Java对象持久化技术之Hibernate

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Hibernate是Java应用和关系数据库之间的桥梁,它负责Java对象和关系数据之间的映射。Hibernate内部封装了通过JDBC访问数据库的操作,向上层应用提供了面向对象的数据访问API。在Java应用中使用Hibernate包含以下步骤。

  (1)创建Hibernate的配置文件。

  (2)创建持久化类。

  (3)创建对象-关系映射文件。

  (4)通过Hibernate API编写访问数据库的代码。

  本章通过一个简单的例子helloapp应用,演示如何运用Hibernate来访问关系数据库。helloapp应用的功能非常简单:通过Hibernate保存、更新、删除、加载及查询Customer对象。图1显示了Hibernate在helloapp应用中所处的位置。

  图1 Hibernate在helloapp应用中所处的位置

  helloapp应用既能作为独立的Java程序运行,还能作为Java Web应用运行,该应用的源代码位于配套光盘的sourcecode/chapter2/helloapp目录下。

  2.1 创建Hibernate的配置文件

  Hibernate从其配置文件中读取和数据库连接有关的信息,这个配置文件应该位于应用的classpath中。Hibernate的配置文件有两种形式:一种是XML格式的文件;还有一种是Java属性文件,采用"健=值"的形式。

  下面介绍如何以Java属性文件的格式来创建Hibernate的配置文件。这种配置文件的默认文件名为hibernate.properties,例程2-1为示范代码。

  例程2-1 hibernate.properties

  hibernate.dialect=
  net.sf.hibernate.dialect.MySQLDialect
  hibernate.connection.driver_class=
  com.mysql.jdbc.Driver
  hibernate.connection.url=jdbc:mysql:
  //localhost:3306/SAMPLEDB
  hibernate.connection.username=root
  hibernate.connection.password=1234
  hibernate.show_sql=true

  以上hibernate.properties文件包含了一系列属性及其属性值,Hibernate将根据这些属性来连接数据库,本例为连接MySQL数据库的配置代码。表2-1对以上hibernate.properties文件中的所有属性做了描述。

  表2-1 Hibernate配置文件的属性

  Hibernate能够访问多种关系数据库,如MySQL、Oracle和Sybase等。尽管多数关系数据库都支持标准的SQL语言,但是它们往往还有各自的SQL方言,就像不同地区的人既能说标准的普通话,还能讲各自的方言一样。

  hibernate.dialect属性用于指定被访问数据库使用的SQL方言,当Hibernate生成SQL查询语句,或者使用native对象标识符生成策略时,都会参考本地数据库的SQL方言。本书第5章(映射对象标识符)介绍了Hibernate的各种对象标识符生成策略。

  在Hibernate软件包的etc目录下,有一个hibernate.properties文件,它提供了连接各种关系数据库的配置代码样例。

  2.2 创建持久化类

  持久化类是指其实例需要被Hibernate持久化到数据库中的类。持久化类通常都是域模型中的实体域类。持久化类符合JavaBean的规范,包含一些属性,以及与之对应的getXXX()和setXXX()方法。例程2-2定义了一个名为Customer的持久化类。

  例程2-2 Customer.java

  package mypack;
  import java.io.Serializable;
  import java.sql.Date;
  import java.sql.Timestamp;

  public class Customer implements Serializable
  {
  private Long id;
  private String name;
  private String email;
  private String password;
  private int phone;
  private boolean married;
  private String address;
  private char sex;
  private String description;
  private byte[] image;
  private Date birthday;
  private Timestamp registeredTime;

  public Customer(){}

  public Long getId()
  {
  return id;
  }

  public void setId(Long id)
  {
  this.id = id;
  }

  public String getName()
  {
  return name;
  }

  public void setName(String name)
  {
  this.name=name;
  }

  //此处省略email、password和phone
  等属性的getXXX()和setXXX()方法
  ……
  }

  持久化类符合JavaBean的规范,包含一些属性,以及与之对应的getXXX()和setXXX()方法。getXXX()和setXXX()方法必须符合特定的命名规则,"get"和"set"后面紧跟属性的名字,并且属性名的首字母为大写,例如name属性的get方法为getName(),如果把get方法写为getname()或者getNAME(),会导致Hibernate在运行时抛出以下异常:

  net.sf.hibernate.PropertyNotFoundException:
  Could not find a getter
  for property name in class mypack.Customer

  如果持久化类的属性为boolean类型,那么它的get方法名既可以用"get"作为前缀,也可以用"is"作为前缀。例如Customer类的married属性为boolean类型,因此以下两种get方法是等价的:


  public boolean isMarried()
  {
  return married;
  }

  或者:

  public boolean getMarried()
  {
  return married;
  }

  Hibernate并不要求持久化类必须实现java.io.Serializable接口,但是对于采用分布式结构的Java应用,当Java对象在不同的进程节点之间传输时,这个对象所属的类必须实现Serializable接口,此外,在Java Web应用中,如果希望对HttpSession中存放的Java对象进行持久化,那么这个Java对象所属的类也必须实现Serializable接口。

  Customer持久化类有一个id属性,用来惟一标识Customer类的每个对象。在面向对象术语中,这个id属性被称为对象标识符(OID,Object Identifier),通常它都用整数表示,当然也可以设为其他类型。如果customerA.getId().equals(customerB.getId())的结果是true,就表示customerA和customerB对象指的是同一个客户,它们和CUSTOMERS表中的同一条记录对应。

  Hibernate要求持久化类必须提供一个不带参数的默认构造方法,在程序运行时,Hibernate运用Java反射机制,调用java.lang.reflect.Constructor.newInstance()方法来构造持久化类的实例。

  如果对这个持久化类使用延迟检索策略,为了使Hibernate能够在运行时为这个持久化类创建动态代理,要求持久化类的默认构造方法的访问级别必须是public或protected类型,而不能是default或private类型。

  在本书第10章(Hibernate的检索策略)介绍了Hibernate的延迟检索策略及动态代理的概念。

  在Customer类中没有引入任何Hibernate API,Customer类不需要继承Hibernate的类,或实现Hibernate的接口,这提高了持久化类的独立性。如果日后要改用其他的ORM产品,比如由Hibernate改为OJB,不需要修改持久化类的代码。

  本书第1章介绍了J2EE的持久化方案,无论是基于CMP的实体EJB,还是基于BMP的实体EJB,它们的共同特点是都必须运行在EJB容器中。而Hibernate支持的持久化类不过是普通的Java类,它们能够运行在任何一种Java环境中。 

  创建数据库Schema 在本例中,与Customer类对应的数据库表名为CUSTOMERS,它在MySQL数据库中的DDL定义如下:

  create table CUSTOMERS (
  ID bigint not null primary key,
  NAME varchar(15) not null,
  EMAIL varchar(128) not null,
  PASSWORD varchar(8) not null,
  PHONE int ,
  ADDRESS varchar(255),
  SEX char(1) ,
  IS_MARRIED bit,
  DESCRIPTION text,
  IMAGE blob,
  BIRTHDAY date,
  REGISTERED_TIME timestamp
  );

  CUSTOMERS表有一个ID字段,它是表的主键,它和Customer类的id属性对应。CUSTOMERS表中的字段使用了各种各样的SQL类型,参见表2-2。

  表2-2 CUSTOMERS表的字段使用的SQL类型


  2.4 创建对象-关系映射文件

  Hibernate采用XML格式的文件来指定对象和关系数据之间的映射。在运行时,Hibernate将根据这个映射文件来生成各种SQL语句。在本例中,将创建一个名为Customer.hbm.xml的文件,它用于把Customer类映射到CUSTOMERS表,这个文件应该和Customer.class文件存放在同一个目录下。例程2-3为Customer.hbm.xml文件的代码。

  例程2-3 Customer.hbm.xml

  <?xml version="1.0"?>
  <!DOCTYPE hibernate-mapping PUBLIC "-
  //Hibernate/Hibernate Mapping DTD 2.0
  //EN"
  "http://hibernate.sourceforge.net
  /hibernate-mapping-2.0.dtd">

  <hibernate-mapping>
  <class name="mypack.Customer"
  table="CUSTOMERS">

  <id name="id" column="ID" type="long">
  <generator class="increment"/>
  </id>

  <property name="name"
  column="NAME" type="string"
  not-null="true" />
  <property name="email"
  column="EMAIL"   type="string"
  not-null="true" />
  <property name="password"
  column="PASSWORD" type="string"
  not-null="true"/>
  <property name="phone"
  column="PHONE"   type="int" />
  <property name="address"
  column="ADDRESS"  type="string" />
  <property name="sex"
  column="SEX"    type="character"/>
  <property name="married"
  column="IS_MARRIED" type="boolean"/>
  <property name="description"
  column="DESCRIPTION" type="text"/>
  <property name="image"
  column="IMAGE"    type="binary"/>
  <property name="birthday"
  column="BIRTHDAY"   type="date"/>
  <property name="registeredTime"
  column="REGISTERED_TIME"
  type="timestamp"/>
  </class>
  </hibernate-mapping>

  2.4.1 映射文件的文档类型定义(DTD)

  在例程2-3的Customer.hbm.xml文件的开头声明了DTD(Document Type Definition,文档类型定义),它对XML文件的语法和格式做了定义。Hibernate的XML解析器将根据DTD来核对XML文件的语法。

  每一种XML文件都有独自的DTD文件。Hibernate的对象-关系映射文件使用的DTD文件的下载网址为:http://hibernate.sourceforge.net/hibernate-mapping-2.0.dtd。此外,在Hibernate软件包的src\net\sf\hibernate目录下也提供了hibernate-mapping-2.0.dtd文件。在这个文件中,描述顶层元素的代码如下:

  <!ELEMENT hibernate-mapping (meta*,
  import*, (class|subclass|joined-subclass)*,
  query*,
  sql-query*)>

  描述顶层元素的子元素的代码如下:

  <!ELEMENT class (
  meta*,
  (cache|jcs-cache)?,
  (id|composite-id),
  discriminator?,
  (version|timestamp)?,
  (property|many-to-one|one-to-one
  |component|dynamic-component|any
  |map|set|list|bag|idbag|array
  |primitive-array)*,
  ((subclass*)|(joined-subclass*))
  )>

  元素是对象-关系映射文件的根元素,其他元素(即以上DTD代码中括号以内的元素,如子元素)必须嵌入在元素以内。在元素中又嵌套了好多子元素。

  在以上DTD代码中,还使用了一系列的特殊符号来修饰元素,表2-3描述了这些符号的作用。在创建自己的对象-关系映射文件时,如果不熟悉某种元素的语法,可以参考DTD文件。

  表2-3 DTD中特殊符号的作用

  根据表2-3可以看出,在元素中,、、和等子元素可以不存在,或者存在一次或者多次;在元素中,子元素必须存在且只能存在一次,元素可以不存在,或者存在一次或者多次。

  此外,在映射文件中,父元素中的各种子元素的定义必须符合特定的顺序。例如,根据元素的DTD可以看出,必须先定义子元素,再定义子元素,以下映射代码颠倒了和子元素的位置:

  <class name="mypack.Customer"
  table="CUSTOMERS">
  <property name="name"
  column="NAME" type="string"
  not-null="true" />
  <property name="email"
  column="EMAIL"
  type="string" not-null="true" />

  <id name="id" column="ID" type="long">
  <generator class="increment"/>
  </id>
  ……
  </class>

  Hibernate的XML解析器在运行时会抛出MappingException:

  [java] 21:27:51,610 ERROR XMLHelper:
  48 - Error parsing XML:
  XML InputStream (24)
  The content of element type "class"
  must match "(meta*,(cache|jcs-cache)?,
  (
  id|composite-id),
  discriminator?,(version|timestamp)?,
  (property|many-to-one|one-to-one|component|
  dynamic-component|any|map|set
  |list|bag|idbag|array|primitive-array)*,
  (subclass*|joined-subclass*))".

  [java] net.sf.hibernate.MappingException:
  Error reading resource:
  mypack/Customer.hbm.xml
  at net.sf.hibernate.cfg.Configuration.addClass
  (Configuration.java:357)

  2.4.2 把Customer持久化类映射到CUSTOMERS表

  例程2-3的Customer.hbm.xml文件用于映射Customer类。如果需要映射多个持久化类,那么既可以在同一个映射文件中映射所有类,也可以为每个类创建单独的映射文件,映射文件和类同名,扩展名为"hbm.xml"。后一种做法更值得推荐,因为在团队开发中,这有利于管理和维护映射文件。

  元素指定类和表的映射,它的name属性设定类名,table属性设定表名。以下代码表明和Customer类对应的表为CUSTOMERS表:

  <class name="mypack.Customer"
  table="CUSTOMERS">

  如果没有设置元素的table属性,Hibernate将直接以类名作为表名,也就是说,在默认情况下,与mypack.Customer类对应的表为Customer表。

  元素包含一个子元素及多个子元素。子元素设定持久化类的OID和表的主键的映射。以下代码表明Customer类的id属性和CUSTOMERS表中的ID字段对应。

  <id name="id" column="ID" type="long">
  <generator class="increment"/>
  </id>

  元素的子元素指定对象标识符生成器,它负责为OID生成惟一标识符。本书第5章(映射对象标识符)详细介绍了Hibernate提供的各种对象标识符生成器的用法。

  子元素设定类的属性和表的字段的映射。子元素主要包括name、type、column和not-null属性。

  1.元素的name属性

  元素的name属性指定持久化类的属性的名字。

  2.元素的type属性

  元素的type属性指定Hibernate映射类型。Hibernate映射类型是Java类型与SQL类型的桥梁。表2-4列出了Customer类的属性的Java类型、Hibernate映射类型,以及CUSTOMERS表的字段的SQL类型这三者之间的对应关系。

  表2-4 Java类型、Hibernate映射类型以及SQL类型之间的对应关系

  从表2-4看出,如果Customer类的属性为java.lang.String类型,并且与此对应的CUSTOMERS表的字段为VARCHAR类型,那么应该把Hibernate映射类型设为string,例如:

  <property name="name"
  column="NAME" type="string"
  not-null="true" />

  如果Customer类的属性为java.lang.String类型,并且与此对应的CUSTOMERS表的字段为TEXT类型,那么应该把Hibernate映射类型设为text,例如:

  <property name="description"
  column="DESCRIPTION" type="text"/>

  如果Customer类的属性为byte[]类型,并且与此对应的CUSTOMERS表的字段为BLOB类型,那么应该把Hibernate映射类型设为binary,例如:

  <property name="image" column="IMAGE"
  type="binary"/>

  如果没有显式设定映射类型,Hibernate会运用Java反射机制先识

 

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