一卡通系統(tǒng)中持久層的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

文章出處：http://www.luckydriving.com 作者： 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年09月12日

    摘 要：主要論述運(yùn)用基于O／R(Object／Relational對(duì)象／關(guān)系)映射技術(shù)的hibernate框架來設(shè)計(jì)一卡通系統(tǒng)中持久層，從持久層的設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)都做了具體的說明．先介紹一卡通系統(tǒng)持久層的整體架構(gòu)，再從具體類之間的關(guān)系對(duì)持久層做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，最后通過一卡通持久層的實(shí)現(xiàn)來完成從理論到實(shí)踐、從設(shè)計(jì)到實(shí)際應(yīng)用的過程．

    計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件發(fā)展到現(xiàn)在由單層體系結(jié)構(gòu)發(fā)展為多層體系結(jié)構(gòu)，而三層結(jié)構(gòu)是目前典型的一種應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)．它包括表述層：提供與用戶的交互界面；業(yè)務(wù)邏輯層：實(shí)現(xiàn)多個(gè)業(yè)務(wù)邏輯；數(shù)據(jù)庫層：負(fù)責(zé)存放和管理應(yīng)用的持久性業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)．而hibernate是連接java應(yīng)用程序的關(guān)系數(shù)據(jù)庫的中間件 J，在分層軟件架構(gòu)中它位于持久層，封裝了所有數(shù)據(jù)訪問細(xì)節(jié)，使業(yè)務(wù)邏輯層可以專注于業(yè)務(wù)邏輯．

    1 一卡通系統(tǒng)持久層的設(shè)計(jì)

    一卡通系統(tǒng)是基于J2EE(Java 2 Enterprise E-dition建立在Java 2平臺(tái)上的企業(yè)級(jí)應(yīng)用的解決方案)標(biāo)準(zhǔn)的分布式多層次的體系結(jié)構(gòu)，后臺(tái)應(yīng)用java語言開發(fā)服務(wù)器端應(yīng)用程序，前臺(tái)采用Delphi 開發(fā)客戶端應(yīng)用程序，應(yīng)用具有海量存儲(chǔ)的大型Oracle數(shù)據(jù)庫，采用開源的Jboss應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行邏輯處理．它借助校園網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，進(jìn)行科學(xué)合理建設(shè)，實(shí)現(xiàn)各校區(qū)、各類商務(wù)收費(fèi)、各種身份識(shí)別的一卡通行．

    1．1 持久層總體架構(gòu)

    圖1展示了一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫持久層的總體設(shè)計(jì)架構(gòu)．

圖1 一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫持久層的總體設(shè)計(jì)架構(gòu)

    在圖1中，將應(yīng)用層放在了持久層的上部，實(shí)際上在傳統(tǒng)的項(xiàng)目中，應(yīng)用層充當(dāng)著持久層的一個(gè)客戶端角色．持久層的接口大致可以分為以下幾種類型：

    (1)一些被用戶的應(yīng)用程序調(diào)用的，用來完成基本的創(chuàng)建、讀取、更新、刪除操作以及查詢操作的接口．這些接口是持久層實(shí)現(xiàn)用戶程序的商業(yè)邏輯的主要接口 ，包括Session、Transaction和Query． 
    (2)持久層用來讀取諸如映射表這類配置文件的接口，典型的有Configuration類．

    1．2 持久層詳細(xì)設(shè)計(jì)

    (1)對(duì)象持久化類：ClassPersister接口封裝了把一個(gè)對(duì)象實(shí)例持久化到數(shù)據(jù)庫中的所有邏輯．ClassPersister類非常簡單，它的三個(gè)屬性isProxy、isPersistent和timeStamp分別指示一個(gè)類對(duì)象是否是一個(gè)代理、是否是從持久機(jī)制獲取的以及由持久機(jī)制記錄的最后一次被應(yīng)用程序訪問的時(shí)間．代理對(duì)象只包括系統(tǒng)和用戶標(biāo)識(shí)一個(gè)對(duì)象所需的最少信息，因?yàn)樗鼈儽韧暾膶?duì)象小，所以可以減少網(wǎng)絡(luò)流量．當(dāng)需要真正的對(duì)象的時(shí)候，發(fā)送給代理load消息，可以刷新對(duì)象的所有屬性．屬性isPersistent的重要性在于一個(gè)對(duì)象需要知道它已經(jīng)存在于持久機(jī)制中還是新創(chuàng)建的，這將決定在保存對(duì)象時(shí)生成insert還是update語句．timeStamp屬性被用于支持持久機(jī)制中的樂觀鎖．ClassPersister實(shí)現(xiàn)了多個(gè)方法：如load、delete等，它們是可以將對(duì)象持久化的．也
就是說，應(yīng)用程序開發(fā)者不需要知道任何關(guān)于持久策略的知識(shí)就可以將對(duì)象持久化，只需要向?qū)ο蟀l(fā)送這些消息，而對(duì)象自己完成其它的事情．
    (2)持久化集合對(duì)象類：盡管Class Persister封裝了使單個(gè)對(duì)象持久化的行為，但是還不夠，因?yàn)槌３Ｐ枰僮鞫鄠€(gè)持久對(duì)象．CollectionPersister類層次就支持這種操作，它支持一次保存、獲取、刪除多個(gè)對(duì)象．Collection Persister是一個(gè)抽象類，它捕獲子類的公共行為但是不會(huì)直接被實(shí)例化．這個(gè)類允許定義用以限定對(duì)象范圍的選擇條件．
    (3)事務(wù)接口類：Transaction接口類的實(shí)例是通過Transaction-Factory的beginTransacti0n方法獲得．通過JDBC-Transaction類實(shí)現(xiàn)了transaction接口的各個(gè)方法．事務(wù)的典型生命周期 是：被創(chuàng)建，添加一系列操作任務(wù)，接受begin消息，然后或者提交事務(wù)、或者回滾事務(wù)、或者重試．只能在begin方法返回成功后，才能提交事務(wù)．否則要么回滾，要么當(dāng)持久機(jī)制上的鎖已經(jīng)移除后，重試事務(wù)．提交和回滾事務(wù)的能力是非常重要的，因?yàn)槭聞?wù)是原子的，或者成功或者失敗，只能將所有任務(wù)完全回滾或者完成所有任務(wù)后完全提交．
    (4)緩存機(jī)制：緩存可以使應(yīng)用程序避免為相同的數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行多次數(shù)據(jù)庫讀操作．如果應(yīng)用程序需要讀取一個(gè)持久化類的實(shí)例，但是并不打算修改它們，可以使用read—only緩存．這是最簡單，也是實(shí)用性最好的策略．應(yīng)用程序需要更新數(shù)據(jù)，可能read—write 緩存比較合適．Session緩存．不管何時(shí)當(dāng)傳遞一個(gè)對(duì)象給save，update或者saveOrUpdate，或者使用load，find，iterate或者filter取得一個(gè)對(duì)象的時(shí)候，該對(duì)象被加入到Session的內(nèi)部緩存中．當(dāng)后繼的flush被調(diào)用時(shí)，對(duì)象的狀態(tài)會(huì)和數(shù)據(jù)庫進(jìn)行同步．如果在處理大量對(duì)象并且需要有效的管理內(nèi)存的時(shí)候，可能不希望發(fā)生這種同步，evict方法可以從緩存中去掉對(duì)象和它的集合．在SessionFactory中定義了一些方法來從緩存中清除一個(gè)實(shí)例、整個(gè)類、集合實(shí)例或者整個(gè)集合．
    (5)持久管理器類：Session起著持久管理器的功能，它由Session—Facrory生成，在運(yùn)行時(shí)刻Session維護(hù)到持久機(jī)制(關(guān)系數(shù)據(jù)庫)的連接并管理持久機(jī)制的交互．Session實(shí)際上是在Connection、Query、Criteria和Transaction之間扮演了一個(gè)協(xié)調(diào)者，因?yàn)樗沁@些類的實(shí)例提交自己并被處理的地方．Session借助SessionFactorylmplementor和Sessi0nImplement0r與SQL生成器類層次，映射類層次和持久化機(jī)制類層次進(jìn)行交互．

    啟動(dòng)應(yīng)用程序時(shí)，開始要做的事情之一就是讓Session將創(chuàng)建映射類(ClassMap，AttributeMap )實(shí)例所需要的信息從持久機(jī)制讀進(jìn)來．Session會(huì)在內(nèi)存中緩沖這些映射類，以便在映射對(duì)象到持久機(jī)制的時(shí)候使用它們．Session的save、delete和load方法，將調(diào)用ClassPersister的相應(yīng)方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)象的持久化管理．如果已知某個(gè)持久化實(shí)例的標(biāo)識(shí)符，Session的load方法可取出它．一種形式使用一個(gè)類對(duì)象作為參數(shù)，會(huì)把狀態(tài)裝載到另一個(gè)新創(chuàng)建的對(duì)象中去．另一種是給出一個(gè)實(shí)例，會(huì)在其中裝載狀態(tài)．

    1．3 持久層的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

    在一卡通系統(tǒng)中，所有的業(yè)務(wù)對(duì)象，如用戶對(duì)象、帳戶對(duì)象、報(bào)表對(duì)象、權(quán)限對(duì)象、角色對(duì)象、日志對(duì)象等，都由持久層持久化服務(wù)將其映射至數(shù)據(jù)庫中相關(guān)的表，這些對(duì)象之間的關(guān)系表，如一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)多等也由持久層映射中的one to one、many to one、collection的many to many、one to many等元素映射在持久化對(duì)象中．

    1．3．1 持久層配置：持久層的配置使用xml(eXtensible Markup Language擴(kuò)展性標(biāo)識(shí)語言)進(jìn)行配置．配置文件命名為hibernate．cfg．xm1．我們主要配置數(shù)據(jù)庫連接的各種參數(shù)和根據(jù)項(xiàng)目的進(jìn)展逐步添加涉及的映射文件，以供持久層管理事務(wù)、產(chǎn)生SQL和管理JDBC連接等．
    1．3．2 數(shù)據(jù)表的設(shè)計(jì)：數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)主要是對(duì)各個(gè)業(yè)務(wù)對(duì)象設(shè)計(jì)相應(yīng)的表和它們之間的關(guān)系表，同一般的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)一樣．一卡通系統(tǒng)包括學(xué)?；拘畔⒈?、食堂營業(yè)部門表、帳戶表、卡表、卡類型表、消費(fèi)數(shù)據(jù)表及操作日志表等等．多數(shù)表之問存在關(guān)系，如帳戶和卡之問存在一對(duì)多的關(guān)系、卡類型和卡之問存在一對(duì)多的關(guān)系等．
    1．3．3 實(shí)體Bean(EntityBean)的編寫：將一卡通系統(tǒng)中所有需要持久化的類以標(biāo)準(zhǔn)JavaBean的形式編寫．對(duì)每一個(gè)屬性值都要有public的getXXX和setXXX，命名符合bean方法的命名規(guī)則．
    1．3．4 映射(Mapping)文件的編寫：Mapping文件寫得正確與否關(guān)系著持久層的持久化服務(wù)能否正常運(yùn)行；寫得是否合適對(duì)整個(gè)解決方案的性能也有很大的影響．在這里，需要注意的就是各種關(guān)系的映射．映射文件的放置位置要和配置文件hibernate．cfg．xml中指明的位置保持一致．
    1．3．5 持久化對(duì)象操作：先用Configuration方法調(diào)用properties文件進(jìn)行系統(tǒng)環(huán)境的初始化配置，并且利用addClass分別調(diào)用映射資源文件(object．xm1)和映射類文件(object．class)．調(diào)用configuration．getproperties，檢查所使用的數(shù)據(jù)庫，檢查表的關(guān)聯(lián)性，一對(duì)多等關(guān) 系的設(shè)置，檢查外鍵約束性等．使用數(shù)據(jù)庫的JDBC的驅(qū)動(dòng)連接數(shù)據(jù)庫，查看所用數(shù)據(jù)庫連接池，同時(shí)檢驗(yàn)JNDI等的配置情況．

    2 程序的執(zhí)行

    顯示結(jié)果，啟動(dòng)應(yīng)用服務(wù)器jboss進(jìn)行系統(tǒng)的初始化，實(shí)現(xiàn)持久層與Oracle數(shù)據(jù)庫的連接．如圖2在eclipse(java開發(fā)環(huán)境)的控制臺(tái)中的運(yùn)行結(jié)果．

圖2 eclipse IDE下程序的jboss啟動(dòng)服務(wù)的初始化運(yùn)行結(jié)果

    3 結(jié)束語

    利用持久層的對(duì)象持久化服務(wù) ，可以有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)到業(yè)務(wù)對(duì)象的O／R映射，簡化了客戶端對(duì)數(shù)據(jù)庫的操作過程．并且在項(xiàng)目后期維護(hù)、程序修改以及更換數(shù)據(jù)庫方面提供了便利；有利于節(jié)約開發(fā)成本和時(shí)間，提高業(yè)務(wù)應(yīng)用性能，使其具有更靈活的業(yè)務(wù)邏輯．

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    作者簡介：周化峰(1979-)，男，遼寧丹東人，沈陽理工大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 碩士研究生

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