MongoDB與MySQL增刪改查效率對(duì)比

本文主要通過批量與非批量對(duì)比操作的方式介紹MongoDB的bulkWrite()方法的使用。順帶與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)MySQL進(jìn)行對(duì)比，比較這兩種不同類型數(shù)據(jù)庫(kù)的效率。如果只是想學(xué)習(xí)bulkWrite()的使用的看第一部分就行。

測(cè)試環(huán)境：win7旗艦版、16G內(nèi)存、i3處理器、MongoDB3.0.2、mysql5.0

一、MongoDB批量操作

MongoDB對(duì)數(shù)據(jù)的操作分為Read Operations和Write Operations，Read Operations包含查詢操作，Write Operations包含刪除、插入、替換、更新幾種操作。MongoDB提供客戶端用bulk方式執(zhí)行Write Operations，也就是批量寫操作。在java driver中，對(duì)應(yīng)MongoCollection的bulkWrite()方法，先來看下這個(gè)方法簽名：

BulkWriteResult?com.mongodb.client.MongoCollection.bulkWrite(List>?requests)

這個(gè)方法要求傳入一個(gè)List集合，集合中的元素類型為WriteModel，它表示一個(gè)可用于批量寫操作的基類模型，它有以下幾個(gè)子類DeleteManyModel、DeleteOneModel、 InsertOneModel、ReplaceOneModel、 UpdateManyModel、UpdateOneModel，從名字可以看出來它對(duì)應(yīng)了刪除、插入、替換、更新幾種操作。該方法返回一個(gè)BulkWriteResult對(duì)象，代表一個(gè)成功的批量寫操作結(jié)果，封裝了操作結(jié)果的狀態(tài)信息，如插入、更新、刪除記錄數(shù)等。

1、插入操作

(1)、批量插入

代碼如下，該方法接收一個(gè)包含要進(jìn)行插入的Document對(duì)象的集合參數(shù)，遍歷集合，使用Document構(gòu)造InsertOneModel對(duì)象，每個(gè)InsertOneModel實(shí)例代表一個(gè)插入單個(gè)Document的操作，然后將該實(shí)例添加List集合中，調(diào)用bulkWrite()方法，傳入存儲(chǔ)所有插入操作的List集合完成批量插入。

public?void?bulkWriteInsert(List?documents){
????List>?requests?=?new?ArrayList>();
????for?(Document?document?:?documents)?{
????????//構(gòu)造插入單個(gè)文檔的操作模型
????????InsertOneModel??iom?=?new?InsertOneModel(document);
????????requests.add(iom);
????}
????BulkWriteResult??bulkWriteResult?=?collection.bulkWrite(requests);
????System.out.println(bulkWriteResult.toString());
}

測(cè)試：下面通過一個(gè)main函數(shù)測(cè)試下。首先構(gòu)造10萬個(gè)Product實(shí)體對(duì)象，使用一個(gè)工具類將其轉(zhuǎn)換成json字符串，然后解析成Document對(duì)象，保存到一個(gè)list集合中，然后調(diào)用上面編寫的方法測(cè)試10萬個(gè)對(duì)象插入時(shí)間。

TestMongoDB?instance?=?TestMongoDB.getInstance();
ArrayList?documents?=?new?ArrayList();
for?(int?i?=?0;?i?100000;?i++)?{
????Product?product?=?new?Product(i,"書籍","追風(fēng)箏的人",22.5);
????//將java對(duì)象轉(zhuǎn)換成json字符串
????String?jsonProduct?=?JsonParseUtil.getJsonString4JavaPOJO(product);
????//將json字符串解析成Document對(duì)象
????Document?docProduct?=?Document.parse(jsonProduct);
????documents.add(docProduct);
}

System.out.println("開始插入數(shù)據(jù)。。。");
long?startInsert?=?System.currentTimeMillis();
instance.bulkWriteInsert(documents);
System.out.println("插入數(shù)據(jù)完成，共耗時(shí)："+(System.currentTimeMillis()?-?startInsert)+"毫秒");

結(jié)果：1560毫秒，多次測(cè)試基本在1.5秒左右

(2)、逐條插入

下面再通過非批量插入10萬個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)比下，方法如下：

public?void?insertOneByOne(List?documents)?throws?ParseException{
????for?(Document?document?:?documents){
????????collection.insertOne(document);
????}
}

測(cè)試：10萬條數(shù)據(jù)

System.out.println("開始插入數(shù)據(jù)。。。");
long?startInsert?=?System.currentTimeMillis();
instance.insertOneByOne(documents);
System.out.println("插入數(shù)據(jù)完成，共耗時(shí)："+(System.currentTimeMillis()?-?startInsert)+"毫秒");

結(jié)果：12068毫秒，差距非常大。由此可見，MongoDB批量插入比逐條數(shù)據(jù)插入效率提高了非常多。

「補(bǔ)充：」

MongoCollection的insertMany()方法和bulkWrite()方法是等價(jià)的，測(cè)試時(shí)間差不多，不再貼圖。

public?void?insertMany(List?documents)?throws?ParseException{
????//和bulkWrite()方法等價(jià)
????collection.insertMany(documents);
}

2、刪除操作

(1)、批量刪除

掌握了批量插入，批量刪除就是依葫蘆畫瓢了。構(gòu)造DeleteOneModel需要一個(gè)Bson類型參數(shù)，代表一個(gè)刪除操作，這里使用了Bson類的子類Document。重點(diǎn)來了，這里的刪除條件使用文檔的_id字段，該字段在文檔插入數(shù)據(jù)庫(kù)后自動(dòng)生成，沒插入數(shù)據(jù)庫(kù)前document.get("_id")為null，如果使用其他條件比如productId，那么要在文檔插入到collection后在productId字段上添加索引

collection.createIndex(new?Document("productId",?1));

因?yàn)殡S著collection數(shù)據(jù)量的增大，查找將越耗時(shí)，添加索引是為了提高查找效率，進(jìn)而加快刪除效率。另外，值得一提的是DeleteOneModel表示至多刪除一條匹配條件的記錄，DeleteManyModel表示刪除匹配條件的所有記錄。為了防止一次刪除多條記錄，這里使用DeleteOneModel，保證一個(gè)操作只刪除一條記錄。當(dāng)然這里不可能匹配多條記錄，因?yàn)開id是唯一的。

public?void?bulkWriteDelete(List?documents){
????List>?requests?=?new?ArrayList>();
????for?(Document?document?:?documents)?{
????????//刪除條件
????????Document?queryDocument?=?new?Document("_id",document.get("_id"));
????????//構(gòu)造刪除單個(gè)文檔的操作模型，
????????DeleteOneModel??dom?=?new?DeleteOneModel(queryDocument);
????????requests.add(dom);
????}
????BulkWriteResult?bulkWriteResult?=?collection.bulkWrite(requests);
????System.out.println(bulkWriteResult.toString());
}

測(cè)試：10萬條數(shù)據(jù)

System.out.println("開始刪除數(shù)據(jù)。。。");
long?startDelete?=?System.currentTimeMillis();
instance.bulkWriteDelete(documents);
System.out.println("刪除數(shù)據(jù)完成，共耗時(shí)："+(System.currentTimeMillis()?-?startDelete)+"毫秒");

結(jié)果：2251毫秒

(2)、逐條刪除

來看看在非批量下的刪除

public?void?deleteOneByOne(List?documents){
????for?(Document?document?:?documents)?{
????????Document?queryDocument?=?new?Document("_id",document.get("_id"));
????????DeleteResult?deleteResult?=?collection.deleteOne(queryDocument);
????}
}

測(cè)試：10萬條數(shù)據(jù)

System.out.println("開始刪除數(shù)據(jù)。。。");
long?startDelete?=?System.currentTimeMillis();
instance.deleteOneByOne(documents);
System.out.println("刪除數(shù)據(jù)完成，共耗時(shí)："+(System.currentTimeMillis()?-?startDelete)+"毫秒");

結(jié)果：12765毫秒，比批量刪除效率低很多

3、更新操作

(1)、批量更新

再來看看批量更新，分UpdateOneModel和UpdateManyModel兩種，區(qū)別是前者更新匹配條件的一條記錄，后者更新匹配條件的所有記錄。對(duì)于ReplaceOneModel，表示替換操作，這里也歸為更新，現(xiàn)在以UpdateOneModel為例進(jìn)行講解。UpdateOneModel構(gòu)造方法接收3個(gè)參數(shù)，第一個(gè)是查詢條件，第二個(gè)參數(shù)是要更新的內(nèi)容，第三個(gè)參數(shù)是可選的UpdateOptions，不填也會(huì)自動(dòng)幫你new一個(gè)，代表批量更新操作未匹配到查詢條件時(shí)的動(dòng)作，它的upser屬性值默認(rèn)false，什么都不干，true時(shí)表示將一個(gè)新的Document插入數(shù)據(jù)庫(kù)，這個(gè)新的Document是查詢Document和更新Document的結(jié)合，但如果是替換操作，這個(gè)新的Document就是這個(gè)替換Document。這里會(huì)有個(gè)疑惑：這和匹配到查詢條件后執(zhí)行替換操作結(jié)果不一樣嗎？區(qū)別在于_id字段，未匹配查詢條件時(shí)插入的新的Document的_id是新的，而成功執(zhí)行替換操作，_id是原先舊的。

public?void?bulkWriteUpdate(List?documents){
????List>?requests?=?new?ArrayList>();
????for?(Document?document?:?documents)?{
????????//更新條件
????????Document?queryDocument?=?new?Document("_id",document.get("_id"));
????????//更新內(nèi)容，改下書的價(jià)格
????????Document?updateDocument?=?new?Document("$set",new?Document("price","30.6"));
????????//構(gòu)造更新單個(gè)文檔的操作模型
????????UpdateOneModel?uom?=?new?UpdateOneModel(queryDocument,updateDocument,new?UpdateOptions().upsert(false));
????????//UpdateOptions代表批量更新操作未匹配到查詢條件時(shí)的動(dòng)作，默認(rèn)false，什么都不干，true時(shí)表示將一個(gè)新的Document插入數(shù)據(jù)庫(kù)，他是查詢部分和更新部分的結(jié)合
????????requests.add(uom);
????}
????BulkWriteResult?bulkWriteResult?=?collection.bulkWrite(requests);
????System.out.println(bulkWriteResult.toString());
}

測(cè)試：10萬條數(shù)據(jù)

System.out.println("開始更新數(shù)據(jù)。。。");
long?startUpdate?=?System.currentTimeMillis();
instance.bulkWriteUpdate(documents);
System.out.println("更新數(shù)據(jù)完成，共耗時(shí)："+(System.currentTimeMillis()?-?startUpdate)+"毫秒");

結(jié)果：3198毫秒

(2)、逐條更新

對(duì)比非批量下的更新

public?void?updateOneByOne(List?documents){
????for?(Document?document?:?documents)?{
????????Document?queryDocument?=?new?Document("_id",document.get("_id"));
????????Document?updateDocument?=?new?Document("$set",new?Document("price","30.6"));
????????UpdateResult?UpdateResult?=?collection.updateOne(queryDocument,?updateDocument);
????}
}

測(cè)試：10萬條數(shù)據(jù)

System.out.println("開始更新數(shù)據(jù)。。。");
long?startUpdate?=?System.currentTimeMillis();
instance.updateOneByOne(documents);
System.out.println("更新數(shù)據(jù)完成，共耗時(shí)："+(System.currentTimeMillis()?-?startUpdate)+"毫秒");

結(jié)果：13979毫秒，比批量更新效率低很多

4、混合批量操作

bulkWrite()方法可以對(duì)不同類型的寫操作進(jìn)行批量處理，代碼如下：

public?void?bulkWriteMix(){
????List>?requests?=?new?ArrayList>();
????InsertOneModel??iom?=?new?InsertOneModel(new?Document("name","kobe"));
????UpdateManyModel?umm?=?new?UpdateManyModel(new?Document("name","kobe"),?
????????????new?Document("$set",new?Document("name","James")),new?UpdateOptions().upsert(true));
????DeleteManyModel??dmm?=?new?DeleteManyModel(new?Document("name","James"));
????requests.add(iom);
????requests.add(umm);
????requests.add(dmm);
????BulkWriteResult?bulkWriteResult?=?collection.bulkWrite(requests);
????System.out.println(bulkWriteResult.toString());
}

**注意：**updateMany()、deleteMany()兩個(gè)方法和insertMany()不同，它倆不是批量操作，而是代表更新（刪除）匹配條件的所有數(shù)據(jù)。

二、與MySQL性能對(duì)比

1、插入操作

(1)、批處理插入

與MongoDB一樣，也是插入Product實(shí)體對(duì)象，代碼如下

public?void?insertBatch(ArrayList?list)?throws?Exception{
????Connection?conn?=?DBUtil.getConnection();
????try?{
????????PreparedStatement?pst?=?conn.prepareStatement("insert?into?t_product?value(?,?,?,?)");
????????int?count?=?1;
????????for?(Product?product?:?list)?{
????????????pst.setInt(1,?product.getProductId());
????????????pst.setString(2,?product.getCategory());
????????????pst.setString(3,?product.getName());
????????????pst.setDouble(4,?product.getPrice());
????????????pst.addBatch();
????????????if(count?%?1000?==?0){
????????????????pst.executeBatch();
????????????????pst.clearBatch();//每1000條sql批處理一次，然后置空PreparedStatement中的參數(shù)，這樣也能提高效率，防止參數(shù)積累過多事務(wù)超時(shí)，但實(shí)際測(cè)試效果不明顯
????????????}
????????????count++;
????????}
????????conn.commit();
????}?catch?(SQLException?e)?{
????????e.printStackTrace();
????}
????DBUtil.closeConnection(conn);
}

JDBC默認(rèn)自動(dòng)提交事務(wù)，切記在獲取連接后添加下面一行代碼，關(guān)閉事務(wù)自動(dòng)提交。

connection.setAutoCommit(false);

測(cè)試：10萬條數(shù)據(jù)

public?static?void?main(String[]?args)?throws?Exception?{
????TestMysql?test?=?new?TestMysql();
????ArrayList?list?=?new?ArrayList();
????for?(int?i?=?0;?i?1000;?i++)?{
????????Product?product?=?new?Product(i,?"書籍",?"追風(fēng)箏的人",?20.5);
????????list.add(product);
????}

????System.out.println("MYSQL開始插入數(shù)據(jù)。。。");
????long?insertStart?=?System.currentTimeMillis();
????test.insertBatch(list);
????System.out.println("MYSQL插入數(shù)據(jù)完成，共耗時(shí)："+(System.currentTimeMillis()?-?insertStart)+"毫秒");
}

結(jié)果：7389毫秒，多次測(cè)試基本7秒左右。

(2)、逐條插入

再來看看 mysql 逐條插入，代碼如下：

public?void?insertOneByOne(ArrayList?list)?throws?Exception{
????Connection?conn?=?DBUtil.getConnection();
????try?{
????????for?(Product?product?:?list)?{
????????????PreparedStatement?pst?=?conn.prepareStatement("insert?into?t_product?value(?,?,?,?)");
????????????pst.setInt(1,?product.getProductId());
????????????pst.setString(2,?product.getCategory());
????????????pst.setString(3,?product.getName());
????????????pst.setDouble(4,?product.getPrice());
????????????pst.executeUpdate();
????????????//conn.commit();//加上這句每次插入都提交事務(wù)，結(jié)果將是非常耗時(shí)
????????}
????????conn.commit();
????}?catch?(SQLException?e)?{
????????e.printStackTrace();
????}
????DBUtil.closeConnection(conn);
}

測(cè)試：10萬條記錄

System.out.println("MYSQL開始插入數(shù)據(jù)。。。");
long?insertStart?=?System.currentTimeMillis();
test.insertOneByOne(list);
System.out.println("MYSQL插入數(shù)據(jù)完成，共耗時(shí)："+(System.currentTimeMillis()?-?insertStart)+"毫秒");

結(jié)果：8921毫秒，基本比批量慢1秒多。

2、刪除操作

(1)、批處理刪除

刪除的where條件是productId，這里在建表的時(shí)候沒有添加主鍵，刪除異常的慢，查了半天不知道什么原因。切記添加主鍵，主鍵默認(rèn)有索引，所有能更快匹配到記錄。

public?void?deleteBatch(ArrayList?list)?throws?Exception{
????Connection?conn?=?DBUtil.getConnection();
????try?{
????????PreparedStatement?pst?=?conn.prepareStatement("delete?from?t_product?where?id?=??");//按主鍵查，否則全表遍歷很慢
????????int?count?=?1;
????????for?(Product?product?:?list)?{
????????????pst.setInt(1,?product.getProductId());
????????????pst.addBatch();
????????????if(count?%?1000?==?0){
????????????????pst.executeBatch();
????????????????pst.clearBatch();
????????????}
????????????count++;
????????}
????????conn.commit();
????}?catch?(SQLException?e)?{
????????e.printStackTrace();
????}
????DBUtil.closeConnection(conn);
}

測(cè)試：10萬條數(shù)據(jù)

System.out.println("MYSQL開始刪除數(shù)據(jù)。。。");
long?deleteStart?=?System.currentTimeMillis();
test.deleteBatch(list);
System.out.println("MYSQL刪除數(shù)據(jù)完成，共耗時(shí)："+(System.currentTimeMillis()?-?deleteStart)+"毫秒");

結(jié)果：7936毫秒

(2)、逐條刪除

代碼如下

public?void?deleteOneByOne(ArrayList?list)?throws?Exception{
????Connection?conn?=?DBUtil.getConnection();
????PreparedStatement?pst?=?null;
????try?{
????????for?(Product?product?:?list)?{
????????????pst?=?conn.prepareStatement("delete?from?t_product?where?id?=??");
????????????pst.setInt(1,?product.getProductId());
????????????pst.executeUpdate();
????????????//conn.commit();//加上這句每次插入都提交事務(wù)，結(jié)果將是非常耗時(shí)
????????}
????????
????????conn.commit();
????}?catch?(SQLException?e)?{
????????e.printStackTrace();
????}
????DBUtil.closeConnection(conn);
}

測(cè)試：10萬條數(shù)據(jù)

System.out.println("MYSQL開始刪除數(shù)據(jù)。。。");
long?deleteStart?=?System.currentTimeMillis();
test.deleteOneByOne(list);
System.out.println("MYSQL刪除數(shù)據(jù)完成，共耗時(shí)："+(System.currentTimeMillis()?-?deleteStart)+"毫秒");

結(jié)果：8752毫秒，比批處理刪除慢一秒左右。

3、更新操作

(1)、批處理更新

代碼如下

public?void?updateBatch(ArrayList?list)?throws?Exception{
????Connection?conn?=?DBUtil.getConnection();
????try?{
????????PreparedStatement?pst?=?conn.prepareStatement("update?t_product?set?price=31.5?where?id=?");
????????int?count?=?1;
????????for?(Product?product?:?list)?{
????????????pst.setInt(1,?product.getProductId());
????????????pst.addBatch();
????????????if(count?%?1000?==?0){
????????????????pst.executeBatch();
????????????????pst.clearBatch();//每1000條sql批處理一次，然后置空PreparedStatement中的參數(shù)，這樣也能提高效率，防止參數(shù)積累過多事務(wù)超時(shí)，但實(shí)際測(cè)試效果不明顯
????????????}
????????????count++;
????????}
????????conn.commit();
????}?catch?(SQLException?e)?{
????????e.printStackTrace();
????}
????DBUtil.closeConnection(conn);
}

測(cè)試：10萬條數(shù)據(jù)

System.out.println("MYSQL開始更新數(shù)據(jù)。。。");
long?updateStart?=?System.currentTimeMillis();
test.updateBatch(list);
System.out.println("MYSQL更新數(shù)據(jù)完成，共耗時(shí)："+(System.currentTimeMillis()?-?updateStart)+"毫秒");

結(jié)果：8611毫秒

(2)、逐條更新

代碼如下

public?void?updateOneByOne(ArrayList?list)?throws?Exception{
????Connection?conn?=?DBUtil.getConnection();
????try?{
????????for?(Product?product?:?list)?{
????????????PreparedStatement?pst?=?conn.prepareStatement("update?t_product?set?price=30.5?where?id=?");
????????????pst.setInt(1,?product.getProductId());
????????????pst.executeUpdate();
????????????//conn.commit();//加上這句每次插入都提交事務(wù)，結(jié)果將是非常耗時(shí)
????????}
????????conn.commit();
????}?catch?(SQLException?e)?{
????????e.printStackTrace();
????}
????DBUtil.closeConnection(conn);
}

測(cè)試：10萬條數(shù)據(jù)。

System.out.println("MYSQL開始更新數(shù)據(jù)。。。");
long?updateStart?=?System.currentTimeMillis();
test.updateOneByOne(list);
System.out.println("MYSQL更新數(shù)據(jù)完成，共耗時(shí)："+(System.currentTimeMillis()?-?updateStart)+"毫秒");

結(jié)果：9430毫秒，比批處理更新慢了1秒左右

三、總結(jié)

本文主要是為了介紹bulkWrite()方法的使用，也就是MongoDB的批量寫操作，通過實(shí)驗(yàn)可以看出MongoDB使用bulkWrite()方法進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的寫操作比使用常規(guī)的方法進(jìn)行寫操作效率要高很多。文章也介紹了mysql幾種寫操作下批量和非批量的對(duì)比，可以看出他們批處理方式比非批處理快點(diǎn)，但沒有MongoDB那么明顯。對(duì)于MongoDB與mysql的比較，批量操作下，MongoDB插入、刪除、更新都比mysql快，非批量操作下，MongoDB插入、刪除、更新都比mysql慢。當(dāng)然只是一個(gè)初略的結(jié)論，文中并沒有進(jìn)行100條、1000條、10000條或更大的這樣不同的數(shù)據(jù)對(duì)比，以及CPU內(nèi)存使用情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，有興趣的可以嘗試下。