學(xué)習(xí)筆記之什么是持久化和對象關(guān)系映射ORM技術(shù)
by Naven at 2005-09-19

何謂“持久化”
持久（Persistence），即把數(shù)據(jù)（如內(nèi)存中的對象）保存到可永久保存的存儲設(shè)備中（如磁盤）。持久化的主要應(yīng)用是將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)存儲在關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)然也可以存儲在磁盤文件中、XML數(shù)據(jù)文件中等等。

何謂“持久層”
持久層（Persistence Layer），即專注于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)持久化應(yīng)用領(lǐng)域的某個(gè)特定系統(tǒng)的一個(gè)邏輯層面，將數(shù)據(jù)使用者和數(shù)據(jù)實(shí)體相關(guān)聯(lián)。

何謂“對象數(shù)據(jù)映射（ORM）”
ORM-Object/Relational Mapper，即“對象-關(guān)系型數(shù)據(jù)映射組件”。對于O/R，即 Object（對象）和 Relational（關(guān)系型數(shù)據(jù)），表示必須同時(shí)使用面向?qū)ο蠛完P(guān)系型數(shù)據(jù)進(jìn)行開發(fā)。

備注：建模領(lǐng)域中的 ORM 為 Object/Role Modeling（對象角色建模）。另外這里是“O/R Mapper”而非“O/R Mapping”。相對來講，O/R Mapping 描述的是一種設(shè)計(jì)思想或者實(shí)現(xiàn)機(jī)制，而 O/R Mapper指以O(shè)/R原理設(shè)計(jì)的持久化框架（Framework），包括 O/R機(jī)制還有 SQL自生成，事務(wù)處理，Cache管理等。

除了 ORM 技術(shù)，還有以下幾種持久化技術(shù)

主動域?qū)ο竽Ｊ?BR>它是在實(shí)現(xiàn)中封裝了關(guān)系數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)訪問細(xì)節(jié)的一種形式。在 J2EE 架構(gòu)中，EJB 組件分為會話 EJB 和實(shí)體 EJB。會話 EJB 通常實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯，而實(shí)體 EJB 表示業(yè)務(wù)實(shí)體。實(shí)體 EJB 又分為兩種：由 EJB 本身管理持久化，即 BMP（Bean-Managed Persistence）；有 EJB 容器管理持久化，即 CMP（Container-Managed Persistence）。BM P就是主動域?qū)ο竽Ｊ降囊粋€(gè)例子，BMP 表示由實(shí)體 EJB 自身管理數(shù)據(jù)訪問細(xì)節(jié)。
主動域?qū)ο蟊旧砦挥跇I(yè)務(wù)邏輯層，因此采用主動域?qū)ο竽Ｊ綍r(shí)，整個(gè)應(yīng)用仍然是三層應(yīng)用結(jié)構(gòu)，并沒有從業(yè)務(wù)邏輯層分離出獨(dú)立的持久化層。

JDO 模式
Java Data Objects（JDO）是 SUN 公司制定的描述對象持久化語義的標(biāo)準(zhǔn)API。嚴(yán)格的說，JDO 并不是對象-關(guān)系映射接口，因?yàn)樗С职褜ο蟪志没饺我庖环N存儲系統(tǒng)中，包括 關(guān)系數(shù)據(jù)庫、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫、基于 XML 的數(shù)據(jù)庫，以及其他專有存儲系統(tǒng)。由于關(guān)系數(shù)據(jù)庫是目前最流行的存儲系統(tǒng)，許多 JDO 的實(shí)現(xiàn)都包含了對象-關(guān)系映射服務(wù)。

CMP 模式
在 J2EE 架構(gòu)中，CMP（Container-Managed Persistence）表示由 EJB 容器來管理實(shí)體 EJB 的持久化，EJB 容器封裝了對象-關(guān)系的映射及數(shù)據(jù)訪問細(xì)節(jié)。CMP 和 ORM 的相似之處在于，兩者都提供對象-關(guān)系映射服務(wù)，都把對象持久化的任務(wù)從業(yè)務(wù)邏輯中分離出來。區(qū)別在于 CMP 負(fù)責(zé)持久化實(shí)體 EJB 組件，而 ORM 負(fù)責(zé)持久化 POJO，它是普通的基于 Java Bean 形式的實(shí)體域?qū)ο蟆?/P>

一般把基于 Java Bean 形式的實(shí)體域?qū)ο蠓Q為 POJO（Plain Old Java Object），意為又普通又古老的 Java 對象的意思。隨著各種 ORM 映射工具的日趨成熟和流行，POJO有重現(xiàn)光彩，它和基于 CMP 的實(shí)體 EJB 相比，即簡單又具有很高的可移植性，因此聯(lián)合使用 ORM 映射工具和 POJO，已經(jīng)成為一種越來越受歡迎的且用來取代 CMP 的持久化方案。POJO 的缺點(diǎn)就是無法做遠(yuǎn)程調(diào)用，不支持分布式計(jì)算。

為什么要做持久化和ORM設(shè)計(jì)

在目前的企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，MVC，即 Model（模型）- View（視圖）- Control（控制）為主要的系統(tǒng)架構(gòu)模式。MVC 中的 Model 包含了復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)邏輯，以及數(shù)據(jù)存取機(jī)制（如 JDBC的連接、SQL生成和Statement創(chuàng)建、還有ResultSet結(jié)果集的讀取等）等。將這些復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)邏輯分離，以將系統(tǒng)的緊耦合關(guān)系轉(zhuǎn)化為松耦合關(guān)系（即解耦合），是降低系統(tǒng)耦合度迫切要做的，也是持久化要做的工作。MVC 模式實(shí)現(xiàn)了架構(gòu)上將表現(xiàn)層（即View）和數(shù)據(jù)處理層（即Model）分離的解耦合，而持久化的設(shè)計(jì)則實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理層內(nèi)部的業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)邏輯分離的解耦合。而 ORM 作為持久化設(shè)計(jì)中的最重要也最復(fù)雜的技術(shù)，也是目前業(yè)界熱點(diǎn)技術(shù)。

簡單來說，按通常的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使用 JDBC 操作數(shù)據(jù)庫，業(yè)務(wù)處理邏輯和數(shù)據(jù)存取邏輯是混雜在一起的。
一般基本都是如下幾個(gè)步驟：
1、建立數(shù)據(jù)庫連接，獲得 Connection 對象。
2、根據(jù)用戶的輸入組裝查詢 SQL 語句。
3、根據(jù) SQL 語句建立 Statement 對象 或者 PreparedStatement 對象。
4、用 Connection 對象執(zhí)行 SQL語句，獲得結(jié)果集 ResultSet 對象。
5、然后一條一條讀取結(jié)果集 ResultSet 對象中的數(shù)據(jù)。
6、根據(jù)讀取到的數(shù)據(jù)，按特定的業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行計(jì)算。
7、根據(jù)計(jì)算得到的結(jié)果再組裝更新 SQL 語句。
8、再使用 Connection 對象執(zhí)行更新 SQL 語句，以更新數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。
7、最后依次關(guān)閉各個(gè) Statement 對象和 Connection 對象。

由上可看出代碼邏輯非常復(fù)雜，這還不包括某條語句執(zhí)行失敗的處理邏輯。其中的業(yè)務(wù)處理邏輯和數(shù)據(jù)存取邏輯完全混雜在一塊。而一個(gè)完整的系統(tǒng)要包含成千上萬個(gè)這樣重復(fù)的而又混雜的處理過程，假如要對其中某些業(yè)務(wù)邏輯或者一些相關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)流程做修改，要改動的代碼量將不可想象。另一方面，假如要換數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品或者運(yùn)行環(huán)境也可能是個(gè)不可能完成的任務(wù)。而用戶的運(yùn)行環(huán)境和要求卻千差萬別，我們不可能為每一個(gè)用戶每一種運(yùn)行環(huán)境設(shè)計(jì)一套一樣的系統(tǒng)。
所以就要將一樣的處理代碼即業(yè)務(wù)邏輯和可能不一樣的處理即數(shù)據(jù)存取邏輯分離開來，另一方面，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)基本都是以一行行的數(shù)據(jù)進(jìn)行存取的，而程序運(yùn)行卻是一個(gè)個(gè)對象進(jìn)行處理，而目前大部分?jǐn)?shù)據(jù)庫驅(qū)動技術(shù)（如ADO.NET、JDBC、ODBC等等）均是以行集的結(jié)果集一條條進(jìn)行處理的。所以為解決這一困難，就出現(xiàn) ORM 這一個(gè)對象和數(shù)據(jù)之間映射技術(shù)。

舉例來說，比如要完成一個(gè)購物打折促銷的程序，用 ORM 思想將如下實(shí)現(xiàn)（引自《深入淺出Hibernate》）：
業(yè)務(wù)邏輯如下：
public Double calcAmount(String customerid, double amount)
{
    // 根據(jù)客戶ID獲得客戶記錄
    Customer customer = CustomerManager.getCustomer(custmerid);
    // 根據(jù)客戶等級獲得打折規(guī)則
    Promotion promotion = PromotionManager.getPromotion(customer.getLevel());
    // 累積客戶總消費(fèi)額，并保存累計(jì)結(jié)果
    customer.setSumAmount(customer.getSumAmount().add(amount);
    CustomerManager.save(customer);
    // 返回打折后的金額
    return amount.multiply(protomtion.getRatio());
}
這樣代碼就非常清晰了，而且與數(shù)據(jù)存取邏輯完全分離。設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)邏輯代碼的時(shí)候完全不需要考慮數(shù)據(jù)庫JDBC的那些千篇一律的操作，而將它交給 CustomerManager 和 PromotionManager 兩個(gè)類去完成。這就是一個(gè)簡單的 ORM 設(shè)計(jì)，實(shí)際的 ORM 實(shí)現(xiàn)框架比這個(gè)要復(fù)雜的多。

目前有哪些流行的 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(xiàng)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(jì)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(xiàng)目影響工業(yè)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的有力見證。

參考文獻(xiàn)：1、《深入淺出Hibernate》
         2、《精通Hibernate：Java對象持久化技術(shù)詳解》