JPA的体系结构

JPA的体系结构
JPA 体系架构

JPA 中定义一套类和接口用于实现持久化管理和对象/关系的映射，下面这张图中显示了 JPA 的主要组件以及它们之间的相互关系。
图1 JPA 主要组件和相互关系



EntityManagerFactory
EntityManagerFactory 是 EntityManager 的工厂类，负责创建 EntityManager 对象。

EntityManager
EntityManager 是 JPA 应用中使用的基本对象，通过它提供的相应方法可以管理持久化对象，也可以新建或者删除持久化对象。EntityManager 还负责创建 Query 实例。在容器外使用时，EntityManagerFactory 和 EntityManager 之间是一对一的关系。

Entity
EntityTransaction 提供 Entity 操作时需要的事务管理，和 EntityManager 是一对一的关系。在查询操作时不需要使用 EntityTransaction，而在对象持久化、状态更新、对象删除等情况下则必须使用显式的使用 EntityTransaction 的相关方法管理事务。

Query
Query 是查询实体的接口，Query 对象可以从 EntityManager 中获得。根据 EJB 3.0 规范中的描述，Query 接口需要同时支持 JPQL 和原生态 SQL 两种语法。

Persistence
Persistence 是一个工具类，负责根据配置文件提供的参数创建 EntityManagerFactory 对象。

JPA 的优势

JPA 标准制定过程中充分吸收了目前已经出现的所有持久化技术的所有优点，摒弃了它们存在的局限，使 JPA 在简单易用、查询能力等方面表现突出。

标准化

JPA 是 JCP 组织发布的 Java EE 标准之一，因此任何声称符合 JPA 标准的框架都遵循同样的架构，提供相同的访问 API，这保证了基于 JPA 开发的企业应用能够经过少量的修改就能够在不同的 JPA 框架下运行。

对容器级特性的支持

JPA 框架中支持大数据集、事务、并发等容器级事务，这使得 JPA 超越了简单持久化框架的局限，在企业应用发挥更大的作用。

简单易用，集成方便

JPA 的主要目标之一就是提供更加简单的编程模型：在 JPA 框架下创建实体和创建 Java 类一样简单，没有任何的约束和限制，只需要使用 javax.persistence.Entity 进行注释；JPA 的框架和接口也都非常简单，没有太多特别的规则和设计模式的要求，开发者可以很容易的掌握。JPA 基于非侵入式原则设计，因此可以很容易的和其它框架或者容器集成。

可媲美 JDBC 的查询能力

JPA 定义了独特的 JPQL（Java Persistence Query Language），JPQL 是 EJB QL 的一种扩展，它是针对实体的一种查询语言，操作对象是实体，而不是关系数据库的表，而且能够支持批量更新和修改、JOIN、GROUP BY、HAVING 等通常只有 SQL 才能够提供的高级查询特性，甚至还能够支持子查询。

支持面向对象的高级特性

JPA 中能够支持面向对象的高级特性，比如类之间的继承、多态和类之间的复杂关系，这样的支持能够让开发者最大限度的使用面向对象的模型设计企业应用，而不需要自行处理这些特性在关系数据库的持久化。

下面的这个表格中列出了当前常用持久化技术的优缺点。

表 1 持久化技术的优缺点
支持内容:  序列化  JDBC  ORM  ODB  EJB 2.X  JDO  EJB 3 （JPA） 
Java 对象  Yes  No  Yes  Yes  Yes  Yes  Yes 
高级 OO 原理  Yes  No  Yes  Yes  No  Yes  Yes 
事务完整性  No  Yes  Yes  Yes  Yes  Yes  Yes 
并发  No  Yes  Yes  Yes  Yes  Yes  Yes 
大数据集  No  Yes  Yes  Yes  Yes  Yes  Yes 
现有 Schema  No  Yes  Yes  No  Yes  Yes  Yes 
关系型和非关系型数据存储  No  No  No  No  Yes  Yes  No 
查询  No  Yes  Yes  Yes  Yes  Yes  Yes 
严格的标准 / 可移植  Yes  No  No  No  Yes  Yes  Yes 
简单易用  Yes  Yes  Yes  Yes  No  Yes  Yes



OpenJPA 简介

OpenJPA 是 Apache 组织提供的开源项目，它实现了 EJB 3.0 中的 JPA 标准，为开发者提供功能强大、使用简单的持久化数据管理框架。OpenJPA 封装了和关系型数据库交互的操作，让开发者把注意力集中在编写业务逻辑上。OpenJPA 可以作为独立的持久层框架发挥作用，也可以轻松的与其它 Java EE 应用框架或者符合 EJB 3.0 标准的容器集成。

除了对 JPA 标准的支持之外，OpenJPA 还提供了非常多的特性和工具支持让企业应用开发变得更加简单，减少开发者的工作量，包括允许数据远程传输/离线处理、数据库/对象视图统一工具、使用缓存（Cache）提升企业应用效率等。

数据远程传输 / 离线处理

JPA 标准规定的运行环境是 "本地" 和 "在线" 的。本地是指 JPA 应用中的 EntityManager 必须直接连接到指定的数据库，而且必须和使用它的代码在同一个 JVM 中。在线是指所有针对实体的操作必须在一个 EntityManager 范围中运行。这两个特征，加上 EntityManager 是非序列化的，无法在网络上传输，导致 JPA 应用无法适用于企业应用中的 C/S 实现模式。OpenJPA 扩展了这部分接口，支持数据的远程传输和离线处理。

数据库 / 对象视图统一工具

使用 OpenJPA 开发企业应用时，保持数据库和对象视图的一致性是非常重要的工作，OpenJPA 支持三种模式处理数据库和对象视图的一致性：正向映射（Forward Mapping）、反向映射（Reverse Mapping）、中间匹配（Meet-in-the-Middle Mapping），并且为它们提供了相应的工具支持。

正向映射 是指使用 OpenJPA 框架中提供的 org.apache.openjpa.jdbc.meta.MappingTool 工具从开发者提供的实体以及在实体中提供的对象 / 关系映射注释生成相应的数据库表。


反向映射 是指 OpenJPA 框架中提供的 org.apache.openjpa.jdbc.meta.ReverseMappingTool 工具从数据库表生成符合 JPA 标准要求的实体以及相应的对象 / 关系映射注释内容。


中间匹配 是指开发者负责创建数据库表、符合 JPA 标准的实体和相应的对象 / 关系映射注释内容，使用 OpenJPA 框架中提供的 org.apache.openjpa.jdbc.meta.MappingTool 工具校验二者的一致性。


使用缓存提升效率

性能是企业应用重点关注的内容之一，缓存是提升企业系统性能的重要手段之一。OpenJPA 针对数据持久化提供多种层次、多方面的缓存支持，包括数据、查询、汇编查询的缓存等。这些缓存的应用可以大幅度的提高企业应用的运行效率。