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使用对象-关系映射(ORM)系统中间件提升软件开发效率及质量

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一、什么是对象-关系映射(ORM)?  

  对象-关系映射(Object/RelationMapping,简称ORM),是随着面向对象的软件开发方法发展而产生的。面向对象的开发方法是当今企业级应用开发环境中的主流开发方法,关系数据库是企业级应用环境中永久存放数据的主流数据存储系统。对象和关系数据是业务实体的两种表现形式,业务实体在内存中表现为对象,在数据库中表现为关系数据。内存中的对象之间存在关联和继承关系,而在数据库中,关系数据无法直接表达多对多关联和继承关系。因此,对象-关系映射(ORM)系统一般以中间件的形式存在,主要实现程序对象到关系数据库数据的映射。
    
二、为什么要引入对象-关系映射中间件?
  在开发关系数据库的系统时,可以通过SQL语句读取及操作关系数据库数据。在Java领域,可以直接通过JDBC编程来访问数据库。JDBC可以说是JAVA访问关系数据库的最原始、最直接的方法。这种方式的优点是运行效率高,缺点是在Java程序代码中嵌入大量SQL语句,冗余是不可避免的,开发人员常常发现自己在一次又一次地编写相同的普通代码,如获得连接、准备语句、循环结果集以及其他一些JDBC特定元素,使得项目难以维护。特别是当涉及到非常多的关系数据表、需要在多个不同类型的关系数据库系统中使用时,通过在程序中使用JDBC开发实施起来更加困难。
  在开发基于数据应用为主的软件系统时,引入对象-关系映射中间件是提高开发效率、提升软件产品的可维护、扩展性的现实需要。实践表明,在基于数据处理为主的企业级应程序开发中,通过引入对象-关系映射中间件,可以节省与对象持久化有关的差不多35%的编程工作量,同时提升软件产品可维护及易扩展性,提升软件产品质量。
  因此,在开发企业级应用时,有必要通过引入对象-关系映射系统中间件,实现数据库的快速开发。企业可以通过JDBC编程来开发单独的持久化层,把数据库访问操作封装起来,提供简洁的API,供业务层统一调用,实现自己的ORM系统中间件。
  当然,一个成熟的对象-关系映射中间件产品,不只是简单的把内存中的对象持久化到数据库、把数据库中的关系数据加载到内存中,还要保证系统频繁地访问数据库的性能,降低访问数据库的频率,需要引入多线程、缓存、事务管理等很多细节,涉及到的技术比较复杂,因此,我们更多是使用市场上优秀的ORM系统中间件产品。
  
三、当前JAVA主流的对象-关系映射中间件产品?
  对象关系映射程序(ObjectRelationalMappers,ORM)有多种形式。在Java领域,大多数流行的ORM都可以实现完整的域模型映射,它的目标是将整层的对象和行为映射到数据库表。当前主流的ORM中间件产品主要有:
  Hibernate(重点推荐)
  JDO
iBatis
  EJBEntities3
  EJBEntityBeans2.x
  TopLink
  在众多的ORM中间件产品中,Hibernate是笔者重点推荐的。Hibernate是一个基于Java的开放源代码的持久化中间件,它对JDBC做了轻量级封装,不仅提供ORM映射服务,还提供数据查询和数据缓存功能,Java开发人员可以方便地通过HibernateAPI来操纵数据库。现在,越来越多的Java开发人员把Hibernate作为企业应用和关系数据库之间的中间件。

四、使用EasyDBO实现简单的对象-关系映射
  EasyDBO是由简易java框架网(www.easyjf.com)开发的一个适合中小型软件数据库开发的java数据持久层框架,系统参考hibernate、JDO等,结合中小项目软件的开发实际,实现简单的Java对象到关系数据的映射。EasyDBO由于比较简单,比较适合于中小企业及个人开发使用,EasyDBO当前还处于测试阶段、是一个简易但不太成熟的对象-关系映射开源中间件。
 EasyDBO的源代码非常简单,有一点Java知识的人基本上都能读懂,因此,选择EasyDBO作本文的示例主要目的在于让读者快速进入ORM系统的世界,理解对象-关系数据库实质及实现原理。
  EasyDBO考虑的是最简单的对象-关系映射,简单到可以不使用任何配置文件就实现对象-关系的映射。EasyDBO源码主要包括com.easyjf.dbo、com.easyjf.dbo.config、com.easyjf.dbo.sql三个包。其中com.easyjf.dbo是框架的核心、实现了对象-关系的转换、JDBC API的封装以及用户接口支持等,com.easyjf.dbo.config实现配置文件的管理,com.easyjf.dbo.sql实现数据库的简单Sql语句的生成及多数据库支持的扩展。
  在当前推出的测试版本中,程序员使用EasyDBO操作数据库主要关注EasyJDO类提供的方法及原数据对象DBObject类、IObject接口即可。

五、使用EasyDBO的开发数据库应用程序示例
  下面我们看看使用EasyDBO是怎么样实现数据库的开发。
  假设一个留言版系统存放留言信息关系数据表(message)的结构为:
  cid:varchar16主键
  title:varchar50
  content:text
  inputUser:varchar16
  inputTime:datetime
  status:int
  
相应java中的类Message定义为
  importjava.util.Date;
  importjava.util.List;
  importcom.easyjf.dbo.EasyJDB;
  importcom.easyjf.dbo.IObject;
  //实现com.easyjf.dbo.IObject接口从而使得你的对象无需要配置文件即可与关系数据表映射
  publicclassMessageimplementsIObject{
  privateStringcid;
  privateStringtitle;
  privateStringcontent;
  privateStringinputUser;
  privateDateinputTime;
  privateIntegerstatus;
  publicStringgetTableName(){
  return"message";
  }
  publicStringgetKeyField(){

  return"cid";
  }
  publicStringgetKeyGenerator(){
  return"com.easyjf.dbo.IdGenerator";
  }
  publicStringgetCid(){
  returncid;
  }
  publicvoidsetCid(Stringcid){
  this.cid=cid;
  }
  publicStringgetContent(){
  returncontent;
  }
  publicvoidsetContent(Stringcontent){
  this.content=content;
  }
  publicjava.util.DategetInputTime(){
  returninputTime;
  }
  publicvoidsetInputTime(java.util.DateinputTime){
  this.inputTime=inputTime;
  }
  publicStringgetInputUser(){
  returninputUser;
  }
  publicvoidsetInputUser(StringinputUser){
  this.inputUser=inputUser;
  }
  publicIntegergetStatus(){
  returnstatus;
  }
  publicvoidsetStatus(Integerstatus){
  this.status=status;
  }
  publicStringgetTitle(){
  returntitle;
  }
  publicvoidsetTitle(Stringtitle){
  this.title=title;
  }

  //把对象持久化(保存)到关系数据库中
  publicbooleansave()
  {
  EasyJDBdb=newEasyJDB();
  returndb.saveOrUpdate(this);
  }
  //从持久化存储设备数据库系统中永久删除对象
  publicbooleandel()
  {
  EasyJDBdb=EasyJDB.getInstance();
  returndb.del(this);
  }
  //通过主键id从数据库系统中读取数据,返回一个对象
  publicstaticMessageread(Stringcid)
  {
  EasyJDBdb=EasyJDB.getInstance();
  return(Message)db.get(Message.class,cid);
  }
  //通过sql从数据库中查询符合条件的数据,返回对象列表
  publicstaticListquery(Stringsql)
  {
  EasyJDBdb=EasyJDB.getInstance();
  returndb.query(Message.class,sql);
  }
  //应用演示代码
  publicstaticvoidmain(String[]args){
  Messagem=newMessage();
  m.setTitle("标题");
  m.setContent("内容");
  m.setInputTime(newDate());
  m.setInputUser("test");
  m.setStatus(newInteger(1));
  if(m.save())
  {
  System.out.print("成功把对象保存到关系数据库中");
  }
  else
  {
  System.out.println("保存数据出错!");
  }
  //查询数据
  Listlist=Message.query("1=1");
  if(list!=null){
  for(inti=0;i<list.size();i++)
  {
  Messagemessage=(Message)list.get(i);
  System.out.println("--------");
  System.out.println("cid:"+message.getCid());
  System.out.println("title:"+message.getTitle());
  System.out.println("inputUser:"+message.getInputUser());
  System.out.println("inputTime:"+message.getInputTime());
  System.out.println("status:"+message.getStatus());
  }
  }
  }
  }

  如上面的代码所示,程序只需要通过EasyJDB的getInstance()方法得到一个实例,然后就可以通过EasyJDB对象的save、update、del、get、query等类似的方法进行数据库的操作了。而程序员不用管具体的数据库系统类型、不用管数据库连接的获取、数据库资源的释放、不用构造烦琐无味的Sql添、删、改、查语句。
  关于数据源及配置文件:用户可以通过EasyDBO的配置文件easyjf-dbo.xml文件配置数据库连接数据源,也可以程序中设置数据源,还可通过IOC容器设置数据源。下面我们看看EasyDBO的数据源配置文件easyjf-dbo.xml的内容。
  <easyjf-dbo>
  <datasourceid="bbs"type="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource">
  <propertyname="easydbo.connection.driver_class">org.gjt.mm.mysql.Driver</property>
  <propertyname="easydbo.connection.password">yourpassword</property>
  <propertyname="easydbo.connection.url">jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/easyjf</property>
  <propertyname="easydbo.connection.username">root</property>
  <propertyname="easydbo.dialect">com.easyjf.dbo.sql.MySqlQuery</property>
  <propertyname="easydbo.optimize">true</property>
  <propertyname="esyydbo.show_sql">true</property>
  </datasource>
  <tables>
  <class>
  </class>
  </tables>
  </easyjf-dbo>

  假如用户使用的是MSSqlServer数据为,把上面的的配置文件修改成如下的内容即可:
  <easyjf-dbo>
  <datasourceid="bbs"type="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource">
  <propertyname="easydbo.connection.driver_class">com.microsoft.jdbc.sqlserver.SQLServerDriver</property>
  <propertyname="easydbo.connection.password">sa</property>
  <propertyname="easydbo.connection.url">jdbc:microsoft:sqlserver://localhost:1433;DatabaseName=easyjf;SelectMethod=cursor</property>
  <propertyname="easydbo.connection.username">yourpassword</property>
  <propertyname="easydbo.dialect">com.easyjf.dbo.sql.MSSqlServerQuery</property>
  </datasource>
  <tables>
  <class>
  </class>
  </tables>
  </easyjf-dbo>

六、选择适合你的对象-关系映射中间件
  不是功能最全,用得最多的中间件就一定适合您,当前流行的各种ORM中间件产品中,hibernate无疑是最为出色的产品,从系统的构架、性能及功能上都非常好。在大型分布市群集服务器运用领域,EJBEntityBeans是首选,因为其有广泛的市场及运用基础。当然,在小型的数据库应用软件领域,如一个新闻网站、一个简单的网上商店、论坛系统等,笔者也推荐大家不防试试EasyDBO。作为初学者,笔者推荐大家使用EasyDBO,阅读EasyDBO的源代码,可以让你快速掌握及了解ORM中间件的实质及工作原理,从而为学习及使用功能更加强大对象-关系映射中间件产品打下基础。
  更多完整的有关EasyDBO应用实例代码,请通过官方网站www.easyjf.com下载。
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