對象-關(guān)系映射(Object/Relation Mapping,簡稱ORM),是隨著面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法發(fā)展而產(chǎn)生的。面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法是當(dāng)今企業(yè)級應(yīng)用開發(fā)環(huán)境中的主流開發(fā)方法,關(guān)系數(shù)據(jù)庫是企業(yè)級應(yīng)用環(huán)境中永久存放數(shù)據(jù)的主流數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。對象和關(guān)系數(shù)據(jù)是業(yè)務(wù)實(shí)體的兩種表現(xiàn)形式,業(yè)務(wù)實(shí)體在內(nèi)存中表現(xiàn)為對象,在數(shù)據(jù)庫中表現(xiàn)為關(guān)系數(shù)據(jù)。內(nèi)存中的對象之間存在關(guān)聯(lián)和繼承關(guān)系,而在數(shù)據(jù)庫中,關(guān)系數(shù)據(jù)無法直接表達(dá)多對多關(guān)聯(lián)和繼承關(guān)系。因此,對象-關(guān)系映射(ORM)系統(tǒng)一般以中間件的形式存在,主要實(shí)現(xiàn)程序?qū)ο蟮疥P(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的映射。
面向?qū)ο笫菑能浖こ袒驹瓌t(如耦合、聚合、封裝)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,而關(guān)系數(shù)據(jù)庫則是從數(shù)學(xué)理論發(fā)展而來的,兩套理論存在顯著的區(qū)別。為了解決這個不匹配的現(xiàn)象,對象關(guān)系映射技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
讓我們從O/R開始。字母O起源于"對象"(Object),而R則來自于"關(guān)系"(Relational)。幾乎所有的程序里面,都存在對象和關(guān)系數(shù)據(jù)庫。在業(yè)務(wù)邏輯層和用戶界面層中,我們是面向?qū)ο蟮摹.?dāng)對象信息發(fā)生變化的時候,我們需要把對象的信息保存在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中。
當(dāng)你開發(fā)一個應(yīng)用程序的時候(不使用O/R Mapping),你可能會寫不少數(shù)據(jù)訪問層的代碼,用來從數(shù)據(jù)庫保存,刪除,讀取對象信息,等等。你在DAL中寫了很多的方法來讀取對象數(shù)據(jù),改變狀態(tài)對象等等任務(wù)。而這些代碼寫起來總是重復(fù)的。
如果打開你最近的程序,看看DAL代碼,你肯定會看到很多近似的通用的模式。我們以保存對象的方法為例,你傳入一個對象,為SqlCommand對象添加SqlParameter,把所有屬性和對象對應(yīng),設(shè)置SqlCommand的CommandText屬性為存儲過程,然后運(yùn)行SqlCommand。對于每個對象都要重復(fù)的寫這些代碼。
除此之外,還有更好的辦法嗎?有,引入一個O/R Mapping。實(shí)質(zhì)上,一個O/R Mapping會為你生成DAL。與其自己寫DAL代碼,不如用O/R Mapping。你用O/R Mapping保存,刪除,讀取對象,O/R Mapping負(fù)責(zé)生成SQL,你只需要關(guān)心對象就好。
對象關(guān)系映射成功運(yùn)用在不同的面向?qū)ο蟪志脤赢a(chǎn)品中,如:Torque,OJB,Hibernate,TopLink,Castor JDO, TJDO 等。
一般的ORM包括以下四部分:
一個對持久類對象進(jìn)行CRUD操作的API;
一個語言或API用來規(guī)定與類和類屬性相關(guān)的查詢;
一個規(guī)定mapping metadata的工具;
一種技術(shù)可以讓ORM的實(shí)現(xiàn)同事務(wù)對象一起進(jìn)行dirty checking, lazy association fetching以及其他的優(yōu)化操作。
一、目前流行的 ORM 產(chǎn)品
目前眾多廠商和開源社區(qū)都提供了持久層框架的實(shí)現(xiàn),常見的有:
Apache OJB (http://db.apache.org/ojb/)
Cayenne (http://objectstyle.org/cayenne/)
Jaxor (http://jaxor.sourceforge.net)
Hibernate (http://www.hibernate.org)
iBatis (http://www.ibatis.com)
jRelationalFramework (http://ijf.sourceforge.net)
mirage (http://itor.cq2.org/en/oss/mirage/toon)
SMYLE (http://www.drjava.de/smyle)
TopLink (http://otn.oracle.com/products/ias/toplink/index.html)
其中 TopLink 是 Oracle 的商業(yè)產(chǎn)品,其他均為開源項目。
其中 Hibernate 的輕量級 ORM 模型逐步確立了在 Java ORM 架構(gòu)中領(lǐng)導(dǎo)地位,甚至取代復(fù)雜而又繁瑣的 EJB 模型而成為事實(shí)上的 Java ORM 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。而且其中的許多設(shè)計均被 J2EE 標(biāo)準(zhǔn)組織吸納而成為最新 EJB 3.0 規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn),這也是開源項目影響工業(yè)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的有力見證。
二、對象-關(guān)系映射模式
從《公共倉庫元模型:開發(fā)指南》一書第8章CWM元倉庫中摘錄出來的內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)了公共倉庫元模型(CWM)的UML圖到Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫的映射,是一種將對象層次結(jié)構(gòu)映射成關(guān)系型結(jié)構(gòu)的方法。個人認(rèn)為可以作為將本體(Ontology)文件存儲到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中的一種可借鑒方法。
基本情況:公共倉庫元模型(CWM)是對象管理組織(OMG)的一種和數(shù)據(jù)倉庫相關(guān)的元模型標(biāo)準(zhǔn),采用UML表示的對象層次結(jié)構(gòu),在保存到數(shù)據(jù)庫中時由于面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫技術(shù)的不完善(理論研究和商業(yè)應(yīng)用都不是主流),所以該書的作者傾向于使用成熟的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫來保存-這也是存儲本體時所遇到的問題。
采用方法:將UML模型中的各種元素通過轉(zhuǎn)換,保存為數(shù)據(jù)庫模式。由于CWM是一種元模型,因此模型的實(shí)例也是一種模型,將這種實(shí)例以數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的形式保存。使用數(shù)據(jù)庫中比較成熟的存儲過程技術(shù)提高開發(fā)和執(zhí)行效率。
1、數(shù)據(jù)類型映射模式
1.1簡單數(shù)據(jù)類型模式:建立UML和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中簡單數(shù)據(jù)類型的映射表以指導(dǎo)映射。
1.2枚舉數(shù)據(jù)類型模式:每種枚舉類型對應(yīng)一個表,只有一個列(_EnumLiteral)表示枚舉值。
1.3基于類的數(shù)據(jù)類型模式:使用外鍵約束,將基礎(chǔ)列與基于類的類型實(shí)例相關(guān)聯(lián)。
2、類映射模型
每個類對應(yīng)一個表。單值屬性、多值屬性、繼承關(guān)系可以用下述方法映射,而引用屬性將在關(guān)聯(lián)映射模式中提到。
2.1單值屬性模式:是cardinality的上界為1的屬性,映射到類所對應(yīng)的表的列上。若其下界也為1(必須有的屬性),列屬性為NOT NULL。
2.2多值屬性模式:每個多值屬性映射成一個獨(dú)立的表,使用外鍵連接到類所對應(yīng)的表上。
2.3繼承模式:每加入一個類的實(shí)例時,根據(jù)其繼承關(guān)系自頂向下生成每個類的對象,這些對象具有相同的ID(根對象對應(yīng)記錄的主鍵)。刪除對象實(shí)例時,自底向上刪除數(shù)據(jù)。遇到從中間刪的情況怎么辦?多重繼承怎么處理?(金龍飛)
3、關(guān)聯(lián)映射模式
3.1一對一關(guān)聯(lián)模式:在關(guān)聯(lián)兩端各加一列。
3.2一對多關(guān)聯(lián)模式:和3.1一樣。如果多這端是有序的,還需加入一列表示序號。
3.3多對多關(guān)聯(lián)模式:將關(guān)聯(lián)單獨(dú)作一個表。
3.4組合關(guān)聯(lián)模式:注意級聯(lián)式刪除。
3.5反演關(guān)聯(lián)模式:關(guān)聯(lián)兩端指向相關(guān)的類型,和普通關(guān)聯(lián)一樣。
3.6成對關(guān)聯(lián)模式:關(guān)聯(lián)記錄兩個類間的關(guān)系,用交集類表示關(guān)聯(lián),表示成一個單獨(dú)的表,每個關(guān)聯(lián)對應(yīng)一個表,用外鍵表示它們間的關(guān)系。
3.7關(guān)聯(lián)上的OCL需要分析成對應(yīng)的存儲過程代碼。
3.8保證關(guān)聯(lián)的cardinality也需要分析成對應(yīng)的存儲過程代碼。
4、引用映射模式
在UML中不存在的MOF特征,指屬性是聲明為引用類型的實(shí)例。用存儲過程實(shí)現(xiàn)。
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