基于對(duì)象關(guān)系映射的數(shù)據(jù)持久層框架的改進(jìn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)對(duì)人類來(lái)說(shuō)具有著劃時(shí)代的意義，計(jì)算機(jī)擁有高速的計(jì)算能力，在完成精確任務(wù)和批量計(jì)算方面比人類更穩(wěn)定，成為了輔助科技進(jìn)步的強(qiáng)力工具。隨著永久儲(chǔ)存介質(zhì)(如磁盤(pán)等)的出現(xiàn)，使計(jì)算機(jī)又擁有了人類無(wú)法企及的“記憶能力”。如何管理、使用計(jì)算機(jī)的“記憶能力”呢?數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。有了數(shù)據(jù)庫(kù)，我們可以將數(shù)據(jù)從計(jì)算機(jī)內(nèi)存保存到其他永久儲(chǔ)存設(shè)備中以便于日后的查詢、修改，這也就是所謂的數(shù)據(jù)持久化。 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)經(jīng)過(guò)幾代的發(fā)展，目前最成熟和應(yīng)

2、用最廣泛的是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，它是從數(shù)學(xué)模型發(fā)展起來(lái)的，用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)邏輯和方法管理數(shù)據(jù)，擁有成熟、可靠、高效的數(shù)據(jù)操控能力。但不幸的是，數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展并沒(méi)能和軟件技術(shù)的發(fā)展相匹配。隨著軟件工工程技術(shù)的發(fā)展，面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)方法已經(jīng)是軟件生產(chǎn)的主流技術(shù)。但由于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)是不面向?qū)ο蟮?，這使得數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中不得不以兩種形式存在，在業(yè)務(wù)系統(tǒng)的內(nèi)存中，數(shù)據(jù)表現(xiàn)為對(duì)象，在數(shù)據(jù)庫(kù)中表現(xiàn)為關(guān)系數(shù)據(jù)。內(nèi)存中的對(duì)象存在著關(guān)聯(lián)和繼承等關(guān)系，而數(shù)據(jù)庫(kù)中無(wú)

3、法表現(xiàn)多對(duì)多關(guān)聯(lián)和繼承關(guān)系。在面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)可以成熟應(yīng)用之前，為了能夠把對(duì)象數(shù)據(jù)持久化到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，出現(xiàn)了關(guān)系一對(duì)象映射(Object-Relationg Mapping簡(jiǎn)稱ORM)思想和技術(shù)。 在JAVA領(lǐng)域，通過(guò)JDBC編程來(lái)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)是傳統(tǒng)的做法，這種做法是最原始、最直接的。JDBC的數(shù)據(jù)庫(kù)操作是基于行集的，雖然它有著高效的運(yùn)行效率，卻必須在JAVA程序中嵌套大量的SQL語(yǔ)句，應(yīng)用程序擔(dān)負(fù)著繁重的操控?cái)?shù)據(jù)的工作，并使

4、得項(xiàng)目難以維護(hù)。雖然根據(jù)MVC的思想可以通過(guò)JDBC編程來(lái)開(kāi)發(fā)單獨(dú)的持久層，封裝對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作，提供統(tǒng)一的接口，供業(yè)務(wù)層使用。但這要求對(duì)．JDBC有很高的專業(yè)知識(shí)，在項(xiàng)目組織中，不得不抽出最好的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)人員專門進(jìn)行持久層的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，在業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)持久化方案之間艱難的調(diào)和項(xiàng)目組的開(kāi)發(fā)資源，使得有限的人力不能專注于業(yè)務(wù)邏輯的研究，往往造成項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中顧此失彼。而且由于數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的不同，每次開(kāi)發(fā)的持久層無(wú)法直接重復(fù)使用，使得程序復(fù)用變得困難

5、，每次都要開(kāi)發(fā)專用卻又功能相似的持久層程序，使得項(xiàng)目開(kāi)發(fā)陷入重復(fù)工作和低效率之中。龐大的持久層代碼隨著項(xiàng)目復(fù)雜度的增加，也會(huì)變得越來(lái)越難以維護(hù)，假設(shè)項(xiàng)目組當(dāng)初開(kāi)發(fā)持久層的人員中途撤出，其他人員面對(duì)一個(gè)充滿了sql語(yǔ)句和數(shù)據(jù)操作邏輯的持久層，很難在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行有效的維護(hù)。 幸運(yùn)的是，基于ORM思想的持久層框架為我們解決上述問(wèn)題。ORM是一種描繪對(duì)象與關(guān)系數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)換并持久化對(duì)象數(shù)據(jù)的原則思想，基于它的軟件框架即為ORM框架，現(xiàn)在有

6、許多ORM持久化框架可供選擇，比如EJB、Hibernate、IBATIS、TopLink、OJB等等，他們承擔(dān)了對(duì)象數(shù)據(jù)持久化的主要工作，不但可以自動(dòng)將對(duì)象與關(guān)系數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)(當(dāng)然這需要一些前期配置策略)，更能自動(dòng)產(chǎn)生sql語(yǔ)句，大大減少了應(yīng)用系統(tǒng)持久層的代碼量，同時(shí)也就大大減輕了開(kāi)發(fā)人員的工作量。他們有些是商業(yè)性的，有些則是非商業(yè)的。其中非商業(yè)的Hibernate是目前最成熟和使用最廣泛的ORM框架。它之所以能夠流行，要?dú)w功于以下的

7、優(yōu)勢(shì)： 1.它是開(kāi)源的。開(kāi)發(fā)者可根據(jù)需要研究其源代碼，定制自己的功能。 2.它在所有ORM框架中擁有最詳細(xì)的文檔，使得研究和使用更方便。 3.僅對(duì)JDBC做了輕量級(jí)的封裝，如有必要，開(kāi)發(fā)者可以繞過(guò)它，直接使用JDBC。 4.具有良好的可擴(kuò)展性，使其改進(jìn)成為可能，并最終保持旺盛的生命力。 5.它既適用于獨(dú)立的JAVA程序，也適用于JAVA WEB應(yīng)用，還可以與EJB集成，大大拓展了其使用范圍。

8、 6.它可以與多種WEB服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器相集成，并適用于目前幾乎所有的主流數(shù)據(jù)庫(kù)。 本文首先探討ORM框架產(chǎn)生原因以及它的基本思想和原理，在研究與之相關(guān)的面向?qū)ο?、持久化、持久層、DAO、MDA的理論思想以及目前流行的ORM框架的基礎(chǔ)上，分析了其主要優(yōu)點(diǎn)，也總結(jié)出其存在的三個(gè)主要缺陷。 1.由于面向?qū)ο蠹夹g(shù)強(qiáng)制用戶使用對(duì)象來(lái)代表關(guān)系型數(shù)據(jù)，這會(huì)導(dǎo)致大量的冗余數(shù)據(jù)存放于內(nèi)存中，這些冗余數(shù)據(jù)并不參與當(dāng)前的事務(wù)處理，并在生

9、命周期結(jié)束的時(shí)候被析構(gòu)函數(shù)或者垃圾收集器釋放。 2.復(fù)雜的映射和關(guān)聯(lián)管理，使ORM對(duì)系統(tǒng)性能造成了較大的影響。在ORM系統(tǒng)中，對(duì)象之間通常通過(guò)對(duì)象引用和各種集合屬性將對(duì)象相互關(guān)聯(lián)起來(lái)，組成更加復(fù)雜的復(fù)合對(duì)象。應(yīng)用程序同通過(guò)逐個(gè)訪問(wèn)成員對(duì)象來(lái)完成對(duì)這些復(fù)合對(duì)象的訪問(wèn)。這種在多個(gè)成員對(duì)象之間的導(dǎo)航操作導(dǎo)致了客戶端和后端數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)之間的獲取操作大幅度增加，從而導(dǎo)致了嚴(yán)重的性能問(wèn)題。 3.ORM使用配置文件和注釋來(lái)設(shè)置映射關(guān)系和