Java怎么实现几十万条数据插入(30万条数据插入MySQL仅需13秒)
作者:mmseoamin日期:2023-12-05

本文主要讲述通过MyBatis、JDBC等做大数据量数据插入的案例和结果。

30万条数据插入插入数据库验证

    • 实体类、mapper和配置文件定义
      • User实体
      • mapper接口
      • mapper.xml文件
      • jdbc.properties
      • sqlMapConfig.xml
      • 不分批次直接梭哈
      • 循环逐条插入
      • MyBatis实现插入30万条数据
      • JDBC实现插入30万条数据
      • 总结

        验证的数据库表结构如下:

        CREATE TABLE `t_user` (
          `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '用户id',
          `username` varchar(64) DEFAULT NULL COMMENT '用户名称',
          `age` int(4) DEFAULT NULL COMMENT '年龄',
          PRIMARY KEY (`id`)
        ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户信息表';
        

        话不多说,开整!

        实体类、mapper和配置文件定义

        User实体

        /**
         * 

        用户实体

        * * @Author zjq * @Date 2021/8/3 */ @Data public class User { private int id; private String username; private int age; }

        mapper接口

        public interface UserMapper {
            /**
             * 批量插入用户
             * @param userList
             */
            void batchInsertUser(@Param("list") List userList);
        }
        

        mapper.xml文件

            
            
                insert into t_user(username,age) values
                
                    (
                    #{item.username},
                    #{item.age}
                    )
                
            
        

        jdbc.properties

        jdbc.driver=com.mysql.jdbc.Driver
        jdbc.url=jdbc:mysql://localhost:3306/test
        jdbc.username=root
        jdbc.password=root
        

        sqlMapConfig.xml

        
        
        
            
            
            
            
                
            
            
            
                
                    
                    
                        
                        
                        
                        
                    
                
            
            
            
                
            
        
        

        不分批次直接梭哈

        MyBatis直接一次性批量插入30万条,代码如下:

            @Test
            public void testBatchInsertUser() throws IOException {
                InputStream resourceAsStream =
                        Resources.getResourceAsStream("sqlMapConfig.xml");
                SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(resourceAsStream);
                SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession();
                System.out.println("===== 开始插入数据 =====");
                long startTime = System.currentTimeMillis();
                try {
                    List userList = new ArrayList<>();
                    for (int i = 1; i <= 300000; i++) {
                        User user = new User();
                        user.setId(i);
                        user.setUsername("共饮一杯无 " + i);
                        user.setAge((int) (Math.random() * 100));
                        userList.add(user);
                    }
                    session.insert("batchInsertUser", userList); // 最后插入剩余的数据
                    session.commit();
                    long spendTime = System.currentTimeMillis()-startTime;
                    System.out.println("成功插入 30 万条数据,耗时:"+spendTime+"毫秒");
                } finally {
                    session.close();
                }
            }
        

        可以看到控制台输出:

        Cause: com.mysql.jdbc.PacketTooBigException: Packet for query is too large (27759038 >yun 4194304). You can change this value on the server by setting the max_allowed_packet’ variable.

        Java怎么实现几十万条数据插入(30万条数据插入MySQL仅需13秒),第1张yun 4194304). You can change this value on the server by setting the max_allowed_packet' variable" />

        超出最大数据包限制了,可以通过调整max_allowed_packet限制来提高可以传输的内容,不过由于30万条数据超出太多,这个不可取,梭哈看来是不行了 😅😅😅

        既然梭哈不行那我们就一条一条循环着插入行不行呢

        循环逐条插入

        mapper接口和mapper文件中新增单个用户新增的内容如下:

            /**
             * 新增单个用户
             * @param user
             */
            void insertUser(User user);
        
            
            
                insert into t_user(username,age) values
                    (
                    #{username},
                    #{age}
                    )
            
        

        调整执行代码如下:

            @Test
            public void testCirculateInsertUser() throws IOException {
                InputStream resourceAsStream =
                        Resources.getResourceAsStream("sqlMapConfig.xml");
                SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(resourceAsStream);
                SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession();
                System.out.println("===== 开始插入数据 =====");
                long startTime = System.currentTimeMillis();
                try {
                    for (int i = 1; i <= 300000; i++) {
                        User user = new User();
                        user.setId(i);
                        user.setUsername("共饮一杯无 " + i);
                        user.setAge((int) (Math.random() * 100));
                        // 一条一条新增
                        session.insert("insertUser", user);
                        session.commit();
                    }
                    long spendTime = System.currentTimeMillis()-startTime;
                    System.out.println("成功插入 30 万条数据,耗时:"+spendTime+"毫秒");
                } finally {
                    session.close();
                }
            }
        

        执行后可以发现磁盘IO占比飙升,一直处于高位。

        Java怎么实现几十万条数据插入(30万条数据插入MySQL仅需13秒),在这里插入图片描述,第2张

        等啊等等啊等,好久还没执行完

        Java怎么实现几十万条数据插入(30万条数据插入MySQL仅需13秒),ccc.gif,第3张

        先不管他了太慢了先搞其他的,等会再来看看结果吧。

        two thousand year later …

        控制台输出如下:

        Java怎么实现几十万条数据插入(30万条数据插入MySQL仅需13秒),在这里插入图片描述,第4张

        总共执行了14909367毫秒,换算出来是4小时八分钟。太慢了。。

        Java怎么实现几十万条数据插入(30万条数据插入MySQL仅需13秒),image.png,第5张

        👇👇👇还是优化下之前的批处理方案吧

        MyBatis实现插入30万条数据

        先清理表数据,然后优化批处理执行插入:

        -- 清空用户表
        TRUNCATE table  t_user;
        

        以下是通过 MyBatis 实现 30 万条数据插入代码实现:

            /**
             * 分批次批量插入
             * @throws IOException
             */
            @Test
            public void testBatchInsertUser() throws IOException {
                InputStream resourceAsStream =
                        Resources.getResourceAsStream("sqlMapConfig.xml");
                SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(resourceAsStream);
                SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession();
                System.out.println("===== 开始插入数据 =====");
                long startTime = System.currentTimeMillis();
                int waitTime = 10;
                try {
                    List userList = new ArrayList<>();
                    for (int i = 1; i <= 300000; i++) {
                        User user = new User();
                        user.setId(i);
                        user.setUsername("共饮一杯无 " + i);
                        user.setAge((int) (Math.random() * 100));
                        userList.add(user);
                        if (i % 1000 == 0) {
                            session.insert("batchInsertUser", userList);
                            // 每 1000 条数据提交一次事务
                            session.commit();
                            userList.clear();
                            // 等待一段时间
                            Thread.sleep(waitTime * 1000);
                        }
                    }
                    // 最后插入剩余的数据
                    if(!CollectionUtils.isEmpty(userList)) {
                        session.insert("batchInsertUser", userList);
                        session.commit();
                    }
                    long spendTime = System.currentTimeMillis()-startTime;
                    System.out.println("成功插入 30 万条数据,耗时:"+spendTime+"毫秒");
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    session.close();
                }
            }
        

        使用了 MyBatis 的批处理操作,将每 1000 条数据放在一个批次中插入,能够较为有效地提高插入速度。同时请注意在循环插入时要带有合适的等待时间和批处理大小,以防止出现内存占用过高等问题。此外,还需要在配置文件中设置合理的连接池和数据库的参数,以获得更好的性能。

        Java怎么实现几十万条数据插入(30万条数据插入MySQL仅需13秒),CPU和磁盘占用情况,第6张

        在上面的示例中,我们每插入1000行数据就进行一次批处理提交,并等待10秒钟。这有助于控制内存占用,并确保插入操作平稳进行。

        Java怎么实现几十万条数据插入(30万条数据插入MySQL仅需13秒),image.png,第7张

        五十分钟执行完毕,时间主要用在了等待上。

        如果低谷时期执行,CPU和磁盘性能又足够的情况下,直接批处理不等待执行:

            /**
             * 分批次批量插入
             * @throws IOException
             */
            @Test
            public void testBatchInsertUser() throws IOException {
                InputStream resourceAsStream =
                        Resources.getResourceAsStream("sqlMapConfig.xml");
                SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(resourceAsStream);
                SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession();
                System.out.println("===== 开始插入数据 =====");
                long startTime = System.currentTimeMillis();
                int waitTime = 10;
                try {
                    List userList = new ArrayList<>();
                    for (int i = 1; i <= 300000; i++) {
                        User user = new User();
                        user.setId(i);
                        user.setUsername("共饮一杯无 " + i);
                        user.setAge((int) (Math.random() * 100));
                        userList.add(user);
                        if (i % 1000 == 0) {
                            session.insert("batchInsertUser", userList);
                            // 每 1000 条数据提交一次事务
                            session.commit();
                            userList.clear();
                        }
                    }
                    // 最后插入剩余的数据
                    if(!CollectionUtils.isEmpty(userList)) {
                        session.insert("batchInsertUser", userList);
                        session.commit();
                    }
                    long spendTime = System.currentTimeMillis()-startTime;
                    System.out.println("成功插入 30 万条数据,耗时:"+spendTime+"毫秒");
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    session.close();
                }
            }
        

        则24秒可以完成数据插入操作:

        Java怎么实现几十万条数据插入(30万条数据插入MySQL仅需13秒),在这里插入图片描述,第8张

        Java怎么实现几十万条数据插入(30万条数据插入MySQL仅需13秒),image.png,第9张

        可以看到短时CPU和磁盘占用会飙高。

        把批处理的量再调大一些调到5000,在执行:

        Java怎么实现几十万条数据插入(30万条数据插入MySQL仅需13秒),在这里插入图片描述,第10张

        13秒插入成功30万条,直接芜湖起飞🛫🛫🛫

        JDBC实现插入30万条数据

        JDBC循环插入的话跟上面的mybatis逐条插入类似,不再赘述。

        以下是 Java 使用 JDBC 批处理实现 30 万条数据插入的示例代码。请注意,该代码仅提供思路,具体实现需根据实际情况进行修改。

            /**
             * JDBC分批次批量插入
             * @throws IOException
             */
            @Test
            public void testJDBCBatchInsertUser() throws IOException {
                Connection connection = null;
                PreparedStatement preparedStatement = null;
                String databaseURL = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
                String user = "root";
                String password = "root";
                try {
                    connection = DriverManager.getConnection(databaseURL, user, password);
                    // 关闭自动提交事务,改为手动提交
                    connection.setAutoCommit(false);
                    System.out.println("===== 开始插入数据 =====");
                    long startTime = System.currentTimeMillis();
                    String sqlInsert = "INSERT INTO t_user ( username, age) VALUES ( ?, ?)";
                    preparedStatement = connection.prepareStatement(sqlInsert);
                    Random random = new Random();
                    for (int i = 1; i <= 300000; i++) {
                        preparedStatement.setString(1, "共饮一杯无 " + i);
                        preparedStatement.setInt(2, random.nextInt(100));
                        // 添加到批处理中
                        preparedStatement.addBatch();
                        if (i % 1000 == 0) {
                            // 每1000条数据提交一次
                            preparedStatement.executeBatch();
                            connection.commit();
                            System.out.println("成功插入第 "+ i+" 条数据");
                        }
                    }
                    // 处理剩余的数据
                    preparedStatement.executeBatch();
                    connection.commit();
                    long spendTime = System.currentTimeMillis()-startTime;
                    System.out.println("成功插入 30 万条数据,耗时:"+spendTime+"毫秒");
                } catch (SQLException e) {
                    System.out.println("Error: " + e.getMessage());
                } finally {
                    if (preparedStatement != null) {
                        try {
                            preparedStatement.close();
                        } catch (SQLException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    if (connection != null) {
                        try {
                            connection.close();
                        } catch (SQLException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }
        

        Java怎么实现几十万条数据插入(30万条数据插入MySQL仅需13秒),ccc.gif,第11张

        Java怎么实现几十万条数据插入(30万条数据插入MySQL仅需13秒),在这里插入图片描述,第12张

        上述示例代码中,我们通过 JDBC 连接 MySQL 数据库,并执行批处理操作插入数据。具体实现步骤如下:

        1. 获取数据库连接。
        2. 创建 Statement 对象。
        3. 定义 SQL 语句,使用 PreparedStatement 对象预编译 SQL 语句并设置参数。
        4. 执行批处理操作。
        5. 处理剩余的数据。
        6. 关闭 Statement 和 Connection 对象。

        使用setAutoCommit(false) 来禁止自动提交事务,然后在每次批量插入之后手动提交事务。每次插入数据时都新建一个 PreparedStatement 对象以避免状态不一致问题。在插入数据的循环中,每 10000 条数据就执行一次 executeBatch() 插入数据。

        另外,需要根据实际情况优化连接池和数据库的相关配置,以防止连接超时等问题。

        总结

        实现高效的大量数据插入需要结合以下优化策略(建议综合使用):

        1. 批处理:批量提交SQL语句可以降低网络传输和处理开销,减少与数据库交互的次数。在Java中可以使用Statement或者PreparedStatement的addBatch()方法来添加多个SQL语句,然后一次性执行executeBatch()方法提交批处理的SQL语句。
        • 在循环插入时带有适当的等待时间和批处理大小,从而避免内存占用过高等问题:
          • 设置适当的批处理大小:批处理大小指在一次插入操作中插入多少行数据。如果批处理大小太小,插入操作的频率将很高,而如果批处理大小太大,可能会导致内存占用过高。通常,建议将批处理大小设置为1000-5000行,这将减少插入操作的频率并降低内存占用。
          • 采用适当的等待时间:等待时间指在批处理操作之间等待的时间量。等待时间过短可能会导致内存占用过高,而等待时间过长则可能会延迟插入操作的速度。通常,建议将等待时间设置为几秒钟到几十秒钟之间,这将使操作变得平滑且避免出现内存占用过高等问题。
          • 可以考虑使用一些内存优化的技巧,例如使用内存数据库或使用游标方式插入数据,以减少内存占用。
          • 总的来说,选择适当的批处理大小和等待时间可以帮助您平稳地进行插入操作,避免出现内存占用过高等问题。
            1. 索引: 在大量数据插入前暂时去掉索引,最后再打上,这样可以大大减少写入时候的更新索引的时间。
            2. 数据库连接池:使用数据库连接池可以减少数据库连接建立和关闭的开销,提高性能。在没有使用数据库连接池的情况,记得在finally中关闭相关连接。
            3. 数据库参数调整:增加MySQL数据库缓冲区大小、配置高性能的磁盘和I/O等。

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