- EJB JPA數據庫持久層開發實踐詳解
- 馮曼菲等編著
- 2833字
- 2018-12-29 15:14:01
1.2 Java持久化技術
在Java領域中，持久化也是企業應用開發中一項必不可少的技術。Java社區在努力解決持久化數據管理的過程中，曾經涌現出了非常多試圖解決這個問題的技術方案。從最早的序列化（Serialization）到JDBC、關系對象映射（ORM）、對象數據庫（ODB），再到EJB 2.X、Java數據對象（JDO），一直到目前最新的Java持久化API（JPA）。
下面簡單地回顧一下在JPA出現之前，Java社區中曾經試圖為持久化數據管理提供完整解決方案的技術。
1.2.1 序列化（Serialization）
序列化（Serialization）也叫串行化，是Java內置的持久化Java對象的機制。只要某個類實現了java.io.Serializable接口，就能夠使用java.io.ObjectOutputStream將該類對象以二進制字節碼的形式寫到硬盤上，并能使用java.io.ObjectInputStream將該對象從硬盤上還原。這樣，即使重啟了機器，該Java對象也能夠從硬盤上恢復。
對應簡單的應用，可以使用序列化實現對Java對象的持久化。序列化的對象一般為普通的Java Bean。
例如下面的Person類，為一個普通的Java Bean，Person類只有name和hobby兩個屬性，代碼如下：
Person.java
package com.fengmanfei.intro;
import java.io.Serializable;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Person implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = -3067867193032937191L;
private String name;//姓名
private List<String> hobby = new ArrayList<String>();//愛好
//獲得愛好的Getter方法
public List<String> getHobby() {
return hobby;
} //設置愛好的Setter方法
public void setHobby(List<String> hobby) {
this.hobby = hobby;
}
//獲得姓名的Getter方法
public String getName() {
return name;
}
//設置姓名的Setter方法
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "姓名: " + name + ", 愛好: " + hobby;
}
}
使一個普通Java類可序列化，要注意以下幾個方面。
●類一定要實現Serializable接口，并聲明一個private static final的long類型的serialVersionUID屬性，如上面代碼中加粗部分所示。
● 類所有屬性也需要是可序列化的。Person類中，屬性name為String類型，屬性hobby為ArrayList類型。String和ArrayList都是實現了Serializable接口，也是可序列化的。
● 這樣，可序列化的類可以通過ObjectOutput類中的writeObject方法和readObject保存和讀取。
下面編寫一個簡單的對象序列化與還原程序，當輸入“save”后，然后依次輸入人員，最后保存；當輸入“load”后，然后輸入人員名稱，自動將匹配的人員查找出來，并且顯示其信息。該程序運行后，效果如圖1-2所示。
圖1-2 對象序列化程序運行結果
該程序的源代碼如下所示。
Console.java
package com.fengmanfei.intro;
import java.io.＊;
import java.util.Arrays;
public class Console {
// 當前文件夾
public static File directory = new File(System.getProperty("user.dir"));
// 控制臺輸入
public static String systemRead() throws IOException {
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(
System.in));
return reader.readLine();
}
// 將 person 對象持久化到硬盤上
public static void persist(Person person) throws IOException {
File file = new File(directory, person.getName() + ".dat");
ObjectOutput output = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(file));
//保存對象
output.writeObject(person);
output.close();
System.out.println("文件保存在：" + file);
}
// 將 person 對象從硬盤上恢復
public static Person load(String name) throws Exception {
File file = new File(directory, name + ".dat");
if (!file.exists())
return null;
ObjectInput ins = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
//讀取對象
return (Person) ins.readObject();
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
System.out.println("人員信息管理系統. ");
System.out.println("1. 輸入'save'開始錄入人員信息. ");
System.out.println("2. 輸入'load'開始查詢人員信息. ");
System.out.println("3. 輸入'exit'退出系統. ");
System.out.print("請輸入(回車結束輸入): ");
//獲取用戶輸入信息
String menu = systemRead();
//如果輸入的為save，則繼續輸入人員的姓名、愛好
if ("save".equalsIg否reCase(menu)) {
System.out.print("請輸入要錄入的人員姓名: ");
//獲得輸入人員的姓名
String name = systemRead();
System.out.print("請輸入'" + name + "'的愛好，用','隔開：");
//獲得輸入人員的愛好
String hobbies = systemRead();
//創建人員對象
Person person = new Person();
person.setName(name);
person.setHobby(Arrays.asList(hobbies.split(",")));
//持久化人員對象
persist(person);
//如果輸入的為load，則繼續查找人員的姓名，然后根據姓名查詢該人員的信息
} else if ("load".equalsIg否reCase(menu)) {
System.out.print("請輸入要查找的人員姓名：");
//獲得輸入人員的姓名
String name = systemRead();
//根據姓名查詢人員，并返回人員相關信息
Person person = load(name);
if (person == null)
System.out.println("沒有此人信息。");
else
System.out.println("查詢結果: " + person);
//如果輸入的為exit，則退出程序
} else if ("exit".equalsIg否reCase(menu)) {
System.out.println("再見. ");
System.exit(0);
//否則，提示錯誤信息
} else {
System.out.println("無效輸入: " + menu);
}
System.out.println();
// 繼續執行main主函數
main(null);
}
}
在實際的應用中，Tomcat的會話（Session）中使用的就是序列化技術。當Tomcat關閉的時候，Tomcat會把Session中的Java對象通過序列化保存到硬盤上，這樣，重啟Tomcat時又會把這些對象還原并重新放回Session中。因此，保存在Session中的對象最好實現Serializable接口。
雖然序列化使用起來快速、高效，能夠直接持續化Java對象，但是缺陷也很明顯，比如不能進行復雜查詢，可序列化的類結構、serialVersionUID值都不能發生改變（否則恢復時會出錯）等。
1.2.2 JDBC
JDBC（Java Database Connectivity）是最常用的持久化方法，它能夠把數據保存進關系型數據庫，并且高效地將數據從數據庫中查詢出來。JDBC作為一種成熟的持久化方法，與序列化技術相比，其優勢是相當明顯的。它能快速地讀寫大量的數據、支持事務性、保證數據的完整性、支持數據的并發讀取等。也正是因為如此，JDBC作為Java的持久化技術，廣泛用在各種商業程序中。
但美中不足的是，JDBC并不支持對Java對象的持久化。由于數據庫大多數是二維的關系型數據庫，因此持久化Java對象的時候，需要將Java對象變成相應的SQL語句；還原Java對象的時候，需要從數據庫結果集中取出各列的值，然后通過setter方法設置到Java對象上。
例如，使用JDBC技術，持久化Person對象時可能需要使用SQL代碼，將數據保存到數據庫中，示例如下所示。
PersonDAO.java
public void persist(Person person) throws Exception {
//獲得數據庫連接
Connection conn = DbManager.getConnection();
PreparedStatement preStmt = null;
try {
//創建預編譯對象
preStmt = conn.prepareStatement(" "
+ " INSERT INTO tb_person ( name ) values (?) ");
preStmt.setString(1, person.getName());
//插入一條人員數據
preStmt.executeUpdate();
//分別插入愛好數據
for (String hobby : person.getHobby()) {
preStmt = conn.prepareStatement(" INSERT INTO tb_hoby "
+ " ( person_name, hoby ) " + " values (?, ?) ");
preStmt.setString(1, person.getName());
preStmt.setString(2, hobby);
//執行插入操作
preStmt.executeUpdate();
}
} catch (Exception e) {
preStmt.close();
conn.close();
}
}
通過以上代碼可以看出，使用JDBC持久化Java對象時需要寫大量的SQL語句，當數據表結構或Java對象屬性發生變化的時候，JDBC的缺點就更加明顯了。
1.2.3 關系對象映射（ORM）
ORM（Object-Relational Mapping）是針對JDBC不能直接持久化Java對象的解決方案。ORM框架能夠將Java對象映射到關系數據庫，能夠直接持久化復雜的Java對象。在操作持久化Java對象的時候ORM框架會自動更新相應的一個或多個數據表。
ORM框架的出現，使開發者從數據庫編程中解脫出來，把更多的精力放在了業務模型與業務邏輯上。目前比較流行的ORM框架有Hibernate、iBatis、TopLink等。
ORM框架技術目前已經很成熟，并且已經在眾多商業項目中使用。但在JPA規范出臺之前，由于沒有官方的標準，使得各ORM框架之間的API差別很大，使用了某種ORM框架的系統會嚴重受制于該ORM的標準。例如一個使用Hibernate完成的系統，將無法改用iBatis。有關對象關系映射的相關知識，將在第1.4節詳細講述。
1.2.4 對象數據庫（ODB）
ODB（Object Database，面向對象數據庫）是數據庫技術發展的趨勢之一。面向對象數據庫的目標是能夠直接保存Java對象。目前市面上已經有幾種比較成熟的面向對象數據庫產品，例如DB4O等。
面向對象數據庫使用簡單，雖然擁有關系數據庫組織（Object Database Management Group ，ODMG）規定了持久化Java對象的標準API，但是大多數的面向對象數據庫目前位置都沒有遵循這個API。而且相對于理論上很完善、數據容量達到TB級的關系數據庫，面向對象數據庫還有技術上、效率上的不足。
面向對象數據庫目前主要應用于嵌入式系統、演示程序、小數據量程序等。
1.2.5 Java數據對象（JDO）
JDO（Java Data Object）是Java EE標準中除JPA外，另一個支持管理持久化數據的規范，但與JPA不同的是，它通常是通過JCA技術集成到應用服務器上。JDO不能夠支持容器級別的聲明式安全、事務等特性，也無法對遠程方法調用提供支持，是針對輕量級容器而設計的持久化規范。
1.2.6 EJB 2.X
EJB 2.X中的實體Bean是EJB組件中管理持久化數據的組件框架。與ORM框架類似，EJB 2.X實體Bean提供對Java對象持久化的功能，但與ORM框架不同的是，EJB 2.X實體Bean不僅僅局限于數據庫，也可以持久化EIS（Enterprise Information System）信息和其他持久化設備。
EJB 2.X實體Bean最大的缺點是規定了太過于嚴格的標準，這些標準雖然保證了企業應用能夠在不同的EJB容器之間可以移植，但是也讓EJB2.X實體Bean規范變得非常復雜并且開發起來十分復雜。同時EJB 2.X標準在面向對象特性處理方面的支持非常有限，無法支持繼承、多態和復雜關系等面向對象的高級特性。