Hibernate 的原理

理解Hibernate的架构

　　当你想用Hibernate开发自己的基于持久层的应用时，第一件 事情应当是熟悉它的编程接口。Hibernate的API接口设计得尽量简洁明了，以方便开发人员。然而实际上由于ORM的复杂性，它的API一般都不可 能设计得很简单。但是别担心，你没有必要一下子了解所有的Hibernate的API接口。下面这张图描述了Hibernate在应用层和持久层中的一些 重要的接口类：

　　在上图中，我们将应用层放在了持久层的上部，实际上在传统的项目中，应用层充当着持久层的一个客户端角色。但对于一些简单的项目来说，应用层和持久层并没有区分得那么清楚，这也没什么，在这种情况下你可以将应用层和持久层合并成了一层。

　　在上图中，Hibernate的接口大致可以分为以下几种类型：

　　· 一些被用户的应用程序调用的，用来完成基本的创建、读取、更新、删除操作以及查询操作的接口。这些接口是Hibernate实现用户程序的商业逻辑的主要接口，它们包括Session、Transaction和Query。

　　· Hibernate用来读取诸如映射表这类配置文件的接口，典型的代表有Configuration类。

　　· 回调(Callback)接口。它允许应用程序能对一些事件的发生作出相应的操作，例如Interceptor、Lifecycle和Validatable都是这一类接口。

　　· 一些可以用来扩展Hibernate的映射机制的接口，例如UserType、CompositeUserType和IdentifierGenerator。这些接口可由用户程序来实现（如果有必要）。

　　Hibernate使用了J2EE架构中的如下技术：JDBC、JTA、JNDI。其中JDBC是一个支持关系数据库操作的一个基础层；它与JNDI和JTA一起结合，使得Hibernate可以方便地集成到J2EE应用服务器中去。

　 　在这里，我们不会详细地去讨论Hibernate API接口中的所有方法，我们只简要讲一下每个主要接口的功能，如果你想了解得更多的话，你可以在Hibernate的源码包中的 net.sf.hibernate子包中去查看这些接口的源代码。下面我们依次讲一下所有的主要接口：

　　核心接口

　　以下5个核心接口几乎在任何实际开发中都会用到。通过这些接口，你不仅可以存储和获得持久对象，并且能够进行事务控制。

　　Session接口

　 　Session接口对于Hibernate 开发人员来说是一个最重要的接口。然而在Hibernate中，实例化的Session是一个轻量级的类，创建和销毁它都不会占用很多资源。这在实际项目 中确实很重要，因为在客户程序中，可能会不断地创建以及销毁Session对象，如果Session的开销太大，会给系统带来不良影响。但值得注意的是 Session对象是非线程安全 的，因此在你的设计中，最好是一个线程只创建一个Session对象。

　 　在Hibernate的设计者的头脑中，他们将session看作介于数据连接与事务管理一种中间接口。我们可以将session想象成一个持久对象的 缓冲区，Hibernate能检测到这些持久对象的改变，并及时刷新数据库。我们有时也称Session是一个持久层管理器，因为它包含这一些持久层相关 的操作，诸如存储持久对象至数据库，以及从数据库从获得它们。请注意，Hibernate 的session不同于JSP应用中的HttpSession。当我们使用session这个术语时，我们指的是Hibernate中的session， 而我们以后会将HttpSesion对象称为用户session。

　　SessionFactory 接口

　　这里用到了一个设计模式――工厂模式，用户程序从工厂类SessionFactory中取得Session的实例。

　 　令你感到奇怪的是SessionFactory并不是轻量级的！实际上它的设计者的意图是让它能在整个应用中共享。典型地来说，一个项目通常只需要一个 SessionFactory就够了，但是当你的项目要操作多个数据库时，那你必须为每个数据库指定一个SessionFactory。
SessionFactory在Hibernate中实际起到了一个缓冲区的作用，它缓冲了Hibernate自动生成的SQL语句和一些其它的映射数据，还缓冲了一些将来有可能重复利用的数据。

　　Configuration 接口

　　Configuration接口的作用是对Hibernate进行配置，以及对它进行启动。在Hibernate的启动过程中，Configuration类的实例首先定位映射文档的位置，读取这些配置，然后创建一个SessionFactory对象。

　　虽然Configuration接口在整个Hibernate项目中只扮演着一个很小的角色，但它是启动hibernate时你所遇到的每一个对象。

　　Transaction 接口

　 　Transaction接口是一个可选的API，你可以选择不使用这个接口，取而代之的是Hibernate的设计者自己写的底层事务处理代码。 Transaction接口是对实际事务实现的一个抽象，这些实现包括JDBC的事务、JTA中的UserTransaction、甚至可以是CORBA 事务。之所以这样设计是能让开发者能够使用一个统一事务的操作界面，使得自己的项目可以在不同的环境和容器之间方便地移值。

　　Query和Criteria接口

　　Query接口让你方便地对数据库及持久对象进行查询，它可以有两种表达方式：HQL语言或本地数据库的SQL语句。Query经常被用来绑定查询参数、限制查询记录数量，并最终执行查询操作。

　　Criteria接口与Query接口非常类似，它允许你创建并执行面向对象的标准化查询。

　　值得注意的是Query接口也是轻量级的，它不能在Session之外使用。

　　Callback 接口

　　当一些有用的事件发生时――例如持久对象的载入、存储、删除时，Callback接口会通知Hibernate去接收一个通知消息。一般而言，Callback接口在用户程序中并不是必须的，但你要在你的项目中创建审计日志时，你可能会用到它。

 

一个重要的术语：Type

　　Hibernate的设计者们发明了一个术语：Type，它在整个构架 中是一个非常基础、有着强大功能的元素。一个Type对象能将一个Java类型映射到数据库中一个表的字段中去（实际上，它可以映射到表的多个字段中 去）。持久类的所有属性都对应一个type。这种设计思想使用Hibernate有着高度的灵活性和扩展性。

　　Hibernate内置很多type类型，几乎包括所有的Java基本类型，例如Java.util.Currency、Java.util.calendar、byte[]和Java.io.Serializable。

　 　不仅如此，Hibernate还支持用户自定义的type，通过实现接口UserType和接口CompositeUserType，你可以加入自己的 type。你可以利用这种特色让你的项目中使用自定义的诸如Address、Name这样的type，这样你就可以获得更大的便利，让你的代码更优雅。自 定义type在Hibernate中是一项核心特色，它的设计者鼓励你多多使用它来创建一个灵活、优雅的项目！

　　策略接口

　 　Hibernate与某些其它开源软件不同的还有一点――高度的可扩展性，这通过它的内置策略机制来实现。当你感觉到Hibernate的某些功能不 足，或者有某些缺陷时，你可以开发一个自己的策略来替换它，而你所要做的仅仅只是继承它的某个策略接口，然后实现你的新策略就可以了，以下是它的策略接 口：

　　· 主键的生成 (IdentifierGenerator 接口)

　　· 本地SQL语言支持 (Dialect 抽象类)

　　· 缓冲机制 (Cache 和CacheProvider 接口)

　　· JDBC 连接管理 (ConnectionProvider接口)

　　· 事务管理 (TransactionFactory, Transaction, 和 TransactionManagerLookup 接口)

　　· ORM 策略 (ClassPersister 接口)

　　· 属性访问策略 (PropertyAccessor 接口)

　　· 代理对象的创建 (ProxyFactory接口)

　　Hibernate为以上所列的机制分别创建了一个缺省的实现，因此如果你只是要增强它的某个策略的功能的话，只需简单地继承这个类就可以了，没有必要从头开始写代码。

　　以上就是Hibernate的一些核心接口，但当我们真正开始用它进行开发时，你的脑海里可能总会有一个疑问：我是通过什么方式，并从哪里取得Session的呢？以下我们就解答这个问题。

　　基础配置

　 　现在回顾一下我们先前的内容：我们写出了一个示例程序，并简要地讲解了Hibernate的一些核心类。但要真正使你的项目运行起来，还有一件事必须要 做：配置。Hibernate可以配置成可在任何Java环境中运行，一般说来，它通常被用在2－3层的C/S模式的项目中，并被部署在服务端。在这种项 目中，Web浏览器、或Java GUI程序充当者客户端。尽管我们的焦点主要是集中在多层web应用，但实际上在一些基于命令行的应用中也可以使用Hibernate。并且，对 Hibernate的配置在不同的环境下都会不同，Hibernate运行在两种环境下：可管理环境和不可管理环境

　　· 可管理环境――这种环境可管理如下资源：池资源管理，诸如数据库连接池和，还有事务管理、安全定义。一些典型的J2EE服务器（JBoss、Weblogic、WebSphere）已经实现了这些。

　 　· 不可管理环境――只是提供了一些基本的功能，诸如像Jetty或Tomcat这样的servlet容器环境。一个普通的Java桌面应用或命令行程序也可 以认为是处于这种环境下。这种环境不能提供自动事务处理、资源管理或安全管理，这些都必须由应用程序自己来定义。

　　Hibernate 的设计者们将这两种环境设计了一个统一的抽象界面，因此对于开发者来说只有一种环境：可管理环境。如果实际项目是建立在诸如Tomcat这类不可管理的环 境中时，那Hibernate将会使用它自己的事务处理代码和JDBC连接池，使其变为一个可管理环境。
对于可管理的环境而言，Hibernate会将自己集成在这种环境中。对于开发者而言，你所要做的工作非常简单：只需从一个Configuration类中创建一个SessionFactory类就可以了。

 

创建一个SessionFactory对象

　　为了能创建一个SessionFactory对象，你 必须在Hibernate初始化时创建一个Configuration类的实例，并将已写好的映射文件交由它处理。这样，Configuration对象 就可以创建一个SessionFactory对象，当SessionFactory对象创建成功后，Configuration对象就没有用了，你可以简 单地抛弃它。如下是示例代码：

Configuration cfg = new Configuration();
cfg.addResource("hello/Message.hbm.xml");
cfg.setProperties( System.getProperties() );
SessionFactory sessions = cfg.buildSessionFactory();

　　在以上代码中，Message.hb.xml这个映射文件的位置比较特殊，它与当前的classpath相关。例如classpath包含当前目录，那在上述代码中的Message.hbm.xml映射文件就可以保存在当前目录下的hello目录中。

　 　作为一种约定，Hibernate的映射文件默认以.htm.xml作为其扩展名。另一个约定是坚持为每一个持久类写一个配置文件，想一想如果你将所有 持久类的映射写入一个单独的配置文件中的话，那这个配置文件肯定非常庞大，不易维护。但这里又出现了一个新问题：如果为每个类写一个配置文件的话，这么多 的配置文件应该存放在哪里呢？

　　Hibernate推荐你将每个映射文件保存在与持久类相同的目录下，并且与持久类同名。例如我们第一 个示例程序中的Message持久类放在hello目录下，那你必须在这个目录下存放名为Message.hbm.xml的映射文件。这样一个持久类都有 自己的一个映射文件，避免了出现像struts项目中的“struts-config.xml地狱”的情况。如果你不遵循这种规定，那你必须手动地用 addResource()方法将一个个的映射文件载入；但你如果遵循这种规定，那你可以方便地用addClass()方法同时将持久类和它的映射文件载 入，以下是体现这种便利性的示例代码：

SessionFactory sessions = new Configuration()
.addClass(org.hibernate.auction.model.Item.class)
.addClass(org.hibernate.auction.model.Category.class)
.addClass(org.hibernate.auction.model.Bid.class)
.setProperties( System.getProperties() )
.buildSessionFactory();

　 　当然，Hibernate的映射文件还有很多其它的配置选项，比如数据库连接的设定，或是能够改变Hibernate运行时行为的一些设定。所有的设置 可能是非常庞杂的，足以让你喘不过气来，但是不必担心，因为Hibernate为绝大多数值都设定了一个合理缺省值，你只需要修改这些配置文件中的极小一 部分值。

　　你可以通过以下几种方式来修改Hibernate的系统配置参数：

　　· 将一个Java.util.Properties实例作为参数传给Configuration类的setProperties()方法。

　　· 在Hibernate启动时用Java –Dproperty=value的方式设置值。

　　· 在classpath可以找到的路径下创建一个名为hibernate.properties的配置文件。

　　· 在classpath可以找到的路径下创建一个名为hibernate.cfg.xml的文件，并在其＜property＞标签中定义属性值。

　　以上就是对Hibernate的一个大致介绍，如果你想知道得更多，那本文还是远远不够的，我将陆续推出更多关于Hibernate的资料。但有一点是毫无疑问的：它的确是一个非常优秀的持久层解决方案！