Java商品价格查询：高效实现价格区间检索方案

在电商系统、库存管理或数据分析场景中，价格区间查询是高频需求。如何高效、准确地筛选出符合特定价格范围的商品，直接影响系统性能和用户体验。本文将从基础实现到进阶优化，系统阐述Java中价格区间查询的核心方法与最佳实践。

一、基础实现：基于集合的内存查询

对于数据量较小（如千级以下）的场景，可直接在内存中操作。假设已有一个Product类：

public class Product {
    private Long id;
    private String name;
    private BigDecimal price;
    // 构造方法、getter/setter省略
}

1.1 遍历筛选法

最直观的方式是遍历集合，筛选符合条件的元素：

public List<Product> filterByPriceRange(List<Product> products, 
                                       BigDecimal minPrice, 
                                       BigDecimal maxPrice) {
    List<Product> result = new ArrayList<>();
    for (Product product : products) {
        if (product.getPrice().compareTo(minPrice) >= 0 
            && product.getPrice().compareTo(maxPrice) <= 0) {
            result.add(product);
        }
    }
    return result;
}

适用场景：数据量小、查询频率低。
缺点：时间复杂度O(n)，数据量大时性能急剧下降。

1.2 Java 8 Stream API优化

利用Stream的filter方法提升代码简洁性：

public List<Product> filterByPriceRangeStream(List<Product> products,
                                             BigDecimal min,
                                             BigDecimal max) {
    return products.stream()
            .filter(p -> p.getPrice().compareTo(min) >= 0 
                      && p.getPrice().compareTo(max) <= 0)
            .collect(Collectors.toList());
}

优势：代码更简洁，支持并行流（parallelStream()）提升多核性能。
注意：并行流需权衡数据量与线程开销，小数据量可能适得其反。

二、数据库查询优化：SQL与JPA实践

数据量较大时，内存查询不可行，需依赖数据库优化。

2.1 原生SQL查询

使用BETWEEN或比较运算符：

SELECT * FROM products 
WHERE price BETWEEN 100 AND 500;
-- 或等价写法
SELECT * FROM products 
WHERE price >= 100 AND price <= 500;

索引优化：确保price字段有索引，否则全表扫描性能极差。

2.2 JPA/Hibernate实现

使用Spring Data JPA的@Query注解：

public interface ProductRepository extends JpaRepository<Product, Long> {
    @Query("SELECT p FROM Product p WHERE p.price BETWEEN :min AND :max")
    List<Product> findByPriceRange(@Param("min") BigDecimal min, 
                                   @Param("max") BigDecimal max);
}

或通过方法名派生查询：

List<Product> findByPriceGreaterThanEqualAndPriceLessThanEqual(
    BigDecimal min, BigDecimal max);

索引建议：在price字段上创建单列索引，或与常用查询字段（如category_id）创建复合索引。

三、进阶场景：多条件组合查询

实际业务中，价格区间常与其他条件（如分类、品牌）组合查询。

3.1 动态SQL构建（MyBatis示例）

使用MyBatis的<where>和<if>标签动态拼接SQL：

<select id="findByConditions" resultType="Product">
    SELECT * FROM products
    <where>
        <if test="minPrice != null">
            AND price >= #{minPrice}
        </if>
        <if test="maxPrice != null">
            AND price <= #{maxPrice}
        </if>
        <if test="categoryId != null">
            AND category_id = #{categoryId}
        </if>
    </where>
</select>

优势：灵活构建查询条件，避免不必要的条件拼接。

3.2 JPA Criteria API动态查询

通过Criteria API构建类型安全的动态查询：

public List<Product> searchProducts(BigDecimal minPrice, 
                                   BigDecimal maxPrice, 
                                   Long categoryId) {
    CriteriaBuilder cb = entityManager.getCriteriaBuilder();
    CriteriaQuery<Product> query = cb.createQuery(Product.class);
    Root<Product> root = query.from(Product.class);
    List<Predicate> predicates = new ArrayList<>();
    if (minPrice != null) {
        predicates.add(cb.ge(root.get("price"), minPrice));
    }
    if (maxPrice != null) {
        predicates.add(cb.le(root.get("price"), maxPrice));
    }
    if (categoryId != null) {
        predicates.add(cb.equal(root.get("category").get("id"), categoryId));
    }
    query.where(predicates.toArray(new Predicate[0]));
    return entityManager.createQuery(query).getResultList();
}

适用场景：需要高度动态化的查询逻辑，如后台管理系统。

四、性能优化策略

4.1 索引优化

• 单列索引：对price字段创建索引，加速区间查询。
• 复合索引：若常按category_id和price联合查询，创建(category_id, price)复合索引。
• 索引选择：使用EXPLAIN分析SQL执行计划，确保查询使用索引而非全表扫描。

4.2 分页查询

避免返回大量数据，通过分页控制结果集：

// Spring Data JPA分页
Page<Product> page = repository.findByPriceRange(min, max, 
    PageRequest.of(pageNum, pageSize));

关键参数：pageNum（页码，从0开始）、pageSize（每页记录数）。

4.3 缓存策略

对高频查询的价格区间结果进行缓存：

@Cacheable(value = "products", key = "#min + '_' + #max")
public List<Product> getCachedProducts(BigDecimal min, BigDecimal max) {
    return repository.findByPriceRange(min, max);
}

适用场景：价格区间变化不频繁，查询热度高的场景。

五、边界条件与异常处理

5.1 参数校验

确保minPrice ≤ maxPrice，避免无效查询：

public void validatePriceRange(BigDecimal min, BigDecimal max) {
    if (min == null || max == null) {
        throw new IllegalArgumentException("价格区间不能为空");
    }
    if (min.compareTo(max) > 0) {
        throw new IllegalArgumentException("最小价格不能大于最大价格");
    }
}

5.2 空值处理

允许部分参数为空，实现灵活查询：

public List<Product> flexibleSearch(BigDecimal min, BigDecimal max) {
    if (min == null && max == null) {
        return repository.findAll(); // 返回全部
    }
    if (min == null) {
        return repository.findByPriceLessThanEqual(max);
    }
    if (max == null) {
        return repository.findByPriceGreaterThanEqual(min);
    }
    return repository.findByPriceRange(min, max);
}

六、总结与最佳实践

1. 数据量小：优先使用Stream API，代码简洁易维护。
2. 数据量大：依赖数据库索引，使用JPA或MyBatis构建查询。
3. 动态条件：采用Criteria API或MyBatis动态SQL。
4. 性能优化：结合分页、缓存和索引优化。
5. 健壮性：严格校验参数，处理边界条件。

通过合理选择技术方案，可实现高效、灵活的价格区间查询，满足电商、库存管理等系统的核心需求。