面试官：如何优化大数据量Excel导出的性能问题？

一. 简介

导出是后台管理系统的常用功能，当数据量特别大的时候会内存溢出和卡顿页面，曾经自己封装过一个导出，采用了分批查询数据来避免内存溢出和使用SXSSFWorkbook方式缓存数据到文件上以解决下载大文件EXCEL卡死页面的问题。

不过一是存在封装不太友好使用不方便的问题，二是这些poi的操作方式仍然存在内存占用过大的问题,三是存在空循环和整除的时候数据有缺陷的问题，以及存在内存溢出的隐患。

无意间查询到阿里开源的EasyExcel框架，发现可以将解析的EXCEL的内存占用控制在KB级别，并且绝对不会内存溢出（内部实现待研究）,还有就是速度极快，大概100W条记录，十几个字段，只需要70秒即可完成下载。

遂抛弃自己封装的，转战研究阿里开源的EasyExcel. 不过说实话，当时自己封装的那个还是有些技术含量的，例如外观模式，模板方法模式，以及委托思想，组合思想，可以看看。

EasyExcel的github地址是：

https://github.com/alibaba/easyexcel

二. 案例

2.1 POM依赖

<!-- 阿里开源EXCEL -->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba</groupId>
    <artifactId>easyexcel</artifactId>
    <version>1.1.1</version>
</dependency>

2.2 POJO对象

package com.authorization.privilege.excel;

import java.util.Date;

/**
 * @author qjwyss
 * @description
 */
public class User {

    private String uid;
    private String name;
    private Integer age;
    private Date birthday;

    public User() {
    }

    public User(String uid, String name, Integer age, Date birthday) {
        this.uid = uid;
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.birthday = birthday;
    }

    public String getUid() {
        return uid;
    }

    public void setUid(String uid) {
        this.uid = uid;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

    public Date getBirthday() {
        return birthday;
    }

    public void setBirthday(Date birthday) {
        this.birthday = birthday;
    }
}

2.3 测试环境

2.3.1.数据量少的(20W以内吧)：一个SHEET一次查询导出

/**
 * 针对较少的记录数(20W以内大概)可以调用该方法一次性查出然后写入到EXCEL的一个SHEET中
 * 注意： 一次性查询出来的记录数量不宜过大，不会内存溢出即可。
 *
 * @throws IOException
 */
@Test
public void writeExcelOneSheetOnceWrite() throws IOException {

    // 生成EXCEL并指定输出路径
    OutputStream out = new FileOutputStream("E:\\temp\\withoutHead1.xlsx");
    ExcelWriter writer = new ExcelWriter(out, ExcelTypeEnum.XLSX);

    // 设置SHEET
    Sheet sheet = new Sheet(1, 0);
    sheet.setSheetName("sheet1");

    // 设置标题
    Table table = new Table(1);
    List<List<String>> titles = new ArrayList<List<String>>();
    titles.add(Arrays.asList("用户ID"));
    titles.add(Arrays.asList("名称"));
    titles.add(Arrays.asList("年龄"));
    titles.add(Arrays.asList("生日"));
    table.setHead(titles);

    // 查询数据导出即可 比如说一次性总共查询出100条数据
    List<List<String>> userList = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        userList.add(Arrays.asList("ID_" + i, "小明" + i, String.valueOf(i), new Date().toString()));
    }

    writer.write0(userList, sheet, table);
    writer.finish();
}

2.3.2.数据量适中（100W以内）：一个SHEET分批查询导出

/**
 * 针对105W以内的记录数可以调用该方法分多批次查出然后写入到EXCEL的一个SHEET中
 * 注意：
 * 每次查询出来的记录数量不宜过大，根据内存大小设置合理的每次查询记录数，不会内存溢出即可。
 * 数据量不能超过一个SHEET存储的最大数据量105W
 *
 * @throws IOException
 */
@Test
public void writeExcelOneSheetMoreWrite() throws IOException {

    // 生成EXCEL并指定输出路径
    OutputStream out = new FileOutputStream("E:\\temp\\withoutHead2.xlsx");
    ExcelWriter writer = new ExcelWriter(out, ExcelTypeEnum.XLSX);

    // 设置SHEET
    Sheet sheet = new Sheet(1, 0);
    sheet.setSheetName("sheet1");

    // 设置标题
    Table table = new Table(1);
    List<List<String>> titles = new ArrayList<List<String>>();
    titles.add(Arrays.asList("用户ID"));
    titles.add(Arrays.asList("名称"));
    titles.add(Arrays.asList("年龄"));
    titles.add(Arrays.asList("生日"));
    table.setHead(titles);

    // 模拟分批查询：总记录数50条，每次查询20条，  分三次查询 最后一次查询记录数是10
    Integer totalRowCount = 50;
    Integer pageSize = 20;
    Integer writeCount = totalRowCount % pageSize == 0 ? (totalRowCount / pageSize) : (totalRowCount / pageSize + 1);

    // 注： 此处仅仅为了模拟数据，实用环境不需要将最后一次分开，合成一个即可， 参数为：currentPage = i+1;  pageSize = pageSize
    for (int i = 0; i < writeCount; i++) {

        // 前两次查询 每次查20条数据
        if (i < writeCount - 1) {

            List<List<String>> userList = new ArrayList<>();
            for (int j = 0; j < pageSize; j++) {
                userList.add(Arrays.asList("ID_" + Math.random(), "小明", String.valueOf(Math.random()), new Date().toString()));
            }
            writer.write0(userList, sheet, table);

        } else if (i == writeCount - 1) {

            // 最后一次查询 查多余的10条记录
            List<List<String>> userList = new ArrayList<>();
            Integer lastWriteRowCount = totalRowCount - (writeCount - 1) * pageSize;
            for (int j = 0; j < lastWriteRowCount; j++) {
                userList.add(Arrays.asList("ID_" + Math.random(), "小明", String.valueOf(Math.random()), new Date().toString()));
            }
            writer.write0(userList, sheet, table);
        }
    }

    writer.finish();
}

2.3.3.数据量很大（几百万都行）：多个SHEET分批查询导出

/**
 * 针对几百万的记录数可以调用该方法分多批次查出然后写入到EXCEL的多个SHEET中
 * 注意：
 * perSheetRowCount % pageSize要能整除  为了简洁，非整除这块不做处理
 * 每次查询出来的记录数量不宜过大，根据内存大小设置合理的每次查询记录数，不会内存溢出即可。
 *
 * @throws IOException
 */
@Test
public void writeExcelMoreSheetMoreWrite() throws IOException {

    // 生成EXCEL并指定输出路径
    OutputStream out = new FileOutputStream("E:\\temp\\withoutHead3.xlsx");
    ExcelWriter writer = new ExcelWriter(out, ExcelTypeEnum.XLSX);

    // 设置SHEET名称
    String sheetName = "测试SHEET";

    // 设置标题
    Table table = new Table(1);
    List<List<String>> titles = new ArrayList<List<String>>();
    titles.add(Arrays.asList("用户ID"));
    titles.add(Arrays.asList("名称"));
    titles.add(Arrays.asList("年龄"));
    titles.add(Arrays.asList("生日"));
    table.setHead(titles);

    // 模拟分批查询：总记录数250条，每个SHEET存100条，每次查询20条  则生成3个SHEET，前俩个SHEET查询次数为5， 最后一个SHEET查询次数为3 最后一次写的记录数是10
    // 注：该版本为了较少数据判断的复杂度，暂时perSheetRowCount要能够整除pageSize， 不去做过多处理  合理分配查询数据量大小不会内存溢出即可。
    Integer totalRowCount = 250;
    Integer perSheetRowCount = 100;
    Integer pageSize = 20;
    Integer sheetCount = totalRowCount % perSheetRowCount == 0 ? (totalRowCount / perSheetRowCount) : (totalRowCount / perSheetRowCount + 1);
    Integer previousSheetWriteCount = perSheetRowCount / pageSize;
    Integer lastSheetWriteCount = totalRowCount % perSheetRowCount == 0 ?
            previousSheetWriteCount :
            (totalRowCount % perSheetRowCount % pageSize == 0 ? totalRowCount % perSheetRowCount / pageSize : (totalRowCount % perSheetRowCount / pageSize + 1));

    for (int i = 0; i < sheetCount; i++) {

        // 创建SHEET
        Sheet sheet = new Sheet(i, 0);
        sheet.setSheetName(sheetName + i);

        if (i < sheetCount - 1) {

            // 前2个SHEET, 每个SHEET查5次 每次查20条 每个SHEET写满100行  2个SHEET合计200行  实用环境：参数：currentPage: j+1 + previousSheetWriteCount*i, pageSize: pageSize
            for (int j = 0; j < previousSheetWriteCount; j++) {
                List<List<String>> userList = new ArrayList<>();
                for (int k = 0; k < 20; k++) {
                    userList.add(Arrays.asList("ID_" + Math.random(), "小明", String.valueOf(Math.random()), new Date().toString()));
                }
                writer.write0(userList, sheet, table);
            }

        } else if (i == sheetCount - 1) {

            // 最后一个SHEET 实用环境不需要将最后一次分开，合成一个即可， 参数为：currentPage = i+1;  pageSize = pageSize
            for (int j = 0; j < lastSheetWriteCount; j++) {

                // 前俩次查询 每次查询20条
                if (j < lastSheetWriteCount - 1) {

                    List<List<String>> userList = new ArrayList<>();
                    for (int k = 0; k < 20; k++) {
                        userList.add(Arrays.asList("ID_" + Math.random(), "小明", String.valueOf(Math.random()), new Date().toString()));
                    }
                    writer.write0(userList, sheet, table);

                } else if (j == lastSheetWriteCount - 1) {

                    // 最后一次查询 将剩余的10条查询出来
                    List<List<String>> userList = new ArrayList<>();
                    Integer lastWriteRowCount = totalRowCount - (sheetCount - 1) * perSheetRowCount - (lastSheetWriteCount - 1) * pageSize;
                    for (int k = 0; k < lastWriteRowCount; k++) {
                        userList.add(Arrays.asList("ID_" + Math.random(), "小明1", String.valueOf(Math.random()), new Date().toString()));
                    }
                    writer.write0(userList, sheet, table);

                }
            }
        }
    }

    writer.finish();
}

2.4 生产环境

2.4.0.Excel常量类

package com.authorization.privilege.constant;

/**
 * @author qjwyss
 * @description EXCEL常量类
 */
public class ExcelConstant {

    /**
     * 每个sheet存储的记录数 100W
     */
    public static final Integer PER_SHEET_ROW_COUNT = 1000000;

    /**
     * 每次向EXCEL写入的记录数(查询每页数据大小) 20W
     */
    public static final Integer PER_WRITE_ROW_COUNT = 200000;

}

注：为了书写方便，此处俩个必须要整除，可以省去很多不必要的判断。另外如果自己测试，可以改为100,20。

2.4.1.数据量少的(20W以内吧)：一个SHEET一次查询导出

@Override
public ResultVO<Void> exportSysSystemExcel(SysSystemVO sysSystemVO, HttpServletResponse response) throws Exception {

    ServletOutputStream out = null;
    try {
        out = response.getOutputStream();
        ExcelWriter writer = new ExcelWriter(out, ExcelTypeEnum.XLSX);

        // 设置EXCEL名称
        String fileName = new String(("SystemExcel").getBytes(), "UTF-8");

        // 设置SHEET名称
        Sheet sheet = new Sheet(1, 0);
        sheet.setSheetName("系统列表sheet1");

        // 设置标题
        Table table = new Table(1);
        List<List<String>> titles = new ArrayList<List<String>>();
        titles.add(Arrays.asList("系统名称"));
        titles.add(Arrays.asList("系统标识"));
        titles.add(Arrays.asList("描述"));
        titles.add(Arrays.asList("状态"));
        titles.add(Arrays.asList("创建人"));
        titles.add(Arrays.asList("创建时间"));
        table.setHead(titles);

        // 查数据写EXCEL
        List<List<String>> dataList = new ArrayList<>();
        List<SysSystemVO> sysSystemVOList = this.sysSystemReadMapper.selectSysSystemVOList(sysSystemVO);
        if (!CollectionUtils.isEmpty(sysSystemVOList)) {
            sysSystemVOList.forEach(eachSysSystemVO -> {
                dataList.add(Arrays.asList(
                        eachSysSystemVO.getSystemName(),
                        eachSysSystemVO.getSystemKey(),
                        eachSysSystemVO.getDescription(),
                        eachSysSystemVO.getState().toString(),
                        eachSysSystemVO.getCreateUid(),
                        eachSysSystemVO.getCreateTime().toString()
                ));
            });
        }
        writer.write0(dataList, sheet, table);

        // 下载EXCEL
        response.setHeader("Content-Disposition", "attachment;filename=" + new String((fileName).getBytes("gb2312"), "ISO-8859-1") + ".xls");
        response.setContentType("multipart/form-data");
        response.setCharacterEncoding("utf-8");
        writer.finish();
        out.flush();

    } finally {
        if (out != null) {
            try {
                out.close();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    return ResultVO.getSuccess("导出系统列表EXCEL成功");
}

2.4.2.数据量适中（100W以内）：一个SHEET分批查询导出

@Override
public ResultVO<Void> exportSysSystemExcel(SysSystemVO sysSystemVO, HttpServletResponse response) throws Exception {

    ServletOutputStream out = null;
    try {
        out = response.getOutputStream();
        ExcelWriter writer = new ExcelWriter(out, ExcelTypeEnum.XLSX);

        // 设置EXCEL名称
        String fileName = new String(("SystemExcel").getBytes(), "UTF-8");

        // 设置SHEET名称
        Sheet sheet = new Sheet(1, 0);
        sheet.setSheetName("系统列表sheet1");

        // 设置标题
        Table table = new Table(1);
        List<List<String>> titles = new ArrayList<List<String>>();
        titles.add(Arrays.asList("系统名称"));
        titles.add(Arrays.asList("系统标识"));
        titles.add(Arrays.asList("描述"));
        titles.add(Arrays.asList("状态"));
        titles.add(Arrays.asList("创建人"));
        titles.add(Arrays.asList("创建时间"));
        table.setHead(titles);

        // 查询总数并 【封装相关变量 这块直接拷贝就行 不要改动】
        Integer totalRowCount = this.sysSystemReadMapper.selectCountSysSystemVOList(sysSystemVO);
        Integer pageSize = ExcelConstant.PER_WRITE_ROW_COUNT;
        Integer writeCount = totalRowCount % pageSize == 0 ? (totalRowCount / pageSize) : (totalRowCount / pageSize + 1);

        // 写数据 这个i的最大值直接拷贝就行了 不要改
        for (int i = 0; i < writeCount; i++) {
            List<List<String>> dataList = new ArrayList<>();

            // 此处查询并封装数据即可 currentPage, pageSize这个变量封装好的 不要改动
            PageHelper.startPage(i + 1, pageSize);
            List<SysSystemVO> sysSystemVOList = this.sysSystemReadMapper.selectSysSystemVOList(sysSystemVO);
            if (!CollectionUtils.isEmpty(sysSystemVOList)) {
                sysSystemVOList.forEach(eachSysSystemVO -> {
                    dataList.add(Arrays.asList(
                            eachSysSystemVO.getSystemName(),
                            eachSysSystemVO.getSystemKey(),
                            eachSysSystemVO.getDescription(),
                            eachSysSystemVO.getState().toString(),
                            eachSysSystemVO.getCreateUid(),
                            eachSysSystemVO.getCreateTime().toString()
                    ));
                });
            }
            writer.write0(dataList, sheet, table);
        }

        // 下载EXCEL
        response.setHeader("Content-Disposition", "attachment;filename=" + new String((fileName).getBytes("gb2312"), "ISO-8859-1") + ".xls");
        response.setContentType("multipart/form-data");
        response.setCharacterEncoding("utf-8");
        writer.finish();
        out.flush();

    } finally {
        if (out != null) {
            try {
                out.close();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    return ResultVO.getSuccess("导出系统列表EXCEL成功");
}

2.4.3.数据里很大（几百万都行）：多个SHEET分批查询导出

@Override
public ResultVO<Void> exportSysSystemExcel(SysSystemVO sysSystemVO, HttpServletResponse response) throws Exception {

    ServletOutputStream out = null;
    try {
        out = response.getOutputStream();
        ExcelWriter writer = new ExcelWriter(out, ExcelTypeEnum.XLSX);

        // 设置EXCEL名称
        String fileName = new String(("SystemExcel").getBytes(), "UTF-8");

        // 设置SHEET名称
        String sheetName = "系统列表sheet";

        // 设置标题
        Table table = new Table(1);
        List<List<String>> titles = new ArrayList<List<String>>();
        titles.add(Arrays.asList("系统名称"));
        titles.add(Arrays.asList("系统标识"));
        titles.add(Arrays.asList("描述"));
        titles.add(Arrays.asList("状态"));
        titles.add(Arrays.asList("创建人"));
        titles.add(Arrays.asList("创建时间"));
        table.setHead(titles);

        // 查询总数并封装相关变量(这块直接拷贝就行了不要改)
        Integer totalRowCount = this.sysSystemReadMapper.selectCountSysSystemVOList(sysSystemVO);
        Integer perSheetRowCount = ExcelConstant.PER_SHEET_ROW_COUNT;
        Integer pageSize = ExcelConstant.PER_WRITE_ROW_COUNT;
        Integer sheetCount = totalRowCount % perSheetRowCount == 0 ? (totalRowCount / perSheetRowCount) : (totalRowCount / perSheetRowCount + 1);
        Integer previousSheetWriteCount = perSheetRowCount / pageSize;
        Integer lastSheetWriteCount = totalRowCount % perSheetRowCount == 0 ?
                previousSheetWriteCount :
                (totalRowCount % perSheetRowCount % pageSize == 0 ? totalRowCount % perSheetRowCount / pageSize : (totalRowCount % perSheetRowCount / pageSize + 1));

        for (int i = 0; i < sheetCount; i++) {

            // 创建SHEET
            Sheet sheet = new Sheet(i, 0);
            sheet.setSheetName(sheetName + i);

            // 写数据 这个j的最大值判断直接拷贝就行了，不要改动
            for (int j = 0; j < (i != sheetCount - 1 ? previousSheetWriteCount : lastSheetWriteCount); j++) {
                List<List<String>> dataList = new ArrayList<>();

                // 此处查询并封装数据即可 currentPage, pageSize这俩个变量封装好的 不要改动
                PageHelper.startPage(j + 1 + previousSheetWriteCount * i, pageSize);
                List<SysSystemVO> sysSystemVOList = this.sysSystemReadMapper.selectSysSystemVOList(sysSystemVO);
                if (!CollectionUtils.isEmpty(sysSystemVOList)) {
                    sysSystemVOList.forEach(eachSysSystemVO -> {
                        dataList.add(Arrays.asList(
                                eachSysSystemVO.getSystemName(),
                                eachSysSystemVO.getSystemKey(),
                                eachSysSystemVO.getDescription(),
                                eachSysSystemVO.getState().toString(),
                                eachSysSystemVO.getCreateUid(),
                                eachSysSystemVO.getCreateTime().toString()
                        ));
                    });
                }
                writer.write0(dataList, sheet, table);
            }
        }

        // 下载EXCEL
        response.setHeader("Content-Disposition", "attachment;filename=" + new String((fileName).getBytes("gb2312"), "ISO-8859-1") + ".xls");
        response.setContentType("multipart/form-data");
        response.setCharacterEncoding("utf-8");
        writer.finish();
        out.flush();

    } finally {
        if (out != null) {
            try {
                out.close();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    return ResultVO.getSuccess("导出系统列表EXCEL成功");
}

三、总结

造的假数据，100W条记录，18个字段，测试导出是70s。在实际上产环境使用的时候，具体的还是要看自己写的sql的性能。sql性能快的话，会很快。

有一点推荐一下：在做分页的时候使用单表查询，对于所需要处理的外键对应的冗余字段，在外面一次性查出来放到map里面(推荐使用@MapKey注解)，然后遍历list的时候根据外键从map中获取对应的名称。

一个宗旨：少发查询sql, 才能更快的导出。

题外话：如果数据量过大，在使用count(1)查询总数的时候会很慢，可以通过调整mysql的缓冲池参数来加快查询。

还有就是遇到了一个问题，使用pagehelper的时候，数据量大的时候，limit 0,20W, limit 20W,40W, limit 40W,60W, limit 60W,80W查询有的时候会很快，有的时候会很慢，待研究。

作者：请叫我猿叔叔

来源：blog.csdn.net/qq_35206261/article/details/88579151