对象/关系映射— Hibernate

对象/关系映射—Hibernate 作者：钱安川（ Moxie） • 学员要求：熟悉Java、SQL、JDBC，掌握面向对象的开发方法，并有实际项目开发经验 • 课程目标：理解O/R Mapping原理，掌握Hibernate开发的相关知识，并能使用Hibernate进行实际项目开发 Email:achqian@yahoo.com.cn

目录一、持久化层－O/R Mapping 二、Hibernate入门三、Hibernate映射申明（Mapping declaration）四、持久化对象的状态和生命周期五、Hibernate查询六、Hibernate最佳实践

一、持久化层－O/R Mapping 基于B/S的典型三层架构 • 如何分层？ • 业务逻辑层和持久化层绝不要依赖于展现层。 • 使用假设法测试。例子：1、一个显示课程考试分数的列表。现在要将不及格的分数用红色字体显示（低于60分）。 2、搜索。

如何进行对象－关系数据库的匹配 public class User { private String name; private String password; private List address; ……… } create table tbl_user ( name varchar(255) not null , password varchar(255), ………. primary key (name) ) • 如何进行对象－关系数据库的匹配？

对象—关系数据库的不匹配范式 • 粒度（granularity）的问题 • 子类型（subtypes）的问题 • 同一性（identity）的问题 • 与关联（associations）有关的问题 • 对象结构导航(navigation)的问题 • 范式不匹配的代价 • 花费很多时间和精力来手工实现对象和关系的匹配。 • 甚至要扭曲对象模型直到它与下层的关系技术匹配为止。 • JDBC API本身的问题。JDBC和SQL提供了一个面向语句（即命令）的方法从SQL数据库中来回移动数据。至少在三个时刻（Insert，Update，Select）必须指定一个结构化关系，这增加了设计和实现所需要的时间。

基于关系数据库的持久层可选方案

什么是O/R Mapping? 对象-关系映射是一门非常实用的工程技术，它实现了Java应用中的对象到关系数据库中的表的自动的（和透明的）持久化，使用元数据（meta data）描述对象与数据库间的映射。 O/R Mapping的优点提高生产率（Productivity）可维护性（Maintainability）更好性能（Performance）厂商独立性（Vendor independence） O/R Mapping -What? Why?

二、Hibernate入门 • Hibernate概述 Hibernate是非常优秀、成熟的O/R Mapping框架。它提供了强大的对象和关系数据库映射以及查询功能。 • Hibernate优势 • 开源(LGPL) • 成熟 • 流行(约13 000 downloads/month) • 自定义API • JBoss 将用Hibernate3实现Entity Beans

Hibernate开发步骤 一、持久化类的设计二、持久化类和关系数据库的映射三、应用的开发

持久化Java类必须遵循的原则 • 为类的持久化类字段申明访问方法（get/set）。Hibernate对JavaBeans风格的属性实行持久化。 • 实现一个默认的构造方法（constructor）。这样的话Hibernate就可以使用Constructor.newInstance()来实例化它们。 • 如果是集合类型的属性，它的类型必须定义为集合的接口。例如：List、Set。 • 提供一个标识属性（identifier property）。如果没有该属性，一些功能不起作用，比如：级联更新（Cascaded updates）Session.saveOrUpdate()。

持久化类和关系数据库的映射 Middlegen:从数据库中已有的表结构中生成Hibernate映射文件。当前版本是2.1可以去http://boss.bekk.no/boss/middlegen下载。 XDoclet：它通过在Java源代码中加入特定的JavaDoc tag，从而为其添加特定的附加语义，之后通过XDoclet工具对代码中JavaDoc Tag进行分析，自动生成与代码对应的配置文件（http://xdoclet.sourceforge.net/）。 XDoclet提供了对Hibernate的支持，这样我们可以直接由Java代码生成Hibernate映射文件。

Hibernate核心接口

Configuration • 概述：Configuration 类负责管理Hibernate 的配置信息。它包括如下内容： • Hibernate运行的底层信息：数据库的URL、用户名、密码、JDBC驱动类，数据库Dialect,数据库连接池等。 • Hibernate映射文件（*.hbm.xml）。 • Hibernate配置的两种方法： • 属性文件（hibernate.properties）。调用代码：Configuration cfg = new Configuration(); • Xml文件（hibernate.cfg.xml）。调用代码：Configuration cfg = new Configuration().configure();

Configuration－例子 • 数据库连接的配置 hibernate.dialect net.sf.hibernate.dialect.MySQLDialect hibernate.connection.driver_class com.mysql.jdbc.Driver hibernate.connection.url jdbc:mysql://localhost/hibernate hibernate.connection.username root hibernate.connection.password • 数据库连接池的配置－DBCP（App Server连接池首选） hibernate.connection.provider_class net.sf.hibernate.connection.DBCPConnectionProvider 配置DBCP连接池 • 其它 hibernate.show_sql true hibernate.jdbc.fetch_size 50 hibernate.jdbc.batch_size 25

SessionFactory • 概述：应用程序从SessionFactory（会话工厂）里获得Session(会话)实例。它在多个应用线程间进行共享。通常情况下，整个应用只有唯一的一个会话工厂——例如在应用初始化时被创建。然而，如果你使用Hibernate访问多个数据库，你需要对每一个数据库使用一个会话工厂。会话工厂缓存了生成的SQL语句和Hibernate在运行时使用的映射元数据。 • 调用代码： SessionFactory sessionFactory = cfg.buildSessionFactory();

Session(会话) • 概述： • Session不是线程安全的，它代表与数据库之间的一次操作，它的概念介于Connection和Transaction之间。 • Session也称为持久化管理器，因为它是与持久化有关的操作接口。 • Session通过SessionFactory打开，在所有的工作完成后，需要关闭。 • 它与Web层的HttpSession没有任何关系。 • 调用代码 Session session = sessionFactory.openSession();

Transaction(事务) • 概述：它将应用代码从底层的事务实现中抽象出来——这可能是一个JDBC事务，一个JTA用户事务或者甚至是一个公共对象请求代理结构（CORBA）——允许应用通过一组一致的API控制事务边界。这有助于保持Hibernate应用在不同类型的执行环境或容器中的可移植性。 • 调用代码： Transaction tx = session.beginTransaction(); • 注：使用Hibernate进行操作时（增、删、改）必须显示的调用Transaction（默认：autoCommit=false）。

Query • 概述： Query（查询）接口允许你在数据库上执行查询并控制查询如何执行。查询语句使用HQL或者本地数据库的SQL方言编写。 • 调用代码： Query query = session.createQuery(“from User”);

用户的例子 映射文件－User.hbm.xml <hibernate-mapping> <class name="com.test.um.User" table="TBL_USER"> <id name="id" column="ID"> <generator class="native"/> </id> <property name="name" column="NAME"/> <property name="birthday" column="BIRTHDAY"/> <property name="email" column="EMAIL"/> </class> </hibernate-mapping> 持久化类－User.java public class User { private Long id; private String name; private Date birthday; private String email; public User(){ } public User(String name,Date birthday,String email){ .....…Get/Set }

应用－UserTest.java public void testCreate() throws Exception{ Configuration cfg = new Configuration(); cfg.addURL(UserTest.class.getResource("/com/test/um/User.hbm.xml")); SessionFactory sessionFactory = cfg.buildSessionFactory(); Session session = sessionFactory.openSession(); Transaction tx = session.beginTransaction(); SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-mm-dd"); User user = new User("Jack",format.parse("1980-04-12"),"Jack@yahoo.com.cn"); session.save(user); tx.commit(); assertNotNull(user.getId()); session.clear(); User user_2 = (User)session.get(User.class,user.getId()); assertNotNull(user_2); session.close(); }

应用－UserTest.java 保存用户：session.save(user); 修改用户：session.update(user); 保存或修改用户:session.saveOrUpdate(user); 删除用户：session.delete(user); 删除所有用户：session.delete(“from User ”); 查询用户名为“test”的用户： Query query = session.createQuery("from User where user.name = :name"); query.setParameter(“test",user.getName()); User findUser = (User) query.list().get(0);

三、Hibernate映射申明（Mapping declaration） hibernate-mapping 一、类层次。class 1、主键。id 2、基本类型。property 3、自定义类。many-to-one | one-to-one 4、集合。set | list | map | array 4.1、one-to-many 4.2、many-to-many 5、子类。subclass | joined-subclass 6、其它。component | any等二、查询语句。Query 说明：一个Hibernate-mapping中可以同时定义多个类。Query非常简单，主要是用来放置查询语句，便于对数据库查询的统一管理和优化。

hibernate-mapping <hibernate-mapping schema="schemaName" (1) default-cascade="none|save-update" (2) auto-import="true|false" (3) package="package.name" (4) /> （1）、schema(可选)：数据库Schema Name （2）、default-cascade（可选，默认为none）：默认的级联风格（3）、auto-import(可选，默认为true)：是否在查询中只使用类名。不用加package名字。（4）、package(可选)，如果该映射文件中定义的类名不包含package，则使用这里定义的package作为类名的前缀。

一、类层次class <class name="ClassName" (1) table="tableName" (2) mutable="true|false" (3) dynamic-update="true|false" (4) dynamic-insert="true|false" (5) select-before-update="true|false" (6) where="arbitrary sql where condition" (7) persister="PersisterClass" (8) />

1、主键-id <id name="propertyName" (1) type="typename" (2) column="column_name" (3) unsaved-value="any|none|null|id_value" (4) <generator class="generatorClass"/> </id> (1)、name (可选)：标识属性的名称。 (2)、type(可选)：标识Hibernate类型的名字。 (3)、column(可选－默认为属性名)：对应数据库表的主键字段的名字。 (4)、unsaved-value(可选－默认为null)：这个值用来判断对象是否要保存。

1.1主键生成策略generator • generator 主键生成器，每个主键都必须定义相应的主键生成策略。它用来为持久化类实例生成唯一的标识。 • Hibernate内置的主键生成策略 • 数据库提供的主键生成机制。identity、sequence（序列）。 • 外部程序提供的主键生成机制。increment （递增），hilo（高低位），seqhilo（使用序列的高低位），uuid.hex(使用了IP地址+JVM的启动时间（精确到1/4秒）+系统时间+一个计数器值（在JVM中唯一） )，uuid.string。 • 其它。native（本地），assigned（手工指定），foreign（外部引用）。

2、基本类型－property <property name="propertyName" (1) column="column_name" (2) type="typename" (3) update="true|false" (4) insert="true|false" (4) formula="arbitrary SQL expression" (5) /> (4) update, insert (可选 - 默认为true) :表明在用于UPDATE 和/或INSERT的SQL语句中是否包含这个字段。 (5) formula (可选): 一个SQL表达式，定义了这个计算（computed）属性的值。计算属性没有和它对应的数据库字段。

3.1、自定义类－many-to-one <many-to-one name="propertyName" (1) column="column_name" (2) class="ClassName" (3) cascade="all|none|save-update|delete" (4) outer-join="true|false|auto" (5) property-ref="propertyNameFromAssociatedClass" (7) /> (3) class (可选 - 默认是通过反射得到属性类型): 关联的类的名字。 (4) cascade（级联） (可选): 指明哪些操作会从父对象级联到关联的对象。 (5) outer-join（外连接） (可选 - 默认为自动) hibernate.use_outer_join (7) property-ref: (可选) 指定关联类的一个属性，这个属性将会和本外相对应。

例子:User-Group <class name=" com.test.hibernate .User" table="TBL_USER"> <id name="id" column="userId"><generator class="native"/></id> <many-to-one name=“group” column=“groupId” outer-join="false"/> </class> <class name=" com.test.hibernate .Group" table="TBL_GROUP"> <id name="id" column="groupId"><generator class="native"/></id> </class>

3.2、自定义类－one-to-one • 一对一关联：主键关联和惟一外键关联两种方式。例子：User-IdCard(外键关联) <class name=" com.test.hibernate .User" table="TBL_USER"> <id name="id" column="userId"><generator class="native"/></id> <many-to-one name=“idCard” column=“idCardId” outer-join="false“ unique=“true”/> </class> <class name="com.test.hibernate.IdCard" table="TBL_IDCARD"> <id name="id" column="idCardId"><generator class="native"/></id> </class>

(1) name 集合属性的名称 (2) table （可选）目标关联数据库表 (3) lazy (可选——默认为false)允许延迟加载（lazy initialization ） (4) inverse (可选——默认为false) 标记有哪一方来维护关联关系（双向关联中使用）。 (5) cascade (可选——默认为none) 让操作级联到子实体 (6) order-by (可选, 仅用于jdk1.4) 指定表的字段(一个或几个)再加上asc或者desc(可选), 定义Map,Set和Bag的迭代顺序 (7) where (可选) 指定任意的SQL where条件 (8) outer-join(可选-默认为auto)是否使用外联接

4.1、one-to-many • 概念：一对多关联直接连接两个类对应的表,而没有中间集合表。(实现了一个一对多的关系模型，例如：User-Address) • 这里的Java集合必须满足下面的语义： • map,set或list中不能包含null值 • 一个被包含的实体的实例只能被包含在一个集合的实例中 <one-to-many class="ClassName"/> (1) class(必须):被关联类的名称。

例子(one-to-many)：User-Address <class name="com.test.hibernate.User" table="TBL_USER"> <id name="id" column="userId"><generator class="native"/></id> <set name="addresses" lazy="true" cascade="all"> <key column="addressId"/> <one-to-many class="com.test.hibernate.Address"/> </set> </class> <class name="com.test.hibernate.Address" table="TBL_ADDRESS"> <id name="id" column="addressId"> <generator class="native"/></id> </class>

4.2、many-to-many <many-to-many column="column_name" (1) class="ClassName" (2) outer-join="true|false|auto" (3) /> (1) column(必需): 中间映射表中，关联目标表的关联字段 (2) class (必需): 类名，关联目标类 (3) outer-join (可选 - 默认为auto) <key column="column_name"/> (1) (1) column(必需):当前表的关联字段

例子(many to many)：student-trainClass <class name="com.test.hibernate.Student"> <id name="id" column="userId"><generator class="native"/></id> <set name="trainClasses" lazy="true" cascade="save-update"> <key column="studentId"/> <many-to-many class="com.test.hibernate.TrainClass" column="trainClassId"/> </set> </class> <class name="com.test.hibernate.TrainClass" table="TBL_TRAIN_CLASS"> <id name="id" column="trainClassId"><generator class="native"/></id> </class>

5、继承 • 继承实现的三中策略 • 单表继承。每棵类继承树使用一个表(table per class hierarchy) • 具体表继承。每个子类一个表(table per subclass) • 类表继承。每个具体类一个表(table per concrete class)（有一些限制） • 单表继承 <discriminator column="discriminator_column" (1) type="discriminator_type" (2) /> <subclass>

例子(继承)：user-student <class name="com.test.hibernate.User" table="TBL_USER"> <id name="id" column="userId"> <generator class="native"/> </id> <discriminator type="string" column="inherit"/> <subclass name="com.test.hibernate.Student"> <property name="number" column="studentNumber"/> </subclass> </class>

双向关联 • 概念：双向关联允许通过关联的任一端访问另外一端。在Hibernate中, 支持两种类型的双向关联。 • 一对多（one-to-many），Set或者bag值在一端, 单独值(非集合)在另外一端。 • 多对多（many-to-many），两端都是set或bag值。

例子(双向关联)：group-user <class name="com.test.hibernate.Group" table="TBL_GROUP"> <id name="id" column="groupId"><generator class="native“></id> <set name="users" lazy="true" cascade="save-update" inverse="true"> <key column="groupId"/> <one-to-many class="com.test.hibernate.User"/> </set> </class> <class name="com.test.hibernate.User" table="TBL_USER"> <id name="id" column="userId"><generator class="native"/></id> <many-to-one name="group" column="groupId" outer-join="false"/> </class>

例子：从Java代码看group-user双向关联的inverse • 概念：inverse用来标识双向关联的关联关系由哪一端维护。默认inverse的值为false，由主动方负责维护关联关系；如果设为true，则由反向一端维护关联关系。 • 用例：我们假设已经有一个Group类的实例：adminGroup，现在我们要新增一个用户，并且将用户分配到adminGroup中。 • inverse=“false”，由主动方Group负责维护group-user的关联关系. User user = new User(“Jak”); adminGroup.getUsers.add(user); session.save(user); session.update(group); • inverse=“true”，由Group的反向段User负责维护关联关系。 User user = new User(“Jak”); user .setGroup(adminGroup); session.save(user);

四、持久化对象的状态 • 瞬时对象(Transient Objects)：使用new 操作符初始化的对象不是立刻就持久的。它们的状态是瞬时的，也就是说它们没有任何跟数据库表相关联的行为，只要应用不再引用这些对象（不再被任何其它对象所引用），它们的状态将会丢失，并由垃圾回收机制回收。 • 持久化对(Persist Objects)：持久实例是任何具有数据库标识的实例。它有持久化管理器Session统一管理，持久实例是在事务中进行操作的——它们的状态在事务结束时同数据库进行同步。当事务提交时，通过执行SQL的INSERT、UPDATE和DELETE语句把内存中的状态同步到数据库中。 • 离线对象(Detached Objects)：Session关闭之后，持久化对象就变为离线对象。离线表示这个对象不能再与数据库保持同步，它们不再受Hibernate管理。

持久化对象的生命周期（lifecycle）

Hibernate脏数据字段捡入 • 检索一个用户，并将它的用户名更改为“Mary” Session session = sessionFactory.openSession(); Transaction tx = session.beginTransaction(); User user = (User) session.get(User.class, userId); user.setName("Mary"); tx.commit(); session.close();

持久化对象必须唯一 • 一个Session中不能同时存在两个ID相同的持久化对象例如：id为userId的user_1对象已经存在Session中，这时如果Session中试图产生一个user_2对象！！ Session session = sessionFactory.openSession(); Transaction tx = session.beginTransaction(); User user_1 = (User)session.get(User.class,userId); User user_2 = new User(userId,”Mary”); session.update(user_2); 最后将会产生异常：net.sf.hibernate.NonUniqueObjectException: a different object with the same identifier value was already associated with the session 解决办法：使用evict ()方法将user_1实例从session中去除。session.evict(user_1);

五、Hibernate查询 • 概述：数据查询与检索是Hibernate中的一个亮点。相对其他ORM实现而言，Hibernate提供了灵活多样的查询机制。 • 标准化对象查询(Criteria Query)：以对象的方式进行查询，将查询语句封装为对象操作。优点：可读性好，符合Java 程序员的编码习惯。缺点：不够成熟，不支持投影（projection）或统计函数（aggregation） • Hibernate语言查询（Hibernate Query Language，HQL）：它是完全面向对象的查询语句，查询功能非常强大，具备继承、多态和关联等特性。Hibernate官方推荐使用HQL进行查询。 • Native SQL Queries（原生SQL查询）：直接使用数据库提供的SQL方言进行查询。

例子：标准化对象查询(Criteria Query) • 简单例子：查询用户名以“J”开头的所有用户。 Criteria criteria = session.createCriteria(User.class); criteria.add(Expression.like("name","J%")); List users = criteria.list();

Hibernate语言查询（Hibernate Query Language，HQL） • HQL用面向对象的方式生成SQL • 以类和属性来代替表和数据列 • 支持多态 • 支持各种关联 • 减少了SQL的冗余 • HQL支持所有的关系数据库操作 • 连接（joins,包括Inner/outer/full joins），笛卡尔积(cartesian products) • 投影（projection） • 聚合（Aggregation，max, avg）和分组（group） • 排序（Ordering） • 子查询（Subqueries） • SQL函数（SQL function calls）

例子： Hibernate语言查询（Hibernate Query Language，HQL） • 简单例子：查询用户名以“J”开头的所有用户。 Query query = session.createQuery( "from User user where user.name like 'J%'"); List users = query.list(); • 复杂例子：从User和Group中查找属于“admin”组的所有用户。 Query query = session.createQuery( “from User user where user.group.name=‘admin’”); 如果用传统的SQL则查询语句如下： select user.userId as userId, user.name as name, user.groupId as groupId, user.idCardId as idCardId from TBL_USER user, TBL_GROUP group where (group.groupName='admin' and user.groupId=group.groupId)

对象/关系映射— Hibernate