JavaEE轻量级框架Struts2 spring Hibernate整合开发 第5章Hibernate的基础知识

JavaEE轻量级框架Struts2+spring+Hibernate整合开发

第5章Hibernate的基础知识内容5.1ORM基本概念5.2Hibernate的体系结构5.3HibernateAPI简介5.4Hibernate的配置文件5.5Hibernate中的持久化类5.6Hibernate的对象-关系映射文件5.8在MyEclipse中使用Hibernate5.7通过HibernateAPI操纵数据库5.9Session的缓存5.1ORM基本概念

5.1.1ORM框架简介目前ORM框架有很多，但比较流行的主要有以下几种：EJB框架：EJB是原来的sun公司的服务器端组件模型，设计目标与核心应用是部署分布式应用程序。Hibernate框架：Hibernate是目前最流行的开源ORM框架，它对JDBC进行了非常轻量级的对象封装，使得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。iBATIS框架：iBATIS是Apache软件基金组织的子项目。它提供的持久层框架包括SQLMaps和DataAccessObjects（DAO），同时还提供一个利用这个框架开发的JPetStore实例。TopLink框架：TopLink原署WebGain公司的产品，后被Oracle收购，并重新包装为

OracleASTopLink。5.1ORM基本概念5.1.2ORM中的映射关系ORM的主要目的是通过类和对象来操作数据库，所以在ORM中必须解决编程语言中的类与对象和数据库中的表之间的映射。不同的框架中实现的方式有所不同但基本思路是一样的。类与数据库中表的映射：对象与表中的记录的映射类的属性与数据库中表的字段的映射5.2Hibernate的体系结构Hibernate体系结构的概要图如下：ApplicationHibernateHibernate.propertiesXMLMappingDatabasePersistentObjects5.2Hibernate的体系结构过图5-1可以看出，Hibernate是连接应用程序与数据库之间的一个中间件，在应用程序中通过创建持久化类来使用Hibernate。这样应用程序不再关心后台所用的是什么数据库，实现了应用程序的业务逻辑与数据库之间的解耦。在Hibernate框架内需要两个文件，一个是Hperties，该文件用于配置Hibernate和数据库的连接信息，另一个是XML映射文件，该文件用来描述持久化类和数据库表、数据列之间的对应关系。5.2Hibernate的体系结构Hibernate具体实现类结构ApplicationTransactionFactoryConnectionProviderDatabasePersistentObjectsTransientObjectsSessionFactorySessionTransactionJNDIJDBCJTA5.2Hibernate的体系结构图5-2中各个对象的定义如下：SessionFactory(org.hibernate.SessionFactory)是针对单个数据库映射关系经过编译后的内存镜像，是线程安全的（不可变）。它是生成Session的工厂，本身要用到ConnectionProvider。该对象可以在进程或集群的级别上，为那些事务之间可以重用的数据提供可选的二级缓存。5.2Hibernate的体系结构Session(org.hibernate.Session)表示应用程序与持久储存层之间交互操作的一个单线程对象，此对象生存期很短。其隐藏了JDBC连接，也是Transaction的工厂。其会持有一个针对持久化对象的必选（第一级）缓存，在遍历对象图或者根据持久化标识查找对象时会用到。Transient：瞬态(transient)和脱管(detached)的对象及其集合，那些目前没有与session关联的持久化类实例。他们可能是在被应用程序实例化后，尚未进行持久化的对象。也可能是因为实例化他们的Session已经被关闭而脱离持久化的对象。5.2Hibernate的体系结构Transaction(org.hibernate.Transaction)：事务Transaction是应用程序用来指定原子操作单元范围的对象，它是单线程的，生命周期很短。它通过抽象将应用从底层具体的JDBC、JTA以及CORBA事务隔离开。某些情况下，一个Session之内可能包含多个Transaction对象。尽管是否使用该对象是可选的，但无论是使用底层的API还是使用Transaction对象，事务边界的开启与关闭是必不可少的。5.2Hibernate的体系结构ConnectionProvider此对象生成JDBC连接的工厂（同时也起到连接池的作用）。它通过抽象将应用从底层的Datasource或DriverManager隔离开。仅供开发者扩展或实现用，并不暴露给应用程序使用。TransactionFactory(org.hibernate.TransactionFactory)对象生成Transaction对象实例的工厂。仅供开发者扩展或实现用，并不暴露给应用程序使用。5.2Hibernate的体系结构JNDI(JavaNamingandDirectoryInterface，Java命名和目录接口)是一组在Java应用中访问命名和目录服务的API。命名服务将名称和对象联系起来，使得我们可以用名称访问对象。目录服务是一种命名服务，在这种服务里，对象不但有名称，还有属性。JDBC（JavaDataBaseConnectivity,java数据库连接）是一种用于执行SQL语句的JavaAPI，可以为多种关系数据库提供统一访问，它由一组用Java语言编写的类和接口组成。5.2Hibernate的体系结构JTA，即JavaTransactionAPI，译为Java事务API。JTA允许应用程序执行分布式事务处理，在两个或多个网络计算机资源上访问并且更新数据。JDBC驱动程序的JTA支持极大地增强了数据访问能力。5.3HibernateAPI简介Hibernate一共有6个核心接口：Configuration、SessionFactory、Session、Transaction、Query和Criteria。它们的关系如图5-3所示。5.3HibernateAPI简介Configuation接口Hibernate应用通过创建Configuration实例来指定对象-关系映射文件的位置或者动态配置Hibernate的属性，然后创建SessionFactory实例。SessionFactory接口一个SessionFactory实例对应一个数据库连接，应用从SessionFactory中获得Session实例。SessionFactory有以下特点：5.3HibernateAPI简介它是线程安全的，它的实例可以被多个应用的线程共享。它是重量级的，不能随意创建或销毁它的实例。如果应用只访问一个数据库，只需要创建一个SessionFactory实例，在应用初始化的时候创建该实例。如果应用同时访问多个数据库，则需要为每个数据库创建一个单独的SessionFactory实例。5.3HibernateAPI简介Session接口Session接口是Hibernate应用中使用最多的接口。Session也被称为持久化管理器，它提供了和持久化相关的操作，如数据库的添加、删除、更新、加载和查询。Session有以下的特点：不是线程安全的，因此在设计软件架构时，应该避免多个线程共享同一个Session实例。Session实例是轻量级的，所谓轻量级，是指它的创建和销毁不需要耗费太多的资源。这意味着在程序中可能经常创建或销毁Session对象，例如可以为每个请求分配单独的一个session实例。5.3HibernateAPI简介Transaction接口Transaction接口是Hibernate的数据库事务接口，它对底层的事务接口做了封装，底层事务接口包括：JDBCAPIJTA(JavaTransactionAPI)CORBA(CommonObjectRequestBrokerArchitecture)API5.3HibernateAPI简介Query和Criteria接口Query和Criteria接口是Hibernate的查询接口，主要用于数据库对象查询，以及控制执行查询的过程。Qurey实例包装了一个HQL(HibernateQueryLanguage)查询语句，HQL查询语句与SQL查询语句有些相似，但HQL查询语句是面向对象的，它引用类名及类的属性名，而不是表名及表的字段名。Criteria接口完全封装了基于字符串形式的查询语句，比Query接口更加面向对象，Criteria接口擅长于执行动态查询。Session接口的find()方法也具有数据查询功能，但它只是执行一些简单的HQL查询语句的快捷方法，它的功能远没有Query接口强大。5.4Hibernate的配置文件通过上一节的API接口之间的关系可知Hibernate进行持久化操作离不开SessionFactory对象，这个对象是整个数据库映射关系编译后的内存镜像，该对象通常由Configuration对象来产生。在创建Configuration对象之前可为其指定一个配置文件，这个配置文件保存了数据库连接信息，当创建对象时这个配置文件也会被一同加载到内存中。5.4Hibernate的配置文件随着Hibernate所使用配置文件的不同，创建Configuration对象的方式也不相同。通常有以下两种Hibernate的配置文件，perties和hibernate.cfg.xml文件。我们着重介绍常用的XML配置文件hibernate.cfg.xml。例5-1下面我们看一个简单的Hibernate.cfg.xml配置文件，这个配置文件是描述一个MySql数据库testdb的相关配置信息。，5.4Hibernate的配置文件<?xmlversion='1.0'encoding='UTF-8'?><!DOCTYPEhibernate-configurationPUBLIC"-//Hibernate/HibernateConfigurationDTD3.0//EN""/hibernate-configuration-3.0.dtd"><hibernate-configuration> <session-factory> <propertyname="connection.username">root</property> <propertyname="connection.url">jdbc:mysql://localhost:3306/testdb </property> <propertyname="dialect">org.hibernate.dialect.MySQLDialect </property> <propertyname="connection.password">11</property> <propertyname="connection.driver_class">com.mysql.jdbc.Driver </property> <mappingresource="com/ssh/book/entity/SysUser.hbm.xml"/> </session-factory></hibernate-configuration>5.4Hibernate的配置文件这是一个最基本的Hibernate配置文件，有了这个文件就可以创建Configuration对象，也就可以创建一个SessionFactory实例，有了这个实例就可以面向对象的方式操作数据库了。在hibernat.cfg.xml文件中都是以属性的方式来配置相关信息的，下面的表中列出一些常用的属性及其含义。5.4Hibernate的配置文件hibernate.connection.driver_class设置连接数据库的驱动。如MySql数据库的驱动：com.mysql.jdbc.Driverhibernate.connection.url设置所需连接数据库服务的URL。如连接MySql数据库的字符串为:jdbc:mysql://localhost:3306/testdb，其中testdb为连接的具体数据库的名字。hibernate.connection.username连接数据库的用户名。如连接MySql数据库的默认用户名为：roothibernate.connection.password连接数据库的密码hibernate.connection.dialect设置连接数据库所用的方言。如MySql数据库的方言为Mysql。hibernate.connection.datasource指定数据源JNDI名字。如果数据源是JNDI则用到此属性。hibernate.connection.jndi.url指定JNDI提供者的URL，此项可选hibernate.sho_sql设置是否在控制台上输出Hibernate生成的SQL语句。只能为true和false。此项在调试程序时是非常有用的。hibernate.connection.jndi.class指定JNDIinitialContextFactory的实现类，此项可选hibernate.cache.use_query_cache设置是否允许查询缓存hibernate.cache.use_second_level_cache用于设置是否启用二级缓存hibernate.max_fetcdh_depth设置外连接抓取的深度5.5Hibernate中的持久化类持久化类是指需要被Hibernate持久化到数据库中的实例所对应的类。Hibernate采用的是低入侵式的设计，所以对持久化类没有作任何要求，Hibernate中操作的持久化类对象都是普通的Java类对象，我们也称为POJO，与普通的JavaBean没有什么区别，但有些规则还是要遵守的。5.5Hibernate中的持久化类持久化类必须有一个无参的构造方法：持久化类必须有一个唯一标识属性持久化类的每个属性必须提供setXXX()和getXXX()方法持久化类何时需要实现java.io.Serializable接口，这取决于应用环境：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JavaWeb应用中，如果希望对HttpSession中存放的对象进行持久化，那么这个Java对象所属的类也必须实现Serializable接口。5.5Hibernate中的持久化类Hibernate的持久化对象有以下三种状态。瞬态：对象由new操作符创建，且尚未与HibernateSession关联的对象被认为处于瞬态。瞬态对象不会被持久化到数据库中，也不会被赋予持久化标识。如果程序中失去了瞬态对象的引用，瞬态对象将被自动回收。使用HibernateSession可以将其变为持久化装态。持久化：持久化实例在数据库中有对应的记录，并拥有一个持久化标识。持久化实例可以是刚刚保存的，也可以是刚被加载的。无论哪一种，持久化对象都必须与指定的HibernateSession关联。Hibernate会检测到处于持久化状态对象的改变，在对象操作完成时会将对象数据自动写回数据库。5.5Hibernate中的持久化类脱管：某个实例曾经处于持久化状态，但随着与之关联的Session被关闭，该对象就变成了脱管装态。脱管对象的引用依然有效，对象可继续被修改。如果重新让脱管对象与某个Session关联，这个脱管对象会重新转换为持久化装态，而脱管期间的改动也不会丢失，也可被写入数据库。对象状态转换如图5-4所示5.5Hibernate中的持久化类对象状态转换图5.5Hibernate中的持久化类给出MySql数据库testdb中的部门表department对应的POJO（普通Java类对象），表的结构为：depId[Integer]、depName[varchar(45)]、depFlag[char(1)]。Department.java代码如下：5.5Hibernate中的持久化类privateIntegerdepId; privateStringdepName; /**defaultconstructor*/ publicDepartment(){ } /**minimalconstructor*/ publicDepartment(StringdepName,StringdepFlag){ this.depName=depName; } publicIntegergetDepId(){ returnthis.depId; } publicvoidsetDepId(IntegerdepId){ this.depId=depId; } publicStringgetDepName(){ returnthis.depName; } publicvoidsetDepName(StringdepName){ this.depName=depName; }}5.5Hibernate中的持久化类这是一个普通的Java类，没有父类也没有实现任何接口，类中的属性与表中的属性是一一对应的，数据库的数据类型要转换为相应的Java数据库类型，每个属性要有相应的set和get方法，还要有一个默认的构造方法。这实际上就是一个普通的JavaBean。5.6Hibernate的对象-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库之间的映射。在程序运行时，Hiberante将根据这个映射文件来生成各种SQL语句。一般的数据库中一个表对应一个映射文件，这些映射文件的结构基本上是相同的。每个映射文件的内容主要是以XML的方式描述数据库表的相关信息。5.6Hibernate的对象-关系映射文件例5-3数据表department的映射文件。数据库testdb中的部门表department在MySql中的结构如下图所示，这个表一共有三个属性：depId(INTEGER)、depName(VARCHAR)、depFlag(CHAR)，其中depId是主键，并且是自动增长的。在Hibernate中对应的映射文件Department.hbm.xml的代码如下：5.6Hibernate的对象-关系映射文件<?xmlversion="1.0"encoding="utf-8"?><!DOCTYPEhibernate-mappingPUBLIC"-//Hibernate/HibernateMappingDTD3.0//EN""/hibernate-mapping-3.0.dtd"><hibernate-mapping><classname="com.entity.Department"table="department"catalog="testdb"><idname="depId"type="java.lang.Integer"><columnname="depId"/><generatorclass="native"/></id><propertyname="depName"type="java.lang.String"><columnname="depName"length="45"not-null="true"/></property></class></hibernate-mapping>5.6Hibernate的对象-关系映射文件文档中的元素及其属性的含义解释如下。<class>元素：一个<class>对应一个持久化类，每个持久化类对应一个数据表。Name属性指定类所在的包和类的名字，table属性指定了数据表的名字，catalog指定了数据表所在数据库的名字。<id>元素：<id>是<class>的子元素。由于表中的每个记录都有一个唯一标识，对应的类的实例也要有一个唯一的标识属性，这是通过<id>子元素定义的，<id>元素的name属性定义了持久化类的唯一标识属性变量，type属性定义了变量的数据类型，这里的数据类型可以是java的数据类型也可以是Hibernate的数据类型，我们这里是java的数据类型。5.6Hibernate的对象-关系映射文件<column>元素：<column>是<id>的子元素。它是用来指定数据表中的标识列的名字的。<generator>元素：<generator>是<id>的子元素。它是用来指定唯一标识的生成方式，是标识符生成器，最终是以什么方式生成标识符是由class属性的值来决定的。Class属性的值及其含义如表5-2所示。表5-2Class属性的值及其含义5.6Hibernate的对象-关系映射文件Class的值含义increment适用于代理主键。由Hibernate自动以自增的方式生成标识符，每次增量为1identity适用于代理主键。由底层数据库生成标识符，前提条件是底层数据库支持自动增长字段类型sequence适用于代理主键。Hibernate根据底层数据库的序列来生成标识符，前提条件是底层数据库支持序列hilo适用于代理主键。适用于代理主键。Hibernate根据high/low算法来生成标识符native适用于代理主键。根据底层数据库对自动生成标识符的能力来选择identity、sequence或hilouuid.hex适用于代理主键。Hibernate采用128位的UUID算法生成标识符，UUID算法能够生成网络环境中的唯一字符串标识assigned适用于自然主键。由Java应用程序负责生成标识符5.6Hibernate的对象-关系映射文件<property>元素：<property>元素是<class>的子元素，每个<class>可以有0个或多个<property>子元素，它的多少取决于数据表中属性列的个数。<property>是用来指定与数据表的属性列对应的持久化类中的属性变量的。name属性指定了持久化类中变量的名字，type属性指定属性变量的数据类型。<column>元素：<column>是<property>的子元素，它主要描述数据表属性列的相关信息。<column>的name属性指定了持久化类对应的数据表中的属性列的名字，它的length属性指定了字符串的最大长度限制，not-null指定此列是否允许为空的限制。5.7通过HibernateAPI操纵数据库Hibernate对JDBC进行了封装，提供了面向对象的API来操作数据库。如图5-6所示为通过HibernateAPI访问数据库的示意图Java应用HibernateAPIJDBCAPI数据库5.7通过HibernateAPI操纵数据库在Hibernate中要想通过API操作数据库，必须先获得一个Session对象，通过这个对象的相关方法才可以操作数据库。获取对象的步骤如下：创建一个Configuration类的实例，Configuration类的构造方法把默认文件路径下的Hibernate配置文件hibernate.cfg.xml中信息读入内存，示例代码如下：Configurationconf=newConfiguration()；调用Confgiuration对象的buildSessionFactory()方法得到一个SessionFactory类的实例，示例代码如下：SessionFactorysf=conf.buildSessionFactory();调用SessionFactory对象的OpenSession()方法可获得一个Session类的实例，示例代码如下：Sessionsession=sf.openSession();5.7通过HibernateAPI操纵数据库Session接口提供了操纵数据库的各种方法，常用的方法原型如下：Serializablesave(Objectobj)：将对象obj变为持久化状态，同时保存到数据库中。voidupdate(Objectobj)：更新数据库的obj对象，此时是先在数据库中根据UID查找记录，然后更新。这里执行了两次SQL语句。voiddelete(Objectobj)：根据对象obj中的UID从数据库删除相应的记录。Objectload(Classarg0，Serializablearg1)：这里的arg0是代表某一个具体的类，arg1是一个实现了Serializable的对象，如Integer就实现了Serializable。作用是根据主键加载一个对象到内存中。5.7通过HibernateAPI操纵数据库Objectget(Classarg0，Serializablearg1)：这个方法的作用与load方法相同，但区别是load具有延迟加载的功能，不会立即访问数据库，在需要的时候再访问数据库。而get方法是立即访问数据库并返回相应的对象，如果对象不存在则反回null。

以上只是sessin的几个常用方法，session还有很多方法，详细的介绍可参考API文档。下面是一个用HibernateAPI操作数据表的实例。例5-4Hibernate对数据表department进行增、删、改和查的操作。5.8在MyEclipse中使用Hibernate在MyEclipse工程中应用Hibernate框架有以下四个步骤：创建Java项目

创建Java项目工程chap5，在src下