCH_SIZE,Integer.MIN_VALUE+"") 告訴mysql需要逐條返回?cái)?shù)據(jù),注意值需要設(shè)置為Integer.MIN_VALUE才能生效
			.setHint(HINT_FETCH_SIZE,Integer.MIN_VALUE+"")
			.limit(1000000)
			.stream();

	userExportVOStream.forEach(dto->{
		scrollResultsHandler.handle(dto);
	});
	
}

controller:

    @RequestMapping("export4")
    public void export4(HttpServletResponse response) throws IOException {
        response.setContentType("application/vnd.ms-excel");
        response.setCharacterEncoding("utf-8");
        String filenames="bigdata4";
        response.addHeader("Content-Disposition", "filename=" + filenames + ".xlsx");
        ExcelWriter excelWriter = EasyExcel.write(response.getOutputStream(), UserExportVO.class).build();
        WriteSheet[] writeSheet = new WriteSheet[] {
                EasyExcel.writerSheet(0, "sheet").build()
        };
  
  		userService.exportData(s->{
                UserExportVO resultObject = s;
                ArrayList arrayList = new ArrayList<UserExportVO>();
                arrayList.add(resultObject);
                excelWriter.write(arrayList, writeSheet[0]);
            });

        excelWriter.finish();
        
    }

mybatis使用游標(biāo)方式導(dǎo)出百萬(wàn)數(shù)據(jù)

pom.xml:

<dependency>
	<groupId>org.mybatis</groupId>
	<artifactId>mybatis</artifactId>
	<version>3.5.9</version>
</dependency>

dao:

/**
 * @author 奔騰的野馬
 * @date 2022/04/16 19:14
 */
@Mapper
public interface UserDao {

	//ResultSetType.TYPE_FORWORD_ONLY 結(jié)果集的游標(biāo)只能向下滾動(dòng),fetchSize需要設(shè)置為Integer.MIN_VALUE游標(biāo)才能生效
    @Options(resultSetType = ResultSetType.FORWARD_ONLY,fetchSize = Integer.MIN_VALUE)
    @ResultType(UserExportVO.class)
    @Select("select userName,mobile from user limit 500000")
    void reportAll2(ResultHandler<UserExportVO> handler);

}

service:

@Transactional(readOnly = true)
    public void export2(ResultHandler<UserExportVO> handler){
        userDao.reportAll2(handler);
}    

controller:

同上

hibernate使用游標(biāo)方式導(dǎo)出百萬(wàn)數(shù)據(jù)

service:

   @Autowired
   private EntityManager entityManager;

public void exportData(ScrollResultsHandler<UserExportVO> scrollResultsHandler){
        //當(dāng)不需要緩存時(shí),最好使用StatelessSession
        StatelessSession session = ((Session) entityManager.getDelegate()).getSessionFactory().openStatelessSession();

        Query query = session.getNamedQuery("getAllList");
        query.setCacheMode(CacheMode.IGNORE);
        //setFetchSize(Integer.MIN_VALUE)告訴mysql逐條返回?cái)?shù)據(jù)
        query.setFetchSize(Integer.MIN_VALUE);
        query.setFirstResult(0);
        query.setMaxResults(1000000);
        query.setReadOnly(true);
        query.setLockMode("a", LockMode.NONE);
        //ScrollMode.TYPE_FORWORD_ONLY 結(jié)果集的游標(biāo)只能向下滾動(dòng)
        ScrollableResults results = query.scroll(ScrollMode.FORWARD_ONLY);

        while (results.next()) {
            UserEntity userEntity = (UserEntity) results.get(0);      
            UserExportVO userExportVO = UserExportVO.builer()
            .userName(userEntity.getUsername())
            .mobile(userEntity.getMobile())
            .build();
            scrollResultsHandler.handle(userExportVO);
        }
        results.close();
        session.close();

}

controller:

同上

流式導(dǎo)出遇到的問(wèn)題(基于jpa和querydsl)及解決方法

1.導(dǎo)出過(guò)程中堆內(nèi)存占用急劇上升,發(fā)生OOM

1.1 項(xiàng)目中使用了log4jdbc-log4j2-jdbc4.1(版本是1.16),驅(qū)動(dòng)為net.sf.log4jdbc.sql.jdbcapi.DriverSpy,改成mysql的原生驅(qū)動(dòng)就好了。"log4jdbc-log4j2-jdbc4.1"本來(lái)是用來(lái)開(kāi)發(fā)過(guò)程中方便打印sql的,結(jié)果卻帶來(lái)了OOM問(wèn)題,看來(lái)使用第三方j(luò)ar包一定要慎重啊。

1.2 項(xiàng)目的存在多個(gè)版本的querydsl,jar包沖突,解決jar包就正常了

1.3 二次查詢(xún)時(shí),hibernate的一級(jí)緩存沒(méi)有及時(shí)釋放,進(jìn)一步分析,發(fā)現(xiàn)大量的對(duì)象都被緩存在(org.hibernate.engine.StatefulPersistenceContext)中,導(dǎo)致一級(jí)緩存泄漏
解決方法:
由于 Hibernate 的一級(jí)緩存是其內(nèi)部使用的,無(wú)法關(guān)閉或停用(隨著Session 銷(xiāo)毀)。從Hibernate 的手冊(cè)或文檔中可知,Hibernate 的一級(jí)緩存的清除可通過(guò)以下方式:
1)對(duì)于單個(gè)對(duì)象的清除:
Session session=sessionFactory.getCurrentSession(); session.evict(entity);
2)對(duì)于實(shí)體集合的清除:
Session session=sessionFactory.getCurrentSession(); session.clear();建議在程序中加入對(duì) Hibernate 一級(jí)緩存的清除工作,以便可以其內(nèi)存數(shù)據(jù)可以及時(shí)釋放。

2.導(dǎo)出過(guò)程中遍歷stream需要二次查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)

導(dǎo)出過(guò)程中遍歷stream需要二次查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)提示"Streaming result set com.mysql.cj.protocol.a.result.ResultsetRowsStreaming@5800daf5 is still active. No statements may be issued when any streaming result sets are open and in use on a given connection. Ensure that you have called .close() on any active streaming result sets before attempting more queries"

錯(cuò)誤詳細(xì)內(nèi)容:

java.sql.SQLException: Streaming result set com.mysql.cj.protocol.a.result.ResultsetRowsStreaming@3b8732ec is still active. No statements may be issued when any streaming result sets are open and in use on a given connection. Ensure that you have called .close() on any active streaming result sets before attempting more queries.
	at com.mysql.cj.jdbc.exceptions.SQLError.createSQLException(SQLError.java:129)
	at com.mysql.cj.jdbc.exceptions.SQLError.createSQLException(SQLError.java:97)
	at com.mysql.cj.jdbc.exceptions.SQLExceptionsMapping.translateException(SQLExceptionsMapping.java:122)
	at com.mysql.cj.jdbc.ClientPreparedStatement.executeInternal(ClientPreparedStatement.java:953)
	at com.mysql.cj.jdbc.ClientPreparedStatement.executeQuery(ClientPreparedStatement.java:1003)
	at net.sf.log4jdbc.sql.jdbcapi.PreparedStatementSpy.executeQuery(PreparedStatementSpy.java:780)
	at com.zaxxer.hikari.pool.ProxyPreparedStatement.executeQuery(ProxyPreparedStatement.java:52)
	at com.zaxxer.hikari.pool.HikariProxyPreparedStatement.executeQuery(HikariProxyPreparedStatement.java)
	at org.hibernate.engine.jdbc.internal.ResultSetReturnImpl.extract(ResultSetReturnImpl.java:57)
	at org.hibernate.loader.Loader.getResultSet(Loader.java:2292)
	at org.hibernate.loader.Loader.executeQueryStatement(Loader.java:2050)
	at org.hibernate.loader.Loader.executeQueryStatement(Loader.java:2012)
	at org.hibernate.loader.Loader.doQuery(Loader.java:953)
	at org.hibernate.loader.Loader.doQueryAndInitializeNonLazyCollections(Loader.java:354)
	at org.hibernate.loader.Loader.doList(Loader.java:2838)
	at org.hibernate.loader.Loader.doList(Loader.java:2820)
	at org.hibernate.loader.Loader.listIgnoreQueryCache(Loader.java:2652)
	at org.hibernate.loader.Loader.list(Loader.java:2647)
	at org.hibernate.loader.hql.QueryLoader.list(QueryLoader.java:506)
	at org.hibernate.hql.internal.ast.QueryTranslatorImpl.list(QueryTranslatorImpl.java:396)
	at org.hibernate.engine.query.spi.HQLQueryPlan.performList(HQLQueryPlan.java:219)
	at org.hibernate.internal.SessionImpl.list(SessionImpl.java:1404)
	at org.hibernate.query.internal.AbstractProducedQuery.doList(AbstractProducedQuery.java:1562)
	at org.hibernate.query.internal.AbstractProducedQuery.list(AbstractProducedQuery.java:1530)
	at org.hibernate.query.internal.AbstractProducedQuery.getSingleResult(AbstractProducedQuery.java:1578)
	at org.hibernate.query.criteria.internal.compile.CriteriaQueryTypeQueryAdapter.getSingleResult(CriteriaQueryTypeQueryAdapter.java:111)
	at org.springframework.data.jpa.repository.query.JpaQueryExecution$SingleEntityExecution.doExecute(JpaQueryExecution.java:196)
	at org.springframework.data.jpa.repository.query.JpaQueryExecution.execute(JpaQueryExecution.java:88)
	at org.springframework.data.jpa.repository.query.AbstractJpaQuery.doExecute(AbstractJpaQuery.java:154)
	at org.springframework.data.jpa.repository.query.AbstractJpaQuery.execute(AbstractJpaQuery.java:142)
	at org.springframework.data.repository.core.support.RepositoryFactorySupport$QueryExecutorMethodInterceptor.doInvoke(RepositoryFactorySupport.java:618)
	at org.springframework.data.repository.core.support.RepositoryFactorySupport$QueryExecutorMethodInterceptor.invoke(RepositoryFactorySupport.java:605)
	at org.springframework.aop.framework.ReflectiveMethodInvocation.proceed(ReflectiveMethodInvocation.java:186)
	at org.springframework.data.projection.DefaultMethodInvokingMethodInterceptor.invoke(DefaultMethodInvokingMethodInterceptor.java:80)
	at org.springframework.aop.framework.ReflectiveMethodInvocation.proceed(ReflectiveMethodInvocation.java:186)
	at org.springframework.transaction.interceptor.TransactionAspectSupport.invokeWithinTransaction(TransactionAspectSupport.java:366)
	at org.springframework.transaction.interceptor.TransactionInterceptor.invoke(TransactionInterceptor.java:99)
	at org.springframework.aop.framework.ReflectiveMethodInvocation.proceed(ReflectiveMethodInvocation.java:186)
	at org.springframework.dao.support.PersistenceExceptionTranslationInterceptor.invoke(PersistenceExceptionTranslationInterceptor.java:139)
	at org.springframework.aop.framework.ReflectiveMethodInvocation.proceed(ReflectiveMethodInvocation.java:186)
	at org.springframework.data.jpa.repository.support.CrudMethodMetadataPostProcessor$CrudMethodMetadataPopulatingMethodInterceptor.invoke(CrudMethodMetadataPostProcessor.java:149)
	at org.springframework.aop.framework.ReflectiveMethodInvocation.proceed(ReflectiveMethodInvocation.java:186)
	at org.springframework.aop.interceptor.ExposeInvocationInterceptor.invoke(ExposeInvocationInterceptor.java:95)
	at org.springframework.aop.framework.ReflectiveMethodInvocation.proceed(ReflectiveMethodInvocation.java:186)
	at org.springframework.aop.framework.JdkDynamicAopProxy.invoke(JdkDynamicAopProxy.java:212)
	at com.sun.proxy.$Proxy223.countAllByDeliveryNo(Unknown Source)

查閱資料后發(fā)現(xiàn),是mysql不支持在流式查詢(xún)過(guò)程中使用同一連接再次查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)

在這里插入圖片描述

解決方法:
方法1.使用異步方法查詢(xún),這樣就可以規(guī)避同一個(gè)連接二次查詢(xún)的問(wèn)題
方法2.需要二次查詢(xún)時(shí)開(kāi)啟一個(gè)新的事務(wù)去查詢(xún)就可以,spring中可以使用事務(wù)注解開(kāi)啟新的事務(wù)就搞定了,注解如下:

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW,readOnly = true)

到此這篇關(guān)于使用java實(shí)現(xiàn)百萬(wàn)級(jí)別數(shù)據(jù)導(dǎo)出excel的三種方式的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java百萬(wàn)級(jí)別數(shù)據(jù)導(dǎo)出excel內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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    2016-06-06
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    2022-04-04
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    2023-02-02
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    2023-09-09
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    2022-09-09
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    2021-12-12
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    2022-05-05
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