Kurz ORM: Porovnání verzí

Aktuální verze z 13. 5. 2013, 19:10

Tato stránka obsahuje kostru šestihodinového kurzu zaměřeného na ORM nástroje a zejména Java Persistence API

Úvod do ORM

• Objektově-relační mapování (ORM) [1] je technika, která zajišťuje konverzi dat mezi objektovým a relačním datovým modelem.
• Aplikace tak může ukládat data v relační databázi, ale na aplikační úrovni pracovat s objektovým modelem dat.
• K čemu je to dobré?

Jak zajistit perzistenci dat

• Viz vrstva persistence dat
• Nejčastěji se používají relační databáze. Proč?
• Proč použít objektový model?

Výhody ORM

• Možnost pracovat s objektovým modelem.
• Přenositelnost aplikací mezi různými databázovými systémy.
• Typová kontrola v době překladu aplikace.
• Eliminuje potenciální chyby v SQL, které se projeví až za běhu aplikace (to řeší i embedded SQL).
• Usnadňuje testování
• Často zjednodušuje a zpřehledňuje implementaci
• Efektivnější vývoj (automatické doplňování názvů metod u entit, snazší přístup k dokumentaci JavaDoc, apod.)

Nevýhody ORM

• Potenciálně menší výkon (ORM nástroj má jistou režii)
• Nemožnost využití výhod relačního modelu a všech možností relačních databází na aplikační úrovni (např. uložené procedury).
• Obvykle se pro přístup do databáze používá jeden společný účet (zejména v kombinaci s technikou connection pooling), takže není možné řídit oprávnění k přístupu na úrovni databáze.

Problémy ORM

• Na první pohled by se mohlo zdát, že se jedná o nepříliš složitý problém (jeden objekt <-> jedna entita).
• Ve skutečnosti je zde celá řada komplikací, které je nutné nějak řešit.
  • nejednoznačnost
  • různé typy vztahů
  • kompozice, agregace
  • dědičnost

• rdb ukládá skalární hodnoty organizované do tabulek (čili relací)
• objektový model pracuje s objekty a různými typy vazeb

Viz též http://en.wikipedia.org/wiki/Object-Relational_impedance_mismatch.

Základní principy =

• Dva základní přístupy
  • POJO Entity
  • Entity EJB (dnes již na ústupu)

• Způsob transformace mezi objektovým a relačním modelem může být definován
  • Pomocí externího souboru (obvykle ve formátu XML)
  • Pomocí speciálních JavaDoc komentářů (v době, kdy nebyly anotace, viz XDoclet)
  • Pomocí anotací

• Výhodou anotací je větší přehlednost, neboť definice objektového modelu i jeho mapování je na jednom místě. To zjednodušuje vývoj a usnadňuje údržbu.
• Výhodou externího souboru je nezávislost kódu entit na konkrétní technologii zajišťující ORM a také možnost měnit mapování bez nutnosti modifikovat kód.

• Nástroje umožňují generovat db schéma z ORM mapování, nebo naopak ORM mapování z DB schématu

Java Persistence API

• Viz Java Persistence API
• Standard pro zajištění perzistence dat prostřednictvím objektově relačního mapování (ORM).
• Definován prostřednictvím specifikace Enterprise JavaBeans 3.0 (JCP 220 [2]).
• Lze jej však použít zcela nezávisle na EJB
• Jedná se o rozhraní, které implementují různé ORM nástroje od různých dodavatelů
  • Hibernate
  • Toplink Essential
  • OpenJPA
• Obsahuje základní funkce, jednotlivé implementace mohou prostřednictvím svého proprietárního rozhraní poskytovat řadu dalších služeb a možností
• Výhodou je velké množství kvalitní dokumentace

Historie

• Původně se v EJB používaly Entity EJB (snaha o transparentnost).
• Bylo to zbytečně složité, problémy s výkonem a škálovatelností.
• Začaly se používat DTO a DAO.
• Vznikl Hibernate.
• Ten byl pak velkou inspirací pro JPA.
• JPA se nesnaží se být transparentní (není dobrý nápad možné problémy skrývat, ale je nutné dát vývojáři kontrolu).

Úvod do JPA

• Jednotlivé doménové objekty jsou reprezentovány pomocí tzv. entit.
• Entita je klasický POJO, tj. jednduchý a obyčejný objekt
• Entita má atributy, které reprezentují vlastnosti doménového objektu.
• Atributy jsou přístupné pomocí get/set metod.
• Entita musí mít bezparamentrický konstruktor a pokud má být používána k přenosu dat prostřednictvím RMI, musí být serializovatelná.
• Způsob uložení entity do relační databáze je definován pomocí anotací, nebo pomocí XML souboru.

První tutoriál

• JPA v NetBeans 6.0

Konfigurace

• Mapování může být definováno pomocí anotací nebo XML souboru.
• Configuration by exception
• Definice základních parametrů je v souboru persistence.xml. Tento soubor obsahuje jednu nebo více tzv. Persistence Unit.
• Persistence Unit obsahuje:
  • Definici způsobu připojení k databázi (u aplikací běžících v kontejneru prostřednictvím JNDI, u samostatných aplikací jako url, jméno a heslo)
  • Způsob řízení transakcí
  • Způsob generování tabulek při spuštění aplikace
  • Seznam entit, které jsou danou Persistence Unit spravovány
  • a případné další parametry

• EntityManagerFactory
• EntityManager

• Životní cyklus entity (managed, detached, apod.)

Mapování entit na relační schéma

• jak říci, že je položka tranzientní
• mapování základních typů
• primitivní versus objektové typy (null)
• mapování časových údajů
• primární klíče - generování, typy, best practices
• mapování výčtového typu
• Lazy fetching
• LOBy
• vztahy
• pokročilejší problémy (reprezentace dědičnosti, embeddable objekty, ...)

Dotazování

• Java Persistence QL

Transakce

• Řízení pomocí JPA
• Řízení pomoci JTA
• správně zacházet s vyjímkami

JPA a Java EE komponenty

• EJB, Servlety
• dependency injection
• transakce řízené kontejnerem

Tipy na závěr

• Kdy použít a kdy nepoužít ORM; jaké jsou alternativy (JDBC, RowSet, objektové databáze, commons-dbutils)
• nevýhody JPA ve srovnání s proprietárními API jednotlivých ORM nástrojů; co JPA neumí (uživatelsky definované mapování objektových typů, ...)
• Anotace versus deskriptory
• Entity a DTO objekty;
• Správná granularita entit, žádná business logika
• Kdy je lepší generovat schéma (tj. DDL soubor) z ORM mapování a kdy je to lepší naopak (lepší definice referenční integrity na úrovni SQL)
• Správně zacházet s výjimkami
• Best practices k vazbám
• Vztah k data binding