Hibernate框架ORM的實(shí)現(xiàn)原理(資料)
1.什么是ORM
ORM的全稱是Object Relational Mapping，即對(duì)象關(guān)系映射。它的實(shí)現(xiàn)思想就是將關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中表的數(shù)據(jù)映射成為對(duì)象，以對(duì)象的形式展現(xiàn)，這樣開(kāi)發(fā)人員就可以把對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作轉(zhuǎn)化為對(duì)這些對(duì)象的操作。因此它的目的是為了方便開(kāi)發(fā)人員以面向?qū)ο蟮乃枷雭?lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作。
2．什么是Hibernate
對(duì)于Hibernate的稱呼有很多，比如工具、技術(shù)、框架以及解決方案等，這些都可以，重要的是大家要知道它的作用。在這里我習(xí)慣性稱它為框架，它是一種能實(shí)現(xiàn)ORM的框架。能實(shí)現(xiàn)ORM這個(gè)功能的框架有很多，Hibernate可以說(shuō)是這些框架中最流行、最受開(kāi)發(fā)者關(guān)注的，甚至連JBoss公司也把它吸收進(jìn)來(lái)，利用它在自己的項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)ORM功能。
3．ORM的實(shí)現(xiàn)原理
現(xiàn)在在Java領(lǐng)域大家對(duì)Hibernate的討論很多，比如它的優(yōu)缺點(diǎn)、如何應(yīng)用、錯(cuò)誤如何解決以及把它和Struts/Spring等框架相結(jié)合作為整個(gè)系統(tǒng)的解決方案。在這里我想和大家探討一些更深層次的話題，那就是Hibernate是如何實(shí)現(xiàn)ORM的功能？如果讓我們自己開(kāi)發(fā)一款實(shí)現(xiàn)ORM功能的框架需要怎么做？其實(shí)這些問(wèn)題就是圍繞著一個(gè)詞，那就是“映射”，如果我們知道如何實(shí)現(xiàn)這種映射那么我們也能夠開(kāi)發(fā)出自己的一款ORM框架。會(huì)使用Hibernate的開(kāi)發(fā)人員都知道，在使用它實(shí)現(xiàn)ORM功能的時(shí)候，主要的文件有：映射類（*.java）、映射文件（*.hbm.xml）以及數(shù)據(jù)庫(kù)配置文件（*.properties或*.cfg.xml），它們各自的作用如下。
⑴映射類：它的作用是描述數(shù)據(jù)庫(kù)表的結(jié)構(gòu)，表中的字段在類中被描述成屬性，將來(lái)就可以實(shí)現(xiàn)把表中的記錄映射成為該類的對(duì)象。
⑵映射文件：它的作用是指定數(shù)據(jù)庫(kù)表和映射類之間的關(guān)系，包括映射類和數(shù)據(jù)庫(kù)表的對(duì)應(yīng)關(guān)系、表字段和類屬性類型的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及表字段和類屬性名稱的對(duì)應(yīng)關(guān)系等。
⑶數(shù)據(jù)庫(kù)配置文件：它的作用是指定與數(shù)據(jù)庫(kù)連接時(shí)需要的連接信息，比如連接哪中數(shù)據(jù)庫(kù)、登錄用戶名、登錄密碼以及連接字符串等。
在這三種主要的文件中，映射類為普通Java源文件、映射文件為XML格式、數(shù)據(jù)庫(kù)配置文件為Properties格式或者是XML格式。想理解“映射”首先我們需要知道如何解析這三種文件，即解析XML格式文件、解析Properties格式文件和解析Java類文件。
下面我們來(lái)分別探討一下如何實(shí)現(xiàn)這些文件的解析。
⑴如何解析XML文件
前面我們說(shuō)過(guò)映射文件是XML格式，數(shù)據(jù)庫(kù)配置文件也可以是XML格式，因此如果能解析XML文件我們就可以獲取這兩個(gè)文件的信息。XML文件格式我簡(jiǎn)單做下介紹，比如<name sex=”male”>tom</name>這句就是一個(gè)XML格式的描述，name代表節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)必須有開(kāi)始標(biāo)記<name>和結(jié)束標(biāo)記</name>，在開(kāi)始標(biāo)記中我們可以添加一些屬性的聲明比如sex。解析XML的技術(shù)可以分為兩類那就是SAX和DOM，這兩種方式的差別和優(yōu)缺點(diǎn)大家可以上網(wǎng)查閱或者我們會(huì)在以后的文章中提出，請(qǐng)大家關(guān)注。實(shí)現(xiàn)解析XML文件的功能很方便，我們可以通過(guò)下載第三方的一些工具包如xml-apis.jar和xercesImpl.jar等，也可以使用JDK自帶的工具類DocumentBuilderFactory、DocumentBuilder、Document、Element等等，大家可以通過(guò)API文擋查閱這些類的說(shuō)明。通過(guò)這些類我們可以把XML文件的信息讀入內(nèi)存并通過(guò)類中的某些方法獲取指定節(jié)點(diǎn)的名字、值、屬性名、屬性值這些信息。
⑵解析Properties文件
數(shù)據(jù)庫(kù)配置文件可以是XML格式也可以是Properties格式，Properties文件一般采用“屬性名=屬性值”的形式描述信息。如果配置文件采用Properties文件描述，我們就需要想辦法解析這種類型的文件了。想解析Properties文件大家就需要熟悉Properties這個(gè)類了，這個(gè)類有一些常用方法比如，load()加載指定文件并讀取文件中的屬性信息，PropertyNames()返回所有屬性名，getProperty()返回指定屬性名的屬性值。通過(guò)解析Properties文件我們可以得到連接數(shù)據(jù)庫(kù)必要的信息，然后通過(guò)底層JDBC技術(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)建立連接。
⑶解析Java類文件
通過(guò)解析映射文件和數(shù)據(jù)庫(kù)配置文件我們可以建立數(shù)據(jù)庫(kù)的連接，可以得到映射類的名字、屬性名、數(shù)據(jù)庫(kù)表名、字段名以及類型等信息。要把數(shù)據(jù)庫(kù)中表的數(shù)據(jù)映射成為對(duì)象，首先需要把表中的記錄取出，然后將每個(gè)字段值給映射類對(duì)象的每個(gè)屬性，這個(gè)賦值過(guò)程要調(diào)用對(duì)象中的set方法。我們現(xiàn)在通過(guò)映射文件只知道類名和屬性名，如何根據(jù)類名和屬性名調(diào)用相應(yīng)的set和get方法，是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。在Java中有一種機(jī)制叫反射機(jī)制，使用這種機(jī)制我們可以得到類的信息，包括類只用的修飾符、方法、屬性、繼承的父類以及實(shí)現(xiàn)接口等信息。反射機(jī)制相關(guān)的類有Class、Field、Method以及Constructor等。通過(guò)Class的getFields()、getMethods()和getConstructors()方法得到相應(yīng)的屬性、方法和構(gòu)造方法。通過(guò)Field類的getName()、getType()和getModifiers()方法得到相應(yīng)的屬性名、屬性類型、屬性修飾符信息。通過(guò)Method類getReturnType()可以獲取方法的返回類型，invoke()方法可以根據(jù)給定的方法名和參數(shù)值執(zhí)行對(duì)象中對(duì)應(yīng)的方法。我們可以首先通過(guò)以上方法獲取類中的屬性名，然后拼寫(xiě)成setXXX和getXXX方法名，最后根據(jù)方法名執(zhí)行對(duì)應(yīng)的方法，將數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)加載到對(duì)象中。
此外要實(shí)現(xiàn)Hibernate機(jī)制還會(huì)涉及到一個(gè)技術(shù)點(diǎn)，那就是如何獲取數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)信息。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，就需要大家了解JDBC的DataBaseMetaData類和ResultSetMetaData類，通過(guò)這兩個(gè)類的方法我們就可以獲取數(shù)據(jù)庫(kù)表的字段名、類型、大小等相關(guān)信息。
在這里我只是給大家把實(shí)現(xiàn)ORM功能的一些關(guān)鍵技術(shù)提了出來(lái)，通過(guò)上面介紹大家對(duì)ORM機(jī)制應(yīng)該有個(gè)大概了解，比如通過(guò)解析數(shù)據(jù)庫(kù)配置文件獲取數(shù)據(jù)庫(kù)連接信息并建立連接，通過(guò)解析映射文件可以獲取映射類名、屬性名、表名以及字段名等信息，得到名字后通過(guò)反射機(jī)制可以得到映射類信息，調(diào)用構(gòu)造方法創(chuàng)建對(duì)象，調(diào)用每個(gè)屬性的set方法給對(duì)象設(shè)值完成數(shù)據(jù)的裝載。Hibernate就是采用這個(gè)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)ORM的，當(dāng)然Hibernate還使用了事務(wù)控制、緩存控制等很多技術(shù)
