基于Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ的對(duì)象持久化技術(shù)的研究

摘要：當(dāng)今大部分的應(yīng)用系統(tǒng)需要處理持久化數(shù)據(jù)，而在使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)時(shí)，會(huì)遇到對(duì)象持久化的問(wèn)題。同時(shí)使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，存在對(duì)象模型與關(guān)系模型之間的“阻抗不匹配”問(wèn)題。對(duì)廣泛使用的0／R映射框架Hibernate進(jìn)行研究，使用Hibernate作為業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)庫(kù)層之間的持久層，實(shí)現(xiàn)對(duì)象到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的持久存儲(chǔ)。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)分析對(duì)象／關(guān)系映射在Hibernate持久化解決方案中的體現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：對(duì)象持久化；持久層；對(duì)象／關(guān)系映射；Hibernate

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004－373X(2008)04－066－03

現(xiàn)今，面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)技術(shù)已經(jīng)普及到各種軟件開(kāi)發(fā)領(lǐng)域中，他是用符合事物本原與適應(yīng)人類(lèi)自身思維方式的方法組織程序。面向?qū)ο蠹夹g(shù)是一種基于類(lèi)和對(duì)象的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)技術(shù)，程序員通過(guò)使用類(lèi)和對(duì)象，以及對(duì)他們繼承、封裝等操作，可以方便地開(kāi)發(fā)出高質(zhì)量的應(yīng)用程序。同時(shí)當(dāng)前大多的應(yīng)用程序都使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)作為數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)機(jī)制。而面向?qū)ο蟮臋C(jī)制與關(guān)系模型有著很大的不同，他們之間存在阻抗不匹配(Impedance Mismatch)。面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)基于軟件工程的一些原理如聚集、封裝等理論，其使用一組對(duì)象來(lái)完成任務(wù)；而關(guān)系模型基于數(shù)學(xué)原理，尤其是集合論的原理。因此，需要一種映射方法解決這種不匹配，對(duì)象關(guān)系映射便隨之產(chǎn)生。把對(duì)表直接進(jìn)行的操作，變成對(duì)對(duì)象的屬性和方法的操作。Hibernate是一個(gè)基于Java的開(kāi)放源代碼的對(duì)象關(guān)系映射框架，他對(duì)JDBC做了輕量級(jí)的封裝。目前Hibernate已被廣泛使用，作為企業(yè)應(yīng)用和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)之間的中間件，以減輕和對(duì)象持久化有關(guān)的大量的JDBC編程工作。

1 對(duì)象持久化

1.1對(duì)象持久化的定義

在使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中構(gòu)造的對(duì)象實(shí)例，都是瞬時(shí)或暫時(shí)性的，叫作暫態(tài)對(duì)象或臨時(shí)對(duì)象；他存在于內(nèi)存之中，系統(tǒng)一旦停止運(yùn)行，這些對(duì)象都將消失，信息不復(fù)存在。因此，需要將對(duì)象實(shí)例長(zhǎng)期持久地保存，使之成為永久對(duì)象，這就是對(duì)象持久化。

1.2 實(shí)現(xiàn)對(duì)象持久化的方法

對(duì)象持久化技術(shù)是可以永久地存儲(chǔ)對(duì)象的方法，持久化機(jī)制包括基于操作系統(tǒng)的文件存儲(chǔ)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)RDB和面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)OODB等。目前大多使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)作為對(duì)象持久化的存儲(chǔ)機(jī)制，采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)對(duì)象持久化的方法主要有：內(nèi)嵌SQL語(yǔ)句、封裝成數(shù)據(jù)類(lèi)以及使用對(duì)象持久層。

(1)內(nèi)嵌SQL語(yǔ)句：這種方法最為常見(jiàn)，他是在類(lèi)的源代碼中嵌入SQL語(yǔ)句。其優(yōu)點(diǎn)是編碼快捷，適用于小型應(yīng)用程序和原型模型中；缺點(diǎn)是難于維護(hù)和擴(kuò)展，數(shù)據(jù)庫(kù)的小變化(如：列的重新命名)也會(huì)導(dǎo)致源代碼的改寫(xiě)。模式圖如圖1所示。

(2)封裝成數(shù)據(jù)類(lèi)：這種方法是將業(yè)務(wù)類(lèi)里的SQL語(yǔ)句封裝到一個(gè)或幾個(gè)“數(shù)據(jù)類(lèi)”里，例如存儲(chǔ)過(guò)程和EJB的實(shí)體Bean策略。這種方法適用于40～50個(gè)類(lèi)的小型系統(tǒng)。但是當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生簡(jiǎn)單變化時(shí)，仍會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)類(lèi)的重新編譯。模式圖如圖2所示：

(3)對(duì)象持久層：持久層是應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)的隔離層，他封裝了與數(shù)據(jù)庫(kù)交互的底層細(xì)節(jié)。使用持久層時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的簡(jiǎn)單改變不會(huì)影響面向?qū)ο蟮拇a。程序員只需管理和使用面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)，而不必關(guān)心數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的底層實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。模式圖如圖3所示。

2 對(duì)象／關(guān)系映射

面向?qū)ο蟮臋C(jī)制與關(guān)系模型之間存在著阻抗不匹配，兩者有著不同的理論基礎(chǔ)。對(duì)象模型側(cè)重于使用包含數(shù)據(jù)和行為的對(duì)象來(lái)構(gòu)建應(yīng)用程序；而關(guān)系模型則主要針對(duì)于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。兩種機(jī)制的不同使他們的結(jié)合并不理想。因此，需要一種映射方法來(lái)解決兩者之間的不匹配。這種方法就是對(duì)象關(guān)系映射0bject／Relational Mapping(O／RMapping)。

2.1對(duì)象／關(guān)系映射模式

在研究對(duì)象／關(guān)系映射的模式時(shí)，通常采用如下的對(duì)應(yīng)關(guān)系將對(duì)象與數(shù)據(jù)表關(guān)聯(lián)起來(lái)：

根據(jù)抽象對(duì)象與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的特性，O／R Mapping在以下幾個(gè)方面實(shí)現(xiàn)：

(1)從類(lèi)屬性到數(shù)據(jù)表列的映射。類(lèi)屬性和表列并非一一對(duì)應(yīng)。一個(gè)類(lèi)屬性可對(duì)應(yīng)O或多個(gè)實(shí)體表的字段。在設(shè)置主鍵時(shí)，通常采用無(wú)業(yè)務(wù)意義的字段對(duì)象標(biāo)識(shí)符(Object Identifier，OID)作為各個(gè)實(shí)體表的主鍵，OlD也作為類(lèi)與數(shù)據(jù)庫(kù)映射時(shí)的對(duì)象的惟一標(biāo)識(shí)。

(2)從類(lèi)到數(shù)據(jù)表的映射。當(dāng)不同層次的父類(lèi)和子類(lèi)映射到數(shù)據(jù)表時(shí)，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果，權(quán)篌采用怎樣的映射策略。這種映射主要是指繼承映射，可以采用的映射策略主要分為以下3種：1個(gè)類(lèi)繼承樹(shù)1個(gè)表、1個(gè)具體類(lèi)1個(gè)表和1類(lèi)1表。

(3)類(lèi)間關(guān)系映射為鍵值。這是映射的難點(diǎn)，主要是體現(xiàn)類(lèi)關(guān)系中的關(guān)聯(lián)和聚集。關(guān)聯(lián)關(guān)系的映射中，一對(duì)一關(guān)聯(lián)、一對(duì)多關(guān)聯(lián)是通過(guò)在關(guān)聯(lián)的某一方引用對(duì)方的OIE實(shí)現(xiàn)；多對(duì)多的關(guān)聯(lián)需要?jiǎng)?chuàng)建關(guān)聯(lián)表，或者劃分成一對(duì)多和多對(duì)一。聚集關(guān)系的映射有2種模式，分別是單表聚集模式和外鍵聚集模式。

2.2 對(duì)象／關(guān)系映射框架

如今常用的持久層框架有：EJB，JDO，Hibernate。Cas—tor和TopLink等。其中Hibernate是一個(gè)開(kāi)放源代碼的ORM框架，他給開(kāi)發(fā)者提供了一個(gè)強(qiáng)大而易用的O／R映射機(jī)制，得到了廣泛的應(yīng)用。

3 Hibernate

Hibernate是Gavin King于2001年開(kāi)始開(kāi)發(fā)的。他是一個(gè)基于Java的對(duì)象關(guān)系映射框架，對(duì)JDBC做了輕量級(jí)的封裝，以統(tǒng)一的接口方式支持多種數(shù)據(jù)庫(kù)，具有豐富、詳細(xì)的參考文檔。現(xiàn)在，越來(lái)越多的開(kāi)發(fā)人員把Hiber－nate作為企業(yè)應(yīng)用和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)之間的中間件。

3.1 Hibernate配置

使用Hibernate進(jìn)行對(duì)象的持久化，需要一個(gè)配置文件對(duì)Hibernate進(jìn)行配置和初始化。Hibernate有2種配置方式，分別是使用hibernate．properties文件和hiber－nate.cfg.xml文件，2種配置是一樣的。在配置文件中，可以配置數(shù)據(jù)庫(kù)的方言、連接驅(qū)動(dòng)類(lèi)、用戶名及密碼和URL等。此外，使用hibernate.cfg.xml文件進(jìn)行配置時(shí)還可以指定mapping resource，在這里寫(xiě)入持久化類(lèi)的映射文件(類(lèi)名．hbm.xml)。

3.2持久化類(lèi)

Hibernate創(chuàng)建和使用的持久化對(duì)象大多是一種叫作POJO(Plain Ordinary Java Objeet)的對(duì)象，從字面上來(lái)講就是無(wú)格式普通Java對(duì)象，可以簡(jiǎn)單地理解為一個(gè)不包含邏輯代碼的值對(duì)象(Value Objeet，VO)。

持久化類(lèi)必須單獨(dú)定義一個(gè)主鍵ID，作為對(duì)象標(biāo)識(shí)符OlD。另外，每個(gè)屬性都要有與之對(duì)應(yīng)的getter和set—ter方法。

3.3 映射文件

每個(gè)持久化類(lèi)都要有與之對(duì)應(yīng)的映射文件，映射文件名為“類(lèi)名.hbm.xml”。這個(gè)映射文件定義O／R映射的規(guī)則。例如持久化類(lèi)Person具有屬性ID和name，其映射文件Person.hbm.xml可以描述如下：

其中主鍵應(yīng)該用＜id＞描述，在該節(jié)點(diǎn)下用＜genera—tor＞節(jié)點(diǎn)聲明主鍵的生成策略，在使用中需根據(jù)實(shí)際需要選擇使用何種策略。

映射的內(nèi)容除了主鍵ID、一般屬性外，還包括繼承的映射、關(guān)聯(lián)的映射和組件的映射等。本文所涉及的賓館管理系統(tǒng)使用了其中的一些映射模式，其說(shuō)明如下：

(1)繼承的映射：對(duì)于有繼承關(guān)系的父類(lèi)和子類(lèi)的映射，只需建立父類(lèi)的映射文件，然后在這個(gè)文件中描述子類(lèi)的映射。繼承映射有3種映射策略，在Hibernate映射規(guī)則中都有相應(yīng)實(shí)現(xiàn)，如可以使用“一個(gè)類(lèi)繼承樹(shù)一個(gè)表”的映射策略l映射文件中使用標(biāo)記來(lái)定義子類(lèi)，并且要用類(lèi)型鑒別器(Discriminator)區(qū)分父類(lèi)與子類(lèi)的類(lèi)別。其映射文件中對(duì)應(yīng)的部分如下：

3.4持久化對(duì)象的操作

首先，映射文件要將持久化類(lèi)映射到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)表，這里需要用Configuration類(lèi)配置，并建立起映射關(guān)系，然后在這個(gè)配置基礎(chǔ)上建立一個(gè)會(huì)話工廠SessionFacto-

創(chuàng)建會(huì)話工廠后，就可以從中獲取會(huì)話Session，每次Session操作，代表應(yīng)用程序和持久層之間的一次對(duì)話，也就是1次數(shù)據(jù)處理。獲取Session后，可以對(duì)對(duì)象進(jìn)行保存、查詢、刪除和修改等操作。使用Hibernate提供的面向?qū)ο蟮牟樵冋Z(yǔ)言HQL(Hibernate Query Language)，使得對(duì)對(duì)象的操作變得十分簡(jiǎn)單：

4 結(jié) 語(yǔ)

應(yīng)用對(duì)象持久層的開(kāi)發(fā)方法是一種完全面向?qū)ο蟮姆椒ǎ谠摲椒ㄖ校紫葟膯?wèn)題域中抽象出類(lèi)與對(duì)象；其次對(duì)于持久性對(duì)象，通過(guò)對(duì)象持久層實(shí)現(xiàn)其與存儲(chǔ)機(jī)制的交互。持久層框架已廣泛應(yīng)用于當(dāng)前的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，使用成熟的持久層框架，能夠大大提高系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的效率。Hibernate作為成功的持久層框架被廣泛使用，在應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中正在并繼續(xù)發(fā)揮重要的作用。