Hibernate作为数据持久层的分析和研究

摘要 在Java技术中有许多方法可以对数据进行持久化，持久层也是Java应用程序中最重要的部分之一。本文在分析了3种持久层主流解决方案的基础上，介绍了O-R映射开源项目Hibernate，并介绍了在Web应用开发中怎样配置Hibernate的环境，并使用它建立一个应用。

关键字 hibernate，数据持久化，JDBC， EJB，JDO

数据持久层简介

J2EE的三层结构是指表示层（Presentation），业务逻辑层（Business Logic）以及基础架构层（Infrastructure），这样的划分非常经典，但是在实际的项目开发法中，开发者通常对三层结构进行扩展来满足一些项目的具体要求，一个最常用的扩展就是将三层体系扩展为五层体系，即表示层(Presentation),控制/中介层(Controller/Mediator)、领域层(Domain),数据持久层(Data Persistence)和数据源层(Data Source)。它其实是在三层架构中增加了两个中间层。控制/中介层位于表示层和领域层之间，数据持久层位于领域层和基础架构层之间。由于对象范例和关系范例这两大领域之间存在“阻抗不匹配”，所以把数据持久层单独作为J2EE体系的一个层提出来的原因就是能够在对象－关系数据库之间提供一个成功的企业级映射解决方案，尽最大可能弥补这两种范例之间的差异。

三种持久层主流解决方案

1、JDBC

许多开发者用JDBC进行数据库程序的开发。此中方式很多情况下都使用DAO模式，采用SQL进行查询。虽然用此方式可以使应用程序代码与具体的数据库厂商和数据库位置无关，不过JDBC是低级别的数据库访问方式，JDBC并不支持面向对象的数据库表示。JDBC数据库表示完全围绕关系数据库模型。在大型应用程序的DAO中书写这样的代码，维护量是非常大的。

2、EJB

在J2EE的规范中，为EJB定义了两种持久化的解决方案：一种是BMP，另一种是CMP。其中CMP不需要将SQL语句加入到代码中。目前，在采用J2EE的应用中，EJB CMP方式得到了广泛应用。更加引人注意的是，随着EJB规范的发展，CMP也包含了一些高级关系的内容。但是，CMP的使用比较复杂，对很多开发人员来说比较难以掌握。而且，不是在所有的情况下都适合在系统中采用EJB，而且想要非常清楚的了解EJB规范也是非常费时的。在用EJB编码前，先要让专家理解API，然后需要了解每一个容器部署时所要关注的技术。此外，许多情况下商用容器的性能和支持也不是很好。

3、JDO

JDO是一个存储java对象的规范，JDO规范1.0的提出可以使你将精力集中在设计Java对象模型，然后在企业应用软件架构的不同层面中存储传统的Java对象（Plain Old Java Objects，简称POJOs），采用JDOQL语言进行SQL操作。一些公司（包括sun）企图根据JDO规范进行设计并实现JDO产品，然而他们都不能很好的进行实现，并且性能优化上比较差。

数据持久层新的解决方案Hibernate

1、Hibernate介绍

Hibernate是一个开放源代码的对象关系映射框架，它对JDBC进行了轻量级的对象封装，使Java程序员可以随心所欲的使用对象编程思维来操纵数据库。它不仅提供了从Java类到数据表之间的映射，也提供了数据查询和恢复机制。相对于使用JDBC和SQL来手工操作数据库， Hibernate可以大大减少操作数据库的工作量。 另外Hibernate可以利用代理模式来简化载入类的过程，这将大大减少利用Hibernate QL从数据库提取数据的代码的编写量，从而节约开发时间和开发成本Hibernate可以和多种Web服务器或者应用服务器良好集成，如今已经支持几乎所有的流行的数据库服务器。

2、Hibernate原理

Hibernate技术本质上是一个提供数据库服务的中间件。它的架构如图1所示：

图1

图1显示了hibernate的工作原理，它是利用数据库以及其他一些配置文件如hibernate.properties，XML Mapping等来为应用程序提供数据持久化服务的。

Hibernate具有很大的灵活性，但同时它的体系结构比较复杂，提供了好几种不同的运行方式。在轻型体系中，应用程序提供JDBC连接，并且自行管理事务，这种方式使用了Hibernate的一个最小子集；在全面解决体系中，对于应用程序来说，所有底层的JDBC/JTA API都被抽象了，Hibernate会替你照管所有的细节。

使用Hibernate建立一个应用

1、配置Hibernate

在src 目录下创建名为hibernate.cfg.xml 的配置文件，并且将它的路径添加到应用的类路径中就可以完成Hibernate 的配置。该配置文件由Hibernate 用来连接到数据库、生成模式和获得其它特定数据库信息的属性组成。要将底层数据库内的变动反射到整个应用，只需要修改该文件内的属性值。该配置文件的内容如下：

＜!DOCTYPE hibernate-configuration PUBLIC "-//Hibernate/Hibernate Configuration DTD 2.0//EN" "http://hibernate.sourceforge.net/hibernate-configuration-2.0.dtd"＞

＜hibernate-configuration＞
＜session-factory＞
　＜property name="hibernate.connection.driver_class"＞COM.ibm.db2.jdbc.app.DB2Driver＜/property＞
　＜property name="hibernate.connection.url"＞jdbc:db2:cipDB＜/property＞
　＜property name="hibernate.connection.username"＞admin＜/property＞
　＜property name="hibernate.connection.password"＞rubipass＜/property＞
　＜property name="dialect"＞cirrus.hibernate.sql.DB2Dialect＜/property＞
　＜mapping resource="com/ubipass/cip/data/Event.hbm.xml"/＞
＜/session-factory＞
＜/hibernate-configuration＞

 

2、创建映射文档

映射文档是用来定义持久数据和在需要时保存关于对象的持久域、关联、子类和代理的XML文档。对于每个持久对象和以名字class_name.hbm.xml保存的文件来说，都要创建一个映射文档。在class_name.hbm.xml中class_name就是对象的类名，下面是Event.hbm.xml的内容。

＜!DOCTYPE hibernate-mapping PUBLIC

"-//Hibernate/Hibernate Mapping DTD 2.0//EN" "http://hibernate.sourceforge.net/hibernate-mapping-2.0.dtd"＞

＜hibernate-mapping＞
　＜class name="com.ubipass.cip.Event" table="EVENTS"＞
　　＜id name="id" column="uid" type="long"＞
　　　＜generator class="increment"/＞
　　＜/id＞
　　＜property name="date" column="event_date" type="timestamp"/＞
　　＜property name="title" column="event_title" type="string"/＞
　＜/class＞
＜/hibernate-mapping＞

映射文档在应用启动时编译，它可为Hibernate 提供关于持久对象的相应类、它们的结构、它们应该映射到哪个数据库表格、以及如何映射的信息。Hibernate 也使用这些映射文档，分别利用内建设备SchemaExport和CodeGenerator来生成相应的数据库模式和stub Java类。

3、生成用于持久对象的stub Java类

在创建了映射文档之后这个任务就变得简单的多。stub类的创建使用Hibernate的内建设备 CodeGenerator ，执行一个简单的命令就可以完成。，命令的语法如下：

java -cp classpath net.sf.hibernate.tool.hbm2java.CodeGenerator

options mapping_files

它为classpath、options、和mapping_files参数提供了恰当的值。下面是通过映射文档Event.hbm.xml生成的stub java 类的部分代码。
　
package com.ubipass.cip
public class Event {
　private String title;
　……
　Event(){ }
　public Long getId() {
　　return id;
　}
　private void setId(Long id) {
　　this.id = id;
　}
　……
}

4、生成数据库模式

要使用Hibernate的 SchemaExport 来生成数据库模式，在提交了用于参数的恰当值之后执行下列命令：

java -cp classpath net.sf.hibernate.tool.hbm2ddl.SchemaExport options mapping_files

此命令为classpath、options、和mapping_files 参数提供了恰当的值。图2显示了由映射文档生成的模式的外形。

图2

5、初始化并运行Hibernate的代码

要初始化和运行hibernate，需要采取以下步骤：

• 在恰当的类中，初始化和组装想要的持久对象 ；
• 在应用启动时使用net.sf.hibernate.cfg.Configuration 对象获取net.sf.hibernate.SessionFactory 对象 ；
• 调用SessionFactory 对象上的openSession() 方法来打开net.sf.hibernate.Session ；
• 保存想要的对象，关闭Session。

下面的代码显示了如何对上述的步骤进行实现：

// 初始化持久对象

Event ev = new Event();
ev.setDate("1/4/2004")
ev.setTitle("Hibernate startup");
try {
　//开始Hibernate
　Configuration cfg = new Configuration().addClass(Event.class);
　SessionFactory sf = cfg.buildSessionFactory();
　//打开 Session
　Session sess = sf.openSession();
} catch (HibernateException e) {
　e.printStackTrace();
}

//保存 Product 并关闭 Session

Transaction t = sess.beginTransaction();
sess.save(ev);
t.commit();
sess.close();

总结

Hibernate是一个功能强大，可以有效地进行数据库数据到业务对象的O/R映射方案。Hibernate推动了基于普通Java对象模型，用于映射底层数据结构的持久对象的开发。通过将持久层的生成自动扩展到一个更大的范围，Hibernate 使开发人员专心实现业务逻辑而不用分心于繁琐的数据库方面的逻辑，同时提供了更加合理的模块划分的方法。