一、写在开头
今天终于更新新专栏 《EfficientFarm》 的第二篇博文啦，本文主要来记录一下对于EasyExcel的高效应用，包括对MySQL数据库百万级数据量的导入与导出操作，以及性能的优化（争取做到秒级性能！）。
二、如何做技术选型
其实在市面上我们有很多常用的excel操作依赖库，除了EasyExcel之外，还有EasyPOI、JXL、JXLS等等，他们各有千秋，依赖重点不同，我们在做技术选型的时候，要根据自己的需求去做针对性选择，下面我们列举了这几种常见技术的特点对比
| 技术方案 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
| EasyExcel | 简单易用，API设计友好； 高效处理大量数据； 支持自定义样式和格式化器等功能 | 不支持老版本 Excel 文件 (如 xls 格式) |
| POI | Apache开源项目，稳定性高，EasyPOI基于它开发的，特点类似，进行了功能增强，这里不单独列举； 支持多种格式（XLS、XLSX等）； 可以读写复杂表格（如带有合并单元格或图表的表格） | API使用较为繁琐；对于大数据量可能会存在性能问题 |
| Jxls | 具备良好的模板引擎机制，支持通过模板文件生成 Excel 表格； 提供了可视化设计器来快速创建报告模板 | 性能相对其他两个方案稍弱一些； 模板与代码耦合度较高。 |
而本文中主要针对的是大数据量的导入与导出，因此，我们果断的选择了EasyExcel技术进行实现。
三、应用场景模拟
假设我们在开发中接到了一个需求要求我们做一个功能：
1、导出商城中所有的用户信息，由于用户规模达到了百万级，导出等待时间不可太长
2、允许通过规定的excel模板进行百万级用户信息的初始化（系统迁移时会发生）。
拿到这个需求后，经过技术选型EasyExcel后，我们在心里有个大概的构想了，大概可以分三个内容 ：“模板下载”、“上传数据”、“下载数据”。
想好这些后，我们就可以开整了！✊✊✊
四、数据准备
在数据准备阶段，我们应该做如下几点：
1. 在数据库中创建一个用户信息表User；
-- 如果存在表先删除
drop table if exists `user`;
--建表语句
CREATE TABLE `user` (
`id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
`name` varchar(100) COLLATE utf8mb4_general_ci DEFAULT NULL COMMENT '员工姓名',
`phone_num` varchar(20) COLLATE utf8mb4_general_ci DEFAULT NULL COMMENT '联系方式',
`address` varchar(200) COLLATE utf8mb4_general_ci DEFAULT NULL COMMENT '住址',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_general_ci;
2. 准备一个用户信息导入的初始化模板；
3. 模拟创造百万数据量在User表中；
这一点其实有2种方案，第一种就是在创造好的模板文件xlsx中，手工造出100万的数据，xlsx单个sheet页最大可创建104万行数据，刚刚好满足，如果用xls单个sheet还不可以，这种肯定相对麻烦，并且100万的数据有几十M，打开就已经很慢了；
另外一种方案，可以通过存储过程向MySQL中加入100w条数据，不过性能也不好，毕竟数据量太大，自己斟酌吧，sql贴出来（性能不好的电脑，不建议这么干，容易把软件跑崩）：
DELIMITER //
drop procedure IF EXISTS InsertTestData;
CREATE PROCEDURE InsertTestData()
BEGIN
DECLARE counter INT DEFAULT 1;
WHILE counter < 1000000 DO
INSERT INTO user (id, name, phone_num, address) VALUES
(counter, CONCAT('name_', counter), CONCAT('phone_', counter), CONCAT('add_',counter)) ;
SET counter = counter + 1;
END WHILE;
END //
DELIMITER;
-- 调用存储过程插入数据
CALL InsertTestData();
五、SpringBoot中配置EasyExcel
5.1 pom.xml中引入依赖
本次代码中一共用到了如下这些依赖，很多小伙伴本地若已经引入了，可以忽略！
<!--lombok依赖-->
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
<optional>true</optional>
</dependency>
<!--MyBatis Plus依赖-->
<dependency>
<groupId>com.baomidou</groupId>
<artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
<version>3.4.0</version>
</dependency>
<!--easyexcel-->
<dependency>
<groupId>com.alibaba</groupId>
<artifactId>easyexcel</artifactId>
<version>3.3.4</version>
</dependency>
<!-- hutool -->
<dependency>
<groupId>cn.hutool</groupId>
<artifactId>hutool-all</artifactId>
<version>5.8.25</version>
</dependency>
5.2 创建实体类
@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
@ColumnWidth(25)
public class User {
/**
* 主键
*
* @mbg.generated
*/
@ExcelProperty("id")
private Integer id;
/**
* 员工姓名
*
* @mbg.generated
*/
@ExcelProperty("姓名")
private String name;
/**
* 联系方式
*
* @mbg.generated
*/
@ExcelProperty("联系方式")
private String phoneNum;
/**
* 住址
*
* @mbg.generated
*/
@ExcelProperty("联系地址")
private String address;
}
【注解说明】
- @ExcelProperty：声明列名。
- @ColumnWidth：设置列宽。也可以直接作用在类上。统一每一列的宽度
5.3 创建数据关系映射
UserMapper 文件
//*注：这里面继承了mybatis-plus的BaseMapper接口，供后面进行分页查询使用。*
public interface UserMapper extends BaseMapper<User> {
int deleteByPrimaryKey(Integer id);
int insertAll(User record);
void insertSelective(@Param("list") List<User> list);
User selectByPrimaryKey(Integer id);
int updateByPrimaryKeySelective(User record);
int updateByPrimaryKey(User record);
Integer countNum();
}
UserMapper .xml文件
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN" "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<mapper namespace="org.javaboy.vhr.mapper.UserMapper">
<resultMap id="BaseResultMap" type="org.javaboy.vhr.pojo.User">
<id column="id" jdbcType="INTEGER" property="id" />
<result column="name" jdbcType="VARCHAR" property="name" />
<result column="phone_num" jdbcType="VARCHAR" property="phoneNum" />
<result column="address" jdbcType="VARCHAR" property="address" />
</resultMap>
<sql id="Base_Column_List">
id, name, phone_num, address
</sql>
<select id="selectByPrimaryKey" parameterType="java.lang.Integer" resultMap="BaseResultMap">
select
<include refid="Base_Column_List" />
from user
where id = #{id,jdbcType=INTEGER}
</select>
<select id="countNum" resultType="java.lang.Integer">
select count(*) from user
</select>
<delete id="deleteByPrimaryKey" parameterType="java.lang.Integer">
delete from user
where id = #{id,jdbcType=INTEGER}
</delete>
<insert id="insertAll" keyColumn="id" keyProperty="id" parameterType="org.javaboy.vhr.pojo.User" useGeneratedKeys="true">
insert into user (name, phone_num, address
)
values (#{name,jdbcType=VARCHAR}, #{phoneNum,jdbcType=VARCHAR}, #{address,jdbcType=VARCHAR}
)
</insert>
<insert id="insertSelective" parameterType="org.javaboy.vhr.pojo.User">
insert into user
(id,name, phone_num, address
)
values
<foreach collection="list" item="item" separator=",">
(#{item.id},#{item.name},#{item.phoneNum},#{item.address})
</foreach>
</insert>
<update id="updateByPrimaryKeySelective" parameterType="org.javaboy.vhr.pojo.User">
update user
<set>
<if test="name != null">
name = #{name,jdbcType=VARCHAR},
</if>
<if test="phoneNum != null">
phone_num = #{phoneNum,jdbcType=VARCHAR},
</if>
<if test="address != null">
address = #{address,jdbcType=VARCHAR},
</if>
</set>
where id = #{id,jdbcType=INTEGER}
</update>
<update id="updateByPrimaryKey" parameterType="org.javaboy.vhr.pojo.User">
update user
set name = #{name,jdbcType=VARCHAR},
phone_num = #{phoneNum,jdbcType=VARCHAR},
address = #{address,jdbcType=VARCHAR}
where id = #{id,jdbcType=INTEGER}
</update>
</mapper>
六、前端设计
前端页面采用Vue框架实现，咱们就按照上文中构想的那三点来设计就行，可以简单点实现，如果想要更加炫酷的前端样式，比如导入的文件格式校验，数据量提示等等，可以自行网上学习哈。
<template>
<el-card>
<div>
<!--导入数据-->
<el-upload
:show-file-list="false"
:before-upload="beforeUpload"
:on-success="onSuccess"
:on-error="onError"
:disabled="importDataDisabled"
style="display: inline-flex;margin-right: 8px"
action="/employee/excel/import">
<!--导入数据-->
<el-button :disabled="importDataDisabled" type="success" :icon="importDataBtnIcon">
{{importDataBtnText}}
</el-button>
</el-upload>
<el-button type="success" @click="exportEasyExcel" icon="el-icon-download">
导出数据
</el-button>
<el-button type="success" @click="exportExcelTemplate" icon="el-icon-download">
导出模板
</el-button>
</div>
</el-card>
</template>
<script>
import {Message} from 'element-ui';
export default {
name: "Export",
data() {
return {
importDataBtnText: '导入数据',
importDataBtnIcon: 'el-icon-upload2',
importDataDisabled: false,
}
},
methods: {
onError(res) {
this.importDataBtnText = '导入数据';
this.importDataBtnIcon = 'el-icon-upload2';
this.importDataDisabled = false;
console.log(res);
},
onSuccess(res) {
this.importDataBtnText = '导入数据';
this.importDataBtnIcon = 'el-icon-upload2';
this.importDataDisabled = false;
console.log(res.msg);
if (res.msg == '文件导入成功'){
Message.success("文件导入完成")
}
// this.initEmps();
},
beforeUpload() {
this.importDataBtnText = '正在导入';
this.importDataBtnIcon = 'el-icon-loading';
this.importDataDisabled = true;
},
exportEasyExcel() {
window.open('/employee/excel/easyexcelexport', '_parent');
},
exportExcelTemplate(){
window.open('/employee/excel/exporttemplate', '_parent');
}
}
}
</script>
<style scoped>
</style>
效果如下：
七、导入导出实现
7.1 模板下载
1️⃣ 将准备好的用户信息模板.xlsx文件放入resource对应路径下。
2️⃣ 构建一个控制器类，用以接收导出模板、导入数据、导出数据的请求。
@RestController
@RequestMapping("/employee/excel")
@AllArgsConstructor
@Slf4j
public class EasyExcellController {
/**
* 下载用户信息模板
* @param response
*/
@RequestMapping("/exporttemplate")
public void downloadTemplate(HttpServletResponse response){
try {
//设置文件名
InputStream inputStream = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResourceAsStream("template/用户信息模板.xlsx");
//设置头文件,注意文件名若为中文，使用encode进行处理
response.setHeader("Content-disposition", "attachment;fileName=" + java.net.URLEncoder.encode("用户信息模板.xlsx", "UTF-8"));
//设置文件传输类型与编码
response.setContentType("application/vnd.ms-excel;charset=UTF-8");
OutputStream outputStream = response.getOutputStream();
byte[] bytes = new byte[2048];
int len;
while((len = inputStream.read(bytes)) != -1){
outputStream.write(bytes,0,len);
}
outputStream.flush();
outputStream.close();
inputStream.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
这部分代码中需要注意的是，如果你的模板是中文名字，需要加上java.net.URLEncoder.encode("用户信息模板.xlsx", "UTF-8")解决乱码问题。
7.2 导入数据
1️⃣ 在EasyExcellController类中增加导入数据的请求处理方法；
@Autowired
EasyExcelServiceImpl easyExcel;
/**
* 导入百万excel文件
* @param file
* @return
*/
@RequestMapping("/import")
public RespBean easyExcelImport(MultipartFile file){
if(file.isEmpty()){
return RespBean.error("文件不可为空");
}
easyExcel.easyExcelImport(file);
return RespBean.ok("文件导入成功");
}
代码中的RespBean是自己定义的一个响应工具类。
public class RespBean {
private Integer status;
private String msg;
private Object obj;
public static RespBean build() {
return new RespBean();
}
public static RespBean ok(String msg) {
return new RespBean(200, msg, null);
}
public static RespBean ok(String msg, Object obj) {
return new RespBean(200, msg, obj);
}
public static RespBean error(String msg) {
return new RespBean(500, msg, null);
}
public static RespBean error(String msg, Object obj) {
return new RespBean(500, msg, obj);
}
private RespBean() {
}
private RespBean(Integer status, String msg, Object obj) {
this.status = status;
this.msg = msg;
this.obj = obj;
}
public Integer getStatus() {
return status;
}
public RespBean setStatus(Integer status) {
this.status = status;
return this;
}
public String getMsg() {
return msg;
}
public RespBean setMsg(String msg) {
this.msg = msg;
return this;
}
public Object getObj() {
return obj;
}
public RespBean setObj(Object obj) {
this.obj = obj;
return this;
}
}
2️⃣ 在控制器中引入的easyExcel.easyExcelImport(file)方法中进行导入逻辑的实现。
@Service
@Slf4j
@AllArgsConstructor
public class EasyExcelServiceImpl implements EasyExcelService {
private final ApplicationContext applicationContext;
/**
* excle文件导入实现
* @param file
*/
@Override
public void easyExcelImport(MultipartFile file) {
try {
long beginTime = System.currentTimeMillis();
//加载文件读取监听器
EasyExcelImportHandler listener = applicationContext.getBean(EasyExcelImportHandler.class);
//easyexcel的read方法进行数据读取
EasyExcel.read(file.getInputStream(), User.class,listener).sheet().doRead();
log.info("读取文件耗时：{}秒",(System.currentTimeMillis() - beginTime)/1000);
} catch (IOException e) {
log.error("导入异常", e.getMessage(), e);
}
}
}
这部分代码的核心是文件读取监听器：EasyExcelImportHandler。
3️⃣ 构建文件读取监听器
@Slf4j
@Service
public class EasyExcelImportHandler implements ReadListener<User> {
/*成功数据*/
private final CopyOnWriteArrayList<User> successList = new CopyOnWriteArrayList<>();
/*单次处理条数*/
private final static int BATCH_COUNT = 20000;
@Resource
private ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor;
@Resource
private UserMapper userMapper;
@Override
public void invoke(User user, AnalysisContext analysisContext) {
if(StringUtils.isNotBlank(user.getName())){
successList.add(user);
return;
}
if(successList.size() >= BATCH_COUNT){
log.info("读取数据：{}", successList.size());
saveData();
}
}
/**
* 采用多线程读取数据
*/
private void saveData() {
List<List<User>> lists = ListUtil.split(successList, 20000);
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(lists.size());
for (List<User> list : lists) {
threadPoolExecutor.execute(()->{
try {
userMapper.insertSelective(list.stream().map(o -> {
User user = new User();
user.setName(o.getName());
user.setId(o.getId());
user.setPhoneNum(o.getPhoneNum());
user.setAddress(o.getAddress());
return user;
}).collect(Collectors.toList()));
} catch (Exception e) {
log.error("启动线程失败,e:{}", e.getMessage(), e);
} finally {
//执行完一个线程减1,直到执行完
countDownLatch.countDown();
}
});
}
// 等待所有线程执行完
try {
countDownLatch.await();
} catch (Exception e) {
log.error("等待所有线程执行完异常,e:{}", e.getMessage(), e);
}
// 提前将不再使用的集合清空，释放资源
successList.clear();
lists.clear();
}
/**
* 所有数据读取完成之后调用
* @param analysisContext
*/
@Override
public void doAfterAllAnalysed(AnalysisContext analysisContext) {
//读取剩余数据
if(CollectionUtils.isNotEmpty(successList)){
log.info("读取数据：{}条",successList.size());
saveData();
}
}
}
在这部分代码中我们需要注意两个问题，第一个是多线程，第二个是EasyExcel提供的ReadListener监听器。
第一个，由于我们在代码里采用了多线程导入，因此我们需要配置一个合理的线程池，以提高导入效率。
@Configuration
public class EasyExcelThreadPoolExecutor {
@Bean(name = "threadPoolExecutor")
public ThreadPoolExecutor easyExcelStudentImportThreadPool() {
// 系统可用处理器的虚拟机数量
int processors = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
return new ThreadPoolExecutor(processors + 1,
processors * 2 + 1,
10 * 60,
TimeUnit.SECONDS,
new LinkedBlockingQueue<>(1000000));
}
}
第二个，对于ReadListener，我们需要搞清楚它提供的方法的作用。
- invoke()：读取表格内容，每一条数据解析都会来调用；
- doAfterAllAnalysed()：所有数据解析完成了调用；
- invokeHead() ：读取标题，里面实现在读完标题后会回调，本篇文章中未使用到；
- onException()：转换异常 获取其他异常下会调用本接口。抛出异常则停止读取。如果这里不抛出异常则 继续读取下一行，本篇文章中未使用到。
4️⃣ 导入100万数据量耗时测试
在做导入测试前，由于100万数据量的excel文件很大，所以我们要在application.yml文件中进行最大可上传文件的配置：
spring:
servlet:
multipart:
max-file-size: 128MB # 设置单个文件最大大小为10MB
max-request-size: 128MB # 设置多个文件大小为100MB
对100万数据进行多次导入测试，所损耗时间大概在500秒左右，8分多钟，这对于我们来说肯定无法接受，所以我们在后面针对这种导入进行彻底优化！
7.3 导出数据
1️⃣ 在EasyExcellController类中增加导出数据的请求处理方法；
/**
* 导出百万excel文件
* @param response
*/
@RequestMapping("/easyexcelexport")
public void easyExcelExport(HttpServletResponse response){
try {
//设置内容类型
response.setContentType("text/csv");
//设置响应编码
response.setCharacterEncoding("utf-8");
//设置文件名的编码格式,防止文件名乱码
String fileName = URLEncoder.encode("用户信息", "UTF-8");
//固定写法,设置响应头
response.setHeader("Content-disposition", "attachment;filename="+ fileName + ".xlsx");
Integer total = userMapper.countNum();
if (total == 0) {
log.info("查询无数据");
return;
}
//指定用哪个class进行写出
ExcelWriter build = EasyExcel.write(response.getOutputStream(), User.class).build();
//设置一个sheet页存储所有导出数据
WriteSheet writeSheet = EasyExcel.writerSheet("sheet").build();
long pageSize = 10000;
long pages = total / pageSize;
long startTime = System.currentTimeMillis();
//数据量只有一页时直接写出
if(pages < 1){
List<User> users = userMapper.selectList(null);
build.write(users, writeSheet);
}
//大数据量时，进行分页查询写入
for (int i = 0; i <= pages; i++) {
Page<User> page = new Page<>();
page.setCurrent(i + 1);
page.setSize(pageSize);
Page<User> userPage = userMapper.selectPage(page, null);
build.write(userPage.getRecords(), writeSheet);
}
build.finish();
log.info("导出耗时/ms:"+(System.currentTimeMillis()-startTime)+",导出数据总条数："+total);
} catch (Exception e) {
log.error("easyExcel导出失败，e:{}",e.getMessage(),e);
}
}
由于数据量比较大，我们在这里采用分页查询，写入到一个sheet中，如果导出到xls格式的文件中，需要写入到多个sheet中，这种可能会慢一点。
且在Mybatis-Plus中使用分页的话，需要增加一个分页插件的配置
@Configuration
public class MybatisPlusPageConfig {
/**
* 新版分页插件配置
*/
@Bean
public MybatisPlusInterceptor mybatisPlusInterceptor() {
MybatisPlusInterceptor mybatisPlusInterceptor = new MybatisPlusInterceptor();
mybatisPlusInterceptor.addInnerInterceptor(new PaginationInnerInterceptor());
return mybatisPlusInterceptor;
}
}
2️⃣ 百万数据量导出测试
经过多次测试发现，100万数据量平均导出耗时在40秒左右，在可以接受的范围内！
八、总结
以上就是SpringBoot项目下，通过阿里开源的EasyExcel技术进行百万级数据的导入与导出，不过针对百万数据量的导入，时间在分钟级别，这很明显不够优秀，但考虑到本文的篇幅已经很长了，我们在下一篇文章针对导入进行性能优化，敬请期待！
九、结尾彩蛋
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