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数据库中间件 Sharding-JDBC 源码分析 —— 结果归并

由 妖精的绣舞 提交于 2019-11-30 05:57:49

摘要: 原创出处 http://www.iocoder.cn/Sharding-JDBC/result-merger/ 「芋道源码」欢迎转载，保留摘要，谢谢！

本文主要基于 Sharding-JDBC 1.5.0 正式版

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1. 概述

本文分享查询结果归并的源码实现。

正如前文《SQL 执行》提到的“分表分库，需要执行的 SQL 数量从单条变成了多条”，多个SQL执行结果必然需要进行合并，例如：

SELECT * FROM t_order ORDER BY create_time

在各分片排序完后，Sharding-JDBC 获取到结果后，仍然需要再进一步排序。目前有 分页、分组、排序、聚合列、迭代 五种场景需要做进一步处理。当然，如果单分片SQL执行结果是无需合并的。在《SQL 执行》不知不觉已经分享了插入、更新、删除操作的结果合并，所以下面我们一起看看查询结果归并的实现。

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2. MergeEngine

MergeEngine，分片结果集归并引擎。

// MergeEngine.java /** * 数据库类型 */ private final DatabaseType databaseType; /** * 结果集集合 */ private final List<ResultSet> resultSets; /** * Select SQL语句对象 */ private final SelectStatement selectStatement; /** * 查询列名与位置映射 */ private final Map<String, Integer> columnLabelIndexMap;  public MergeEngine(final DatabaseType databaseType, final List<ResultSet> resultSets, final SelectStatement selectStatement) throws SQLException {    this.databaseType = databaseType;    this.resultSets = resultSets;    this.selectStatement = selectStatement;    // 获得 查询列名与位置映射    columnLabelIndexMap = getColumnLabelIndexMap(resultSets.get(0)); }  /** * 获得 查询列名与位置映射 * * @param resultSet 结果集 * @return 查询列名与位置映射 * @throws SQLException 当结果集已经关闭 */ private Map<String, Integer> getColumnLabelIndexMap(final ResultSet resultSet) throws SQLException {    ResultSetMetaData resultSetMetaData = resultSet.getMetaData(); // 元数据（包含查询列信息）    Map<String, Integer> result = new TreeMap<>(String.CASE_INSENSITIVE_ORDER);    for (int i = 1; i <= resultSetMetaData.getColumnCount(); i++) {        result.put(SQLUtil.getExactlyValue(resultSetMetaData.getColumnLabel(i)), i);    }    return result; }
  • 当 MergeEngine 被创建时，会传入 resultSets 结果集集合，并根据其获得 columnLabelIndexMap 查询列名与位置映射。通过 columnLabelIndexMap，可以很方便的使用查询列名获得在返回结果记录列( header )的第几列。

MergeEngine 的 #merge() 方法作为入口提供查询结果归并功能。

/** * 合并结果集. * * @return 归并完毕后的结果集 * @throws SQLException SQL异常 */ public ResultSetMerger merge() throws SQLException {    selectStatement.setIndexForItems(columnLabelIndexMap);    return decorate(build()); }
  • #merge() 主体逻辑就两行代码，设置查询列位置信息，并返回合适的归并结果集接口( ResultSetMerger ) 实现。

2.1 SelectStatement#setIndexForItems()

// SelectStatement.java /** * 为选择项设置索引. *  * @param columnLabelIndexMap 列标签索引字典 */ public void setIndexForItems(final Map<String, Integer> columnLabelIndexMap) {    setIndexForAggregationItem(columnLabelIndexMap);    setIndexForOrderItem(columnLabelIndexMap, orderByItems);    setIndexForOrderItem(columnLabelIndexMap, groupByItems); }
  • 部分查询列是经过推到出来，在 SQL解析 过程中，未获得到查询列位置，需要通过该方法进行初始化。对这块不了解的同学，回头可以看下《SQL 解析（三）之查询SQL》。�� 现在不用回头，皇冠会掉。

  • #setIndexForAggregationItem() 处理 AVG聚合计算列 推导出其对应的 SUM/COUNT 聚合计算列的位置：

    private void setIndexForAggregationItem(final Map<String, Integer> columnLabelIndexMap) {    for (AggregationSelectItem each : getAggregationSelectItems()) {        Preconditions.checkState(columnLabelIndexMap.containsKey(each.getColumnLabel()), String.format("Can't find index: %s, please add alias for aggregate selections", each));        each.setIndex(columnLabelIndexMap.get(each.getColumnLabel()));        for (AggregationSelectItem derived : each.getDerivedAggregationSelectItems()) {            Preconditions.checkState(columnLabelIndexMap.containsKey(derived.getColumnLabel()), String.format("Can't find index: %s", derived));            derived.setIndex(columnLabelIndexMap.get(derived.getColumnLabel()));        }    } }

  • #setIndexForOrderItem() 处理 ORDER BY / GROUP BY 列不在查询列 推导出的查询列的位置：

    private void setIndexForOrderItem(final Map<String, Integer> columnLabelIndexMap, final List<OrderItem> orderItems) {     for (OrderItem each : orderItems) {       if (-1 != each.getIndex()) {           continue;       }       Preconditions.checkState(columnLabelIndexMap.containsKey(each.getColumnLabel()), String.format("Can't find index: %s", each));       if (columnLabelIndexMap.containsKey(each.getColumnLabel())) {           each.setIndex(columnLabelIndexMap.get(each.getColumnLabel()));       }     } }

2.2 ResultSetMerger

ResultSetMerger，归并结果集接口。

我们先来看看整体的类结构关系：

从 功能 上分成四种：

  • 分组：GroupByMemoryResultSetMerger、GroupByStreamResultSetMerger；包含聚合列
  • 排序：OrderByStreamResultSetMerger
  • 迭代：IteratorStreamResultSetMerger
  • 分页：LimitDecoratorResultSetMerger

从 实现方式 上分成三种：

  • Stream 流式：AbstractStreamResultSetMerger
  • Memory 内存：AbstractMemoryResultSetMerger
  • Decorator 装饰者：AbstractDecoratorResultSetMerger

什么时候该用什么实现方式？

  • Stream 流式：将数据游标与结果集的游标保持一致，顺序的从结果集中一条条的获取正确的数据。看完下文第三节 OrderByStreamResultSetMerger 可以形象的理解。
  • Memory 内存：需要将结果集的所有数据都遍历并存储在内存中，再通过内存归并后，将内存中的数据伪装成结果集返回。看完下文第五节 GroupByMemoryResultSetMerger 可以形象的理解。
  • Decorator 装饰者：可以和前二者任意组合
// MergeEngine.java /** * 合并结果集. * * @return 归并完毕后的结果集 * @throws SQLException SQL异常 */ public ResultSetMerger merge() throws SQLException {    selectStatement.setIndexForItems(columnLabelIndexMap);    return decorate(build()); }  private ResultSetMerger build() throws SQLException {    if (!selectStatement.getGroupByItems().isEmpty() || !selectStatement.getAggregationSelectItems().isEmpty()) { // 分组 或 聚合列        if (selectStatement.isSameGroupByAndOrderByItems()) {            return new GroupByStreamResultSetMerger(columnLabelIndexMap, resultSets, selectStatement, getNullOrderType());        } else {            return new GroupByMemoryResultSetMerger(columnLabelIndexMap, resultSets, selectStatement, getNullOrderType());        }    }    if (!selectStatement.getOrderByItems().isEmpty()) {        return new OrderByStreamResultSetMerger(resultSets, selectStatement.getOrderByItems(), getNullOrderType());    }    return new IteratorStreamResultSetMerger(resultSets); }  private ResultSetMerger decorate(final ResultSetMerger resultSetMerger) throws SQLException {    ResultSetMerger result = resultSetMerger;    if (null != selectStatement.getLimit()) {        result = new LimitDecoratorResultSetMerger(result, selectStatement.getLimit());    }    return result; }

2.2.1 AbstractStreamResultSetMerger

AbstractStreamResultSetMerger，流式归并结果集抽象类，提供从当前结果集获得行数据。

public abstract class AbstractStreamResultSetMerger implements ResultSetMerger {      /**      * 当前结果集      */     private ResultSet currentResultSet;      protected ResultSet getCurrentResultSet() throws SQLException {         if (null == currentResultSet) {             throw new SQLException("Current ResultSet is null, ResultSet perhaps end of next.");         }         return currentResultSet;     }      @Override     public Object getValue(final int columnIndex, final Class<?> type) throws SQLException {         if (Object.class == type) {             return getCurrentResultSet().getObject(columnIndex);         }         if (int.class == type) {             return getCurrentResultSet().getInt(columnIndex);         }         if (String.class == type) {             return getCurrentResultSet().getString(columnIndex);         }         // .... 省略其他数据类型读取类似代码         return getCurrentResultSet().getObject(columnIndex);     } }

2.2.2 AbstractMemoryResultSetMerger

AbstractMemoryResultSetMerger，内存归并结果集抽象类，提供从内存数据行对象( MemoryResultSetRow ) 获得行数据。

public abstract class AbstractMemoryResultSetMerger implements ResultSetMerger {      private final Map<String, Integer> labelAndIndexMap;     /**      * 内存数据行对象      */     @Setter     private MemoryResultSetRow currentResultSetRow;      @Override     public Object getValue(final int columnIndex, final Class<?> type) throws SQLException {         if (Blob.class == type || Clob.class == type || Reader.class == type || InputStream.class == type || SQLXML.class == type) {             throw new SQLFeatureNotSupportedException();         }         return currentResultSetRow.getCell(columnIndex);     } }
  • 和 AbstractStreamResultSetMerger 对比，貌似区别不大？！确实，从抽象父类上看，两种实现方式差不多。抽象父类提供给实现子类的是数据读取的功能，真正的流式归并、内存归并是在子类实现上体现。
public class MemoryResultSetRow {      /**      * 行数据      */     private final Object[] data;      public MemoryResultSetRow(final ResultSet resultSet) throws SQLException {         data = load(resultSet);     }      /**      * 加载 ResultSet 当前行数据到内存      * @param resultSet 结果集      * @return 行数据      * @throws SQLException 当结果集关闭      */     private Object[] load(final ResultSet resultSet) throws SQLException {         int columnCount = resultSet.getMetaData().getColumnCount();         Object[] result = new Object[columnCount];         for (int i = 0; i < columnCount; i++) {             result[i] = resultSet.getObject(i + 1);         }         return result;     }      /**      * 获取数据.      *       * @param columnIndex 列索引      * @return 数据      */     public Object getCell(final int columnIndex) {         Preconditions.checkArgument(columnIndex > 0 && columnIndex < data.length + 1);         return data[columnIndex - 1];     }      /**      * 设置数据.      *      * @param columnIndex 列索引      * @param value 值      */     public void setCell(final int columnIndex, final Object value) {         Preconditions.checkArgument(columnIndex > 0 && columnIndex < data.length + 1);         data[columnIndex - 1] = value;     } }
  • 调用 #load() 方法，将当前结果集的一条行数据加载到内存。

2.2.3 AbstractDecoratorResultSetMerger

AbstractDecoratorResultSetMerger，装饰结果集归并抽象类，通过调用其装饰的归并对象 #getValue() 方法获得行数据。

public abstract class AbstractDecoratorResultSetMerger implements ResultSetMerger {      /**      * 装饰的归并对象      */     private final ResultSetMerger resultSetMerger;      @Override     public Object getValue(final int columnIndex, final Class<?> type) throws SQLException {         return resultSetMerger.getValue(columnIndex, type);     } }

3. OrderByStreamResultSetMerger

OrderByStreamResultSetMerger，基于 Stream 方式排序归并结果集实现。

3.1 归并算法

因为各个分片结果集已经排序完成，使用《归并算法》能够充分利用这个优势。

归并操作（merge），也叫归并算法，指的是将两个已经排序的序列合并成一个序列的操作。归并排序算法依赖归并操作。

【迭代法】

  1. 申请空间，使其大小为两个已经排序序列之和，该空间用来存放合并后的序列
  2. 设定两个指针，最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置
  3. 比较两个指针所指向的元素，选择相对小的元素放入到合并空间，并移动指针到下一位置
  4. 重复步骤3直到某一指针到达序列尾
  5. 将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾

从定义上看，是不是超级符合我们这个场景。�� 此时此刻，你是不是捂着胸口，感叹：“大学怎么没好好学数据结构与算法呢”？反正我是捂着了，都是眼泪。

public class OrderByStreamResultSetMerger extends AbstractStreamResultSetMerger {      /**      * 排序列      */     @Getter(AccessLevel.NONE)     private final List<OrderItem> orderByItems;     /**      * 排序值对象队列      */     private final Queue<OrderByValue> orderByValuesQueue;     /**      * 默认排序类型      */     private final OrderType nullOrderType;     /**      * 是否第一个 ResultSet 已经调用 #next()      */     private boolean isFirstNext;      public OrderByStreamResultSetMerger(final List<ResultSet> resultSets, final List<OrderItem> orderByItems, final OrderType nullOrderType) throws SQLException {         this.orderByItems = orderByItems;         this.orderByValuesQueue = new PriorityQueue<>(resultSets.size());         this.nullOrderType = nullOrderType;         orderResultSetsToQueue(resultSets);         isFirstNext = true;     }      private void orderResultSetsToQueue(final List<ResultSet> resultSets) throws SQLException {         for (ResultSet each : resultSets) {             OrderByValue orderByValue = new OrderByValue(each, orderByItems, nullOrderType);             if (orderByValue.next()) {                 orderByValuesQueue.offer(orderByValue);             }         }         // 设置当前 ResultSet，这样 #getValue() 能拿到记录         setCurrentResultSet(orderByValuesQueue.isEmpty() ? resultSets.get(0) : orderByValuesQueue.peek().getResultSet());     }
  • 属性 orderByValuesQueue 使用的队列实现是优先级队列( PriorityQueue )。有兴趣的同学可以看看《JDK源码研究PriorityQueue》，本文不展开讲，不是主角戏份不多。我们记住几个方法的用途：
    • #offer()：增加元素。增加时，会将该元素和已有元素们按照优先级进行排序
    • #peek()：获得优先级第一的元素
    • #pool()：获得优先级第一的元素并移除

  • 一个 ResultSet 构建一个 OrderByValue 用于排序，即上文归并算法提到的“空间”。

    public final class OrderByValue implements Comparable<OrderByValue> {      /**      * 已排序结果集      */     @Getter     private final ResultSet resultSet;     /**      * 排序列      */     private final List<OrderItem> orderByItems;     /**      * 默认排序类型      */     private final OrderType nullOrderType;     /**      * 排序列对应的值数组      * 因为一条记录可能有多个排序列，所以是数组      */     private List<Comparable<?>> orderValues;      /**      * 遍历下一个结果集游标.      *       * @return 是否有下一个结果集      * @throws SQLException SQL异常      */     public boolean next() throws SQLException {         boolean result = resultSet.next();         orderValues = result ? getOrderValues() : Collections.<Comparable<?>>emptyList();         return result;     }      /**      * 获得 排序列对应的值数组      *      * @return 排序列对应的值数组      * @throws SQLException 当结果集关闭时      */     private List<Comparable<?>> getOrderValues() throws SQLException {         List<Comparable<?>> result = new ArrayList<>(orderByItems.size());         for (OrderItem each : orderByItems) {             Object value = resultSet.getObject(each.getIndex());             Preconditions.checkState(null == value || value instanceof Comparable, "Order by value must implements Comparable");             result.add((Comparable<?>) value);         }         return result;     }      /**      * 对比 {@link #orderValues}，即两者的第一条记录      *      * @param o 对比 OrderByValue      * @return -1 0 1      */     @Override     public int compareTo(final OrderByValue o) {         for (int i = 0; i < orderByItems.size(); i++) {             OrderItem thisOrderBy = orderByItems.get(i);             int result = ResultSetUtil.compareTo(orderValues.get(i), o.orderValues.get(i), thisOrderBy.getType(), nullOrderType);             if (0 != result) {                 return result;             }         }         return 0;     } }
    • 调用 OrderByValue#next() 方法时，获得其对应结果集排在第一条的记录，通过 #getOrderValues() 计算该记录的排序字段值。这样两个OrderByValue 通过 #compareTo() 方法可以比较两个结果集的第一条记录。
  • if (orderByValue.next()) { 处，调用 OrderByValue#next() 后，添加到 PriorityQueue。因此，orderByValuesQueue.peek().getResultSet() 能够获得多个 ResultSet 中排在第一的。

3.2 #next()

通过调用 OrderByStreamResultSetMerger#next() 不断获得当前排在第一的记录。#next() 每次调用后，实际做的是当前 ResultSet 的替换，以及当前的 ResultSet 的记录指向下一条。这样说起来可能比较绕，我们来看一张图：

  • 白色向下箭头：OrderByStreamResultSetMerger 对 ResultSet 的指向。
  • 黑色箭头：ResultSet 对当前记录的指向。
  • ps：这块如果分享的不清晰让您费劲，十分抱歉。欢迎加我微信（wangwenbin-server）交流下，这样我也可以优化表述。
// OrderByStreamResultSetMerger.java @Override public boolean next() throws SQLException {    if (orderByValuesQueue.isEmpty()) {        return false;    }    if (isFirstNext) {        isFirstNext = false;        return true;    }    // 移除上一次获得的 ResultSet    OrderByValue firstOrderByValue = orderByValuesQueue.poll();    // 如果上一次获得的 ResultSet还有下一条记录，继续添加到 排序值对象队列    if (firstOrderByValue.next()) {        orderByValuesQueue.offer(firstOrderByValue);    }    if (orderByValuesQueue.isEmpty()) {        return false;    }    // 设置当前 ResultSet    setCurrentResultSet(orderByValuesQueue.peek().getResultSet());    return true; }
  • orderByValuesQueue.poll() 移除上一次获得的 ResultSet。为什么不能 #setCurrentResultSet() 就移除呢？如果该 ResultSet 里面还存在下一条记录，需要继续参加排序。而判断是否有下一条，需要调用 ResultSet#next() 方法，这会导致 ResultSet 指向了下一条记录。因而 orderByValuesQueue.poll() 调用是后置的。
  • isFirstNext 变量那的判断看着是不是很“灵异”？因为 #orderResultSetsToQueue() 处设置了第一次的 ResultSet。如果不加这个标记，会导致第一条记录“不见”了。

  • 通过不断的 Queue#poll()、Queue#offset() 实现排序。巧妙！仿佛 Get 新技能了：

    // 移除上一次获得的 ResultSet OrderByValue firstOrderByValue = orderByValuesQueue.poll(); // 如果上一次获得的 ResultSet还有下一条记录，继续添加到 排序值对象队列 if (firstOrderByValue.next()) {   orderByValuesQueue.offer(firstOrderByValue); }

在看下，我们上文 Stream 方式归并的定义：将数据游标与结果集的游标保持一致，顺序的从结果集中一条条的获取正确的数据。是不是能够清晰的对上了？！��

4. GroupByStreamResultSetMerger

GroupByStreamResultSetMerger，基于 Stream 方式分组归并结果集实现。 它继承自 OrderByStreamResultSetMerger，在排序的逻辑上，实现分组功能。实现原理也较为简单：

public final class GroupByStreamResultSetMerger extends OrderByStreamResultSetMerger {      /**      * 查询列名与位置映射      */     private final Map<String, Integer> labelAndIndexMap;     /**      * Select SQL语句对象      */     private final SelectStatement selectStatement;     /**      * 当前结果记录      */     private final List<Object> currentRow;     /**      * 下一条结果记录 GROUP BY 条件      */     private List<?> currentGroupByValues;      public GroupByStreamResultSetMerger(             final Map<String, Integer> labelAndIndexMap, final List<ResultSet> resultSets, final SelectStatement selectStatement, final OrderType nullOrderType) throws SQLException {         super(resultSets, selectStatement.getOrderByItems(), nullOrderType);         this.labelAndIndexMap = labelAndIndexMap;         this.selectStatement = selectStatement;         currentRow = new ArrayList<>(labelAndIndexMap.size());         // 初始化下一条结果记录 GROUP BY 条件         currentGroupByValues = getOrderByValuesQueue().isEmpty() ? Collections.emptyList() : new GroupByValue(getCurrentResultSet(), selectStatement.getGroupByItems()).getGroupValues();     }      @Override     public Object getValue(final int columnIndex, final Class<?> type) throws SQLException {         return currentRow.get(columnIndex - 1);     }     @Override     public Object getValue(final String columnLabel, final Class<?> type) throws SQLException {         Preconditions.checkState(labelAndIndexMap.containsKey(columnLabel), String.format("Can't find columnLabel: %s", columnLabel));         return currentRow.get(labelAndIndexMap.get(columnLabel) - 1);     } }
  • currentRow 为当前结果记录，使用 #getValue()、#getCalendarValue() 方法获得当前结果记录的查询列值。

  • currentGroupByValues 为下一条结果记录 GROUP BY 条件，通过 GroupByValue 生成：

    public final class GroupByValue {      /**      * 分组条件值数组      */     private final List<?> groupValues;      public GroupByValue(final ResultSet resultSet, final List<OrderItem> groupByItems) throws SQLException {         groupValues = getGroupByValues(resultSet, groupByItems);     }      /**      * 获得分组条件值数组      * 例如，`GROUP BY user_id, order_status` 返回的某条记录结果为 `userId = 1, order_status = 3`，对应的 `groupValues = [1, 3]`      * @param resultSet 结果集（单分片）      * @param groupByItems 分组列      * @return 分组条件值数组      * @throws SQLException 当结果集关闭      */     private List<?> getGroupByValues(final ResultSet resultSet, final List<OrderItem> groupByItems) throws SQLException {         List<Object> result = new ArrayList<>(groupByItems.size());         for (OrderItem each : groupByItems) {             result.add(resultSet.getObject(each.getIndex())); // 从结果集获得每个分组条件的值         }         return result;     } }

  • GroupByStreamResultSetMerger 在创建时，当前结果记录实际未合并，需要先调用 #next()，在使用 #getValue() 等方法获取值，这个和 OrderByStreamResultSetMerger 不同，可能是个 BUG。

4.1 AggregationUnit

AggregationUnit，归并计算单元接口，有两个接口方法：

  • #merge()：归并聚合值
  • #getResult()：获取计算结果

一共有三个实现类：

实现都比较易懂，直接点击链接查看源码，我们就不浪费篇幅贴代码啦。

4.2 #next()

我们先看看大体的调用流程：

�� 看起来代码比较多，逻辑其实比较清晰，对照着顺序图顺序往下读即可。

// GroupByStreamResultSetMerger.java @Override public boolean next() throws SQLException {    // 清除当前结果记录    currentRow.clear();    if (getOrderByValuesQueue().isEmpty()) {        return false;    }    //    if (isFirstNext()) {        super.next();    }    // 顺序合并下面相同分组条件的记录    if (aggregateCurrentGroupByRowAndNext()) {        // 生成下一条结果记录 GROUP BY 条件        currentGroupByValues = new GroupByValue(getCurrentResultSet(), selectStatement.getGroupByItems()).getGroupValues();    }    return true; }  private boolean aggregateCurrentGroupByRowAndNext() throws SQLException {    boolean result = false;    // 生成计算单元    Map<AggregationSelectItem, AggregationUnit> aggregationUnitMap = Maps.toMap(selectStatement.getAggregationSelectItems(), new Function<AggregationSelectItem, AggregationUnit>() {         @Override        public AggregationUnit apply(final AggregationSelectItem input) {            return AggregationUnitFactory.create(input.getType());        }    });    // 循环顺序合并下面相同分组条件的记录    while (currentGroupByValues.equals(new GroupByValue(getCurrentResultSet(), selectStatement.getGroupByItems()).getGroupValues())) {        // 归并聚合值        aggregate(aggregationUnitMap);        // 缓存当前记录到结果记录        cacheCurrentRow();        // 获取下一条记录        result = super.next();        if (!result) {            break;        }    }    // 设置当前记录的聚合字段结果    setAggregationValueToCurrentRow(aggregationUnitMap);    return result; }  private void aggregate(final Map<AggregationSelectItem, AggregationUnit> aggregationUnitMap) throws SQLException {    for (Entry<AggregationSelectItem, AggregationUnit> entry : aggregationUnitMap.entrySet()) {        List<Comparable<?>> values = new ArrayList<>(2);        if (entry.getKey().getDerivedAggregationSelectItems().isEmpty()) { // SUM/COUNT/MAX/MIN 聚合列            values.add(getAggregationValue(entry.getKey()));        } else {            for (AggregationSelectItem each : entry.getKey().getDerivedAggregationSelectItems()) { // AVG 聚合列                values.add(getAggregationValue(each));            }        }        entry.getValue().merge(values);    } }  private void cacheCurrentRow() throws SQLException {    for (int i = 0; i < getCurrentResultSet().getMetaData().getColumnCount(); i++) {        currentRow.add(getCurrentResultSet().getObject(i + 1));    } }  private Comparable<?> getAggregationValue(final AggregationSelectItem aggregationSelectItem) throws SQLException {    Object result = getCurrentResultSet().getObject(aggregationSelectItem.getIndex());    Preconditions.checkState(null == result || result instanceof Comparable, "Aggregation value must implements Comparable");    return (Comparable<?>) result; }  private void setAggregationValueToCurrentRow(final Map<AggregationSelectItem, AggregationUnit> aggregationUnitMap) {    for (Entry<AggregationSelectItem, AggregationUnit> entry : aggregationUnitMap.entrySet()) {        currentRow.set(entry.getKey().getIndex() - 1, entry.getValue().getResult()); // 获取计算结果    } }

5. GroupByMemoryResultSetMerger

GroupByMemoryResultSetMerger，基于 内存 分组归并结果集实现。

区别于 GroupByStreamResultSetMerger，其无法使用每个分片结果集的有序的特点，只能在内存中合并后，进行整个重新排序。因而，性能和内存都较 GroupByStreamResultSetMerger 会差。

主流程如下：

public final class GroupByMemoryResultSetMerger extends AbstractMemoryResultSetMerger {      /**      * Select SQL语句对象      */     private final SelectStatement selectStatement;     /**      * 默认排序类型      */     private final OrderType nullOrderType;     /**      * 内存结果集      */     private final Iterator<MemoryResultSetRow> memoryResultSetRows;      public GroupByMemoryResultSetMerger(             final Map<String, Integer> labelAndIndexMap, final List<ResultSet> resultSets, final SelectStatement selectStatement, final OrderType nullOrderType) throws SQLException {         super(labelAndIndexMap);         this.selectStatement = selectStatement;         this.nullOrderType = nullOrderType;         memoryResultSetRows = init(resultSets);     }      private Iterator<MemoryResultSetRow> init(final List<ResultSet> resultSets) throws SQLException {         Map<GroupByValue, MemoryResultSetRow> dataMap = new HashMap<>(1024); // 分组条件值与内存记录映射         Map<GroupByValue, Map<AggregationSelectItem, AggregationUnit>> aggregationMap = new HashMap<>(1024); // 分组条件值与聚合列映射         // 遍历结果集         for (ResultSet each : resultSets) {             while (each.next()) {                 // 生成分组条件                 GroupByValue groupByValue = new GroupByValue(each, selectStatement.getGroupByItems());                 // 初始化分组条件到 dataMap、aggregationMap 映射                 initForFirstGroupByValue(each, groupByValue, dataMap, aggregationMap);                 // 归并聚合值                 aggregate(each, groupByValue, aggregationMap);             }         }         // 设置聚合列结果到内存记录         setAggregationValueToMemoryRow(dataMap, aggregationMap);         // 内存排序         List<MemoryResultSetRow> result = getMemoryResultSetRows(dataMap);         // 设置当前 ResultSet，这样 #getValue() 能拿到记录         if (!result.isEmpty()) {             setCurrentResultSetRow(result.get(0));         }         return result.iterator();     } }

  • #initForFirstGroupByValue() 初始化分组条件到 dataMap，aggregationMap 映射中，这样可以调用 #aggregate() 将聚合值归并到 aggregationMap 里的该分组条件。

    private void initForFirstGroupByValue(final ResultSet resultSet, final GroupByValue groupByValue, final Map<GroupByValue, MemoryResultSetRow> dataMap,                                        final Map<GroupByValue, Map<AggregationSelectItem, AggregationUnit>> aggregationMap) throws SQLException {     // 初始化分组条件到 dataMap     if (!dataMap.containsKey(groupByValue)) {         dataMap.put(groupByValue, new MemoryResultSetRow(resultSet));     }     // 初始化分组条件到 aggregationMap     if (!aggregationMap.containsKey(groupByValue)) {         Map<AggregationSelectItem, AggregationUnit> map = Maps.toMap(selectStatement.getAggregationSelectItems(), new Function<AggregationSelectItem, AggregationUnit>() {              @Override             public AggregationUnit apply(final AggregationSelectItem input) {                 return AggregationUnitFactory.create(input.getType());             }         });         aggregationMap.put(groupByValue, map);     } }

  • 聚合完每个分组条件后，将聚合列结果 aggregationMap 合并到 dataMap。

    private void setAggregationValueToMemoryRow(final Map<GroupByValue, MemoryResultSetRow> dataMap, final Map<GroupByValue, Map<AggregationSelectItem, AggregationUnit>> aggregationMap) {    for (Entry<GroupByValue, MemoryResultSetRow> entry : dataMap.entrySet()) { // 遍 历内存记录        for (AggregationSelectItem each : selectStatement.getAggregationSelectItems()) { // 遍历 每个聚合列            entry.getValue().setCell(each.getIndex(), aggregationMap.get(entry.getKey()).get(each).getResult());        }    } }

  • 调用 #getMemoryResultSetRows() 方法对内存记录进行内存排序。

// GroupByMemoryResultSetMerger.java private List<MemoryResultSetRow> getMemoryResultSetRows(final Map<GroupByValue, MemoryResultSetRow> dataMap) {    List<MemoryResultSetRow> result = new ArrayList<>(dataMap.values());    Collections.sort(result, new GroupByRowComparator(selectStatement, nullOrderType)); // 内存排序    return result; }  // GroupByRowComparator.java private int compare(final MemoryResultSetRow o1, final MemoryResultSetRow o2, final List<OrderItem> orderItems) {    for (OrderItem each : orderItems) {        Object orderValue1 = o1.getCell(each.getIndex());        Preconditions.checkState(null == orderValue1 || orderValue1 instanceof Comparable, "Order by value must implements Comparable");        Object orderValue2 = o2.getCell(each.getIndex());        Preconditions.checkState(null == orderValue2 || orderValue2 instanceof Comparable, "Order by value must implements Comparable");        int result = ResultSetUtil.compareTo((Comparable) orderValue1, (Comparable) orderValue2, each.getType(), nullOrderType);        if (0 != result) {            return result;        }    }    return 0; }
  • 总的来说，GROUP BY 内存归并和我们日常使用 Map 计算用户订单数是比较相似的。

5.1 #next()

@Override public boolean next() throws SQLException {    if (memoryResultSetRows.hasNext()) {        setCurrentResultSetRow(memoryResultSetRows.next());        return true;    }    return false; }
  • 内存归并完成后，使用 memoryResultSetRows 不断获得下一条记录。

6. IteratorStreamResultSetMerger

IteratorStreamResultSetMerger，基于 Stream 迭代归并结果集实现。

public final class IteratorStreamResultSetMerger extends AbstractStreamResultSetMerger {      /**      * ResultSet 数组迭代器      */     private final Iterator<ResultSet> resultSets;      public IteratorStreamResultSetMerger(final List<ResultSet> resultSets) {         this.resultSets = resultSets.iterator();         // 设置当前 ResultSet，这样 #getValue() 能拿到记录         setCurrentResultSet(this.resultSets.next());     }      @Override     public boolean next() throws SQLException {         // 当前 ResultSet 迭代下一条记录         if (getCurrentResultSet().next()) {             return true;         }         if (!resultSets.hasNext()) {             return false;         }         // 获得下一个ResultSet， 设置当前 ResultSet         setCurrentResultSet(resultSets.next());         boolean hasNext = getCurrentResultSet().next();         if (hasNext) {             return true;         }         while (!hasNext && resultSets.hasNext()) {             setCurrentResultSet(resultSets.next());             hasNext = getCurrentResultSet().next();         }         return hasNext;     } }

7. LimitDecoratorResultSetMerger

LimitDecoratorResultSetMerger，基于 Decorator 分页结果集归并实现。

public final class LimitDecoratorResultSetMerger extends AbstractDecoratorResultSetMerger {      /**      * 分页条件      */     private final Limit limit;     /**      * 是否全部记录都跳过了，即无符合条件记录      */     private final boolean skipAll;     /**      * 当前已返回行数      */     private int rowNumber;      public LimitDecoratorResultSetMerger(final ResultSetMerger resultSetMerger, final Limit limit) throws SQLException {         super(resultSetMerger);         this.limit = limit;         skipAll = skipOffset();     }      private boolean skipOffset() throws SQLException {         // 跳过 skip 记录         for (int i = 0; i < limit.getOffsetValue(); i++) {             if (!getResultSetMerger().next()) {                 return true;             }         }         // 行数         rowNumber = limit.isRowCountRewriteFlag() ? 0 : limit.getOffsetValue();         return false;     }      @Override     public boolean next() throws SQLException {         if (skipAll) {             return false;         }         // 获得下一条记录         if (limit.getRowCountValue() > -1) {             return ++rowNumber <= limit.getRowCountValue() && getResultSetMerger().next();         }         // 部分db 可以直 offset，不写 limit 行数，例如 oracle         return getResultSetMerger().next();     }  }
  • LimitDecoratorResultSetMerger 可以对其他 ResultSetMerger 进行装饰，调用其他 ResultSetMerger 的 #next() 不断获得下一条记录。

666. 彩蛋

诶？应该是有蛮多地方解释的不是很清晰，如果让您阅读误解或是阻塞，非常抱歉。代码读起来比较易懂，使用文字来解释，对表述能力较差的自己，可能就绞尽脑汁，一脸懵逼。

恩，如果可以，还烦请把读起来不太爽的地方告诉我，谢谢。

厚着脸皮，道友，分享一波朋友圈可好？

如下是小礼包，嘿嘿

归并结果集接口 SQL
OrderByStreamResultSetMerger SELECT * FROM t_order ORDER BY id
GroupByStreamResultSetMerger SELECT uid, AVG(id) FROM t_order GROUP BY uid
GroupByMemoryResultSetMerger SELECT uid FROM t_order GROUP BY id ORDER BY id DESC
IteratorStreamResultSetMerger SELECT * FROM t_order
LimitDecoratorResultSetMerger SELECT * FROM t_order ORDER BY id LIMIT 10
标签
resultset
归并排序
Sharding-JDBC
合并排序
聚合数据
list排序
排序算法
源码
next
string
each
sql数据库
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