通过 Jinq 简化数据库查询

  • Abraham Marín Pérez
  • 张卫滨

2016 年 3 月 23 日

话题:Java数据库函数式编程语言 & 开发

Jinq 库为数据库查询提供了一个 DSL,可以用于 Java 和 Scala。这个项目的灵感来源于.NET 的 LINQ,致力于提供易于编写的查询,同时支持类型安全。据这个工具的创建者 Ming-Yee Iu 介绍,Jinq 起步于 2006 年,当时的名称为 Queryll,但是直到采用了 Java 8 的 lambdas,才完全发挥出了它的潜力。

跟其他已有的库不同,Jinq 并无意提供完整的数据访问功能:Jinq 只是一个查询工具,因此用于从数据库中获取数据。数据操作,不管是插入、修改还是删除,都依然需要开发人员采用其他的机制。基于这个原因,Jinq 提供了与其他最流行的数据库访问库联合使用的支持,包括所有兼容 JPA 的模式(如 Hibernate 或 EclipseLink)与jOOQ

鉴于它不能作为已有库的替代品,有些用户可能就会怀疑 Jinq 所带来的附加价值是什么。为了尝试并展现它的价值何在,我们用不同的工具来对比一个相同的查询。

我们考虑一个由世界各个国家和城市所组成的数据库。假设我们需要获取首都人口在 300 万以上的国家列表。对应的 SQL 查询会如下所示:

`SELECT country.name
FROM country
JOIN city ON country.capital_id = city.id
WHERE city.population > 3000000`

假设采用典型的映射和配置,同等功能的查询使用 Hibernate 会如下所示:

`List = session.createQuery("SELECT country.name " +
        "FROM country JOIN city " +
        "WHERE city.population > 3000000")
        .list();` 

我们可以看到,HQL 能够消除掉一些查询中的复杂性,但它依然还是在一个字符串之中,这意味着它可能会包含一些潜在的错误,而这些错误只能在运行期才能发现。接下来看一下,如果使用 jOOQ 的话,该怎样编写这个查询:

`Result result = create.select(COUNTRY.NAME)
        .from(COUNTRY)
        .join(CITY).on(COUNTRY.CAPITAL_ID.equal(CITY.ID))
        .where(CITY.POPULATION.gt(3000000))
        .fetch();` 

这给程序员提供了一种更高级别的类型安全性,引用错误的域、表或操作将会导致编译错误。但是,这个代码依然不够流畅。最后,我们来看一下使用 Jinq 的函数式方法该如何编写这个查询:

`List = streams.streamAll(em, City.class)
        .where(c -> c.getCountry().getCapital().equals(c)
                && c.getPopulation() > 3000000)
        .select(c -> c.getCountry().getName())
        .toList();` 

这个代码非常类似于开发人员使用流数据时所创建的典型结构,这允许他们在编码的时候,保持一种函数式的编程风格。在内部,尽管它看起来像是使用流,但 Jinq 会使用一种名为“符号执行(symbolic execution)”的技术,将上述的代码转换为实际的 SQL 查询,而这些 SQL 查询,数据库是能够进行优化的。

在字节码级别,当到达这块代码的时候,Jinq 并不会直接执行。Jinq 将会检查不同的步骤,并计算这些步骤会给传入数据所带来的副作用,这就是所谓的符号执行。一旦这些组合的副作用计算完毕,它就会转换为同等作用的 SQL 查询。如果所计算的副作用对于 Jinq 来说过于复杂,无法转换为 SQL,那么它会作为正常的 Java 代码来执行,这意味着会得到相同的结果,但是性能可能会稍差一些。

在 Java 开发社区,一直想要有一个能够与.NET 的 LINQ 功能对等的 Java 实现。由于语言设计的限制,这可能永远无法完全实现:像 C# 这样的.NET 语言实现,在定义级别进行了修正,以便于让 LINQ 集成到语言之中,在这方面,Java 的架构师是一直反对的。基于该原因,Jinq 可能是最为接近的类似方案了。

查看英文原文:Simplifying Database Queries with Jinq

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