Wie kann ich Java-Objektsammlungen mithilfe einer SQL-ähnlichen Syntax effizient abfragen?

Abfragen von Objektsammlungen mit SQL-ähnlichen Abfragen in Java

Übersicht

Programmierer stoßen häufig auf Situationen, in denen sie In-Memory-Objektsammlungen basierend auf abfragen müssen komplexe Kriterien, die SQL- oder Kriterienabfragen ähneln. Ein typisches Szenario besteht darin, eine Sammlung von Autoobjekten zu filtern, um in den 1960er Jahren hergestellte Autos abzurufen, deren Nummernschilder mit „AZ“ beginnen, und die Ergebnisse nach Automodellnamen zu ordnen.

Einschränkungen des Filterns

Filterung ist, wie in anderen Antworten beschrieben, ein geeigneter Ansatz, weist jedoch Probleme bei der Skalierbarkeit auf. Seine zeitliche Komplexität beträgt O(n t), wobei n die Sammlungsgröße und t die Anzahl der auf jedes Objekt angewendeten Tests ist. Die Leistung nimmt ab, wenn mehr Objekte hinzugefügt werden und/oder die Abfragekomplexität zunimmt.

Indizierung und Mengenlehre

Eine alternative Methode besteht darin, Indizes für Felder innerhalb von Objekten zu erstellen und die Mengenlehre zu nutzen. Beispielsweise ermöglicht das Erstellen eines Index für das Feld „Car.color“ das schnelle Abrufen blauer Autos mit einer Zeitkomplexität von O(1).

Ständiger Abfrageindex

Ein anderer Ansatz ist ein „stehender Abfrageindex“, ", bei dem Abfragen bei einer „intelligenten“ Sammlung registriert werden. Wenn Objekte hinzugefügt oder entfernt werden, wertet die Sammlung jedes Objekt anhand der registrierten Abfragen aus. Übereinstimmende Objekte werden automatisch zu abfragespezifischen Sätzen hinzugefügt oder daraus entfernt. Anschließend können Objekte, die zu jeder registrierten Abfrage passen, in O(1)-Zeit abgerufen werden.

CQEngine

CQEngine (Collection Query Engine) verkörpert diese Konzepte. Es bietet eine NoSQL-Abfrage-Engine zum Abrufen von Objekten aus Java-Sammlungen mithilfe von SQL-ähnlichen Abfragen, wodurch der Aufwand für das Durchlaufen der Sammlung entfällt. Es nutzt unter anderem Indizierung und Dauerabfrageindizes. CQEngine ist Open Source und in Maven Central verfügbar.

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