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程序设计实用技术 - Hibernate 目标： 深入理解持久层框架 掌握 Hibernate配置方法、开发流程 掌握 Hiberate性能优化 学习对象： 具备一定 Java编程能力的初级程序员 。 预备知识： 了解数据库的基本概念 熟悉常用 SQL语言，具备一定的 Java编 程能力 课程内容： 持久层和 ORM Hibernate基础 Hibernate性能优化 程序设计实用技术 JAVA方向 第一讲 持久层和 ORM 章节目标： 理解持久层和 ORM 持久层概述： 什么是 持久化 ？ 什么是 持久层 ？ “ 持久化 ” 与 “ 持久层 ” 之间的 关系 ？ 持久层概述： 什么是持久化？ 将数据保存到物理的储存器（硬盘、磁带 等）上的过程叫持久化。 什么是持久层？ 专门负责处理与物理数据相关操作（持久化 数据，以供日后使用）的独立层次。 之间的关系？ 持久化是动词，表示将内存中的数据存储到 数据库或其他媒介。 持久层是名词，实现数据持久化的一个相对 独立的领域（层）。 消费者 /前 端 仓库 /数据库系统 消费者 /前 端 仓库 /数据库系统 商场 /业务类 消费者 /前 端 仓库 /数据库系统 超市 /业务类 物流公司 /持久层 现实模型与持久层 ？ Application上层应用层 Transaction Layer 事务层 Data Access Logic 数据访问逻辑 Persistence Layer 持久层 Database 数据层 持久层逻辑边界 ？ View Control Model JSP Action 持久层 Database 业务逻辑 持久层在 MVC中： 持久层解决了 MVC什么问题？ 当发生以下三种情况： （ 1）表示层发生变化 （ 2）业务逻辑层发生变化 （ 3）底层数据格式或持久化机制发生变化 数据 持久化代码 不需要重新编译 为什么可以达到上述目标？是什么来的？ 解耦合 持久层概述： 什么是解耦合？ 采用某种方法将紧密耦合的关 系转换为松散耦合的关系的过程 什么是耦合度？ 两个事物之间的耦合程度 什么是耦合度适中？ 事物之间的耦合度符合实际情况 或要求 紧耦合 耦合适中 太松耦合 持久层概述： 现实中还有哪些解耦合的实例？ 电脑 ，各个组件（显示器、 CPU、硬盘、内存）之间 相互独立，组合在一起又能一起工作，连接它们的是 共同实现的标准接口；（思考集成显卡、网卡？） 电脑上的 USB接口与原来的串口之间存在耦合度区别； 建筑中的砖混结构、框架结构； 社会上各行各业的产生，也是一种解耦合的过程。发 电厂的建立，使工厂不必为了开动机器去发电； 工程化也可以说就是一个解耦合的过程 。 现实中的解耦合的实例： 持久层概述： 软件设计中解耦合的自然进化 实例：记录论坛用户登录次数 public boolean addLoginCount(String id,int count) Connection conn = null; Statement stmt = null; try Class.forName(“oracle.jdbc.driver.OracleDriver”); conn = DriverManager.getConnection( “ jdbc:orcle:thin:dbServer:1521:forum”, “ MyUserName”, “ MyPassword”); String sqlStr = “update BBSUser set loginCount=loginCount+1” + “ where id=”+id+”; stmt = conn.createStatement(); return stmt.execute(sqlStr); catch(ClassNotFoundException e) e.printStackTrace(); public boolean addLoginCount(String id,int count) Connection conn = null; Statement stmt = null; try Class.forName(Config.getValue(“JDBC_DRIVER”); conn = DriverManager.getConnection( Config.getValue(“DB_URL”), Config.getValue(“DB_USER”), Config.getValue(“DB_PWD”); String sqlStr = “update BBSUser set loginCount=loginCount+1” + “ where id=”+id+”; stmt = conn.createStatement(); return stmt.execute(sqlStr); catch(ClassNotFoundException e) e.printStackTrace(); 实例：记录论坛用户登录次数 从编写代码的角度看他们的优点： （）第一段代码很容易掌握，容易理 解，直截了当，可以很好的执行。 （）第二段代码要引入一个外部文件， 用来保存数据库连接信息，不大容易实现， 但也比较好理解，也可以很好的执行。 从耦合度的角度看，比较其优缺点？ 如数据库密码泄露，管理员要修改数据库 密码 : 第一段代码： （）找到所有的与数据库连接相关的代码，修 改密码； （）重新编译修改后的文件； （）重新部署软件。 第二段代码： （）修改外部文件中配置的密码； （）不需要重新编译； （）不需要重新部署软件。 进一步改进的方法？ Connection conn = DBHelper.getConnection(); 再进一步改进的方法？ ? 软件设计中解耦合的目标 为什么要解耦合？ 从 MVC理解软件设计中的解耦合 软件系统解耦合的目标： 数据访问 操作系统 数据库系统 应用系统 应用逻辑 应用程序层内部解耦合？ 业务逻辑与数据访问逻辑分离 应用程序与资源层解耦合？ 应用层逻辑与底层数据库、操作系统结构分离 程序设计实用技术 JAVA方向 第二讲 DAO模式解耦合 解耦合实例 ： DAO模式 示例：银行转帐 现有 账户 A 账户 B 转帐金额 amount 由账户 A转给账户 B。 编写一个方法，实现转帐。 public boolean zhuanzhang(String user1,String user2,int amount) Connection conn = DBHelper.getConnection(); /获得数据库连接 PrearedStatement stmt = conn.prepareStatement( “ select * from user where username=?”); stmt.setString(1,user1); ResultSet user1_Set = stmt.executeQuery(); if (user1_Set.next() /检查 账户 A 余额是否够转帐 ， 够则减掉要转帐的金额 if (user1_Set.getInt(“amount”)=amount) PrearedStatement stmt = conn.prepareStatement( “ update user set amount = amount-“ stmt.executeUpdate(); else return false; /余额不足 else return false; /找不到 账户 A /将 账户 B 加上转帐金额 PrearedStatement stmt = conn.prepareStatement( “ update user set amount=amount+” stmt.setString(1,user2); stmt.executeUpdate(); return true; 示例：银行转帐 上例实现了三个操作： （）检查账户 A的余额是否够转帐； （）在账户 A中减掉要转帐的金额； （）在账户 B中加上要转帐的金额。 最后 DAO模式下的代码： public boolean zhuanzhang(String user1,String user2,int amount) User userA = UserProxy.getUser(user1); /分离数据访问逻辑 User userB = UserProxy.getUser(user2); return userA. accord(userB , amount); Factory模式 Proxy模式 DAO模式： Data Accessor Object(数据访问对象 DAO) Data 数据 Data Accessor 数据访问器 Domain Object 领域对象 (数据抽象 ) DAO模式分解 DAO模式解耦合的目标： Application 应用逻辑 Data Accessor 数据访问抽象 Domain Object业务对象 Database Accessor Abstract 数据访问接口 Database Accessor Imp 数据访问实现 DAO模式实现的层次 数据存储逻辑与业务逻辑分离 数据存储逻辑与数据底层实现 分离 （ 资源层解耦合 ） 封装业务对象 Database 在 DAO模式中引入 Factory模式： 如何理解 Factory工厂模式 ？ 根据给定的模具（ 类名称 ）， 从仓库里取出相应原料（ 类代码 ）， 加工成产品（ 类实现或对象 ）。 Factory模式： Factory模式： UserDAO userDAO = DAOFactory.getDAO(UserDAO.class); User userA = userDAO.getUser(User1); Factory在 DAO的作用？ 根据需要加载相应的实现，具体点说就是： 给定 UserDAO.class类名，产生 UserDAO类实现。 之前的实现 完成银行转帐： public boolean zhuanzhang(String user1,String user2,int amount) UserDAO userDAO = DAOFactory.getDAO(UserDAO.class); User userA = UserDAO.getUser(user1); User userB = UserDAO.getUser(user2); return userA. accord(userB,amount); 最终版本 现实生活中的 Proxy代理？ 软件开发中的 Proxy代理？ 在 DAO模式中引入 Proxy模式 在 DAO模式中引入 Proxy模式 public class UserProxy public static User getUser(String userid) UserDAO userDAO = (UserDAO)DAOFactory.getDAO(UserDAO.class); return userDAO.getUser(userid); public static void sava(User user) UserDAO userDAO = (UserDAO)DAOFactory.getDAO(UserDAO.class); userDAO.save(user); 最终版本 为什么要引入 Proxy？ 、使得代码看起来更整洁 、为附加其他功能留接口 、？ 为什么要引入 Proxy？ 思考类比房屋建筑中的代理层？ 最终版本 DAO模式总结： Client DAOFactory UserDAO UserObject UserProxy UserData/Table DBHelper 应用层 数据访问层 数据层 对象 /关系映射 DAO模式总结： 对象 描述 Client 业务逻辑，相对与数据库层来说是客户 UserProxy 执行代理，执行业务逻辑需要的针对数据库的操作 DAOFactory DAO工厂，根据配置文件产生 DAO对象类 UserDAO DAO对象，使用 DBHelper连接数据库，加载数据 /实例 化 DAO DBHelper 连接数据库帮助类，使用配置文件连接数据库 UserObject 数据封装类，具有属性和 get/set方法，对表 /关系数 据进行封装 UserDate/Table 数据库表，表记录是 UserObject的属性，实例化 UserObject DAO模式总结： Client Object/业务逻辑 DAOProxy/代理 DAOFactory/DAO工厂 Implementation/DAO实现 DAOConfiguration 调用服务方法 获得服务实现接口 获得 DAO配置 获得 DAO/服务实现 执 行 方 法 返回结果 （ 1） interface接口，在实现解耦合中的作用？ （ 2） Java Class动态加栽？ （ 3） XML配置文件？ 回顾与 DAO相关的知识： 提升持久层性能 软件系统中有哪些性能指标？ 提升持久层性能： 数据库容量 执行某次业务的时间 同时并发访问数 等等 软件系统中有哪些性能指标？ 系统性能低下有哪些原因？ 提升持久层性能： 硬件环境、网络环境差 软件配置环境低（操作系统、数据库 系统）达不到系统使用要求 设计本身存在缺陷 系统性能低下有哪些原因？ 设计本身存在缺陷，主要表现在： 、算法不科学合理 、资源的管理和调配失当 哪一个是最主要因素？ 提升持久层性能： 从前有一个钢铁工厂，有个车间，每个车间的 生产效率都很高（工人技能高、生产管理科学、设备 先进）； 每个车间都设立有自己的原料采购车队，以保障生产 所需的原料。 （存在的问题？如何解决？） 提升持久层性能： 从前有一个 DAO模式的系统，有个子过程，每 个子过程的执行效率都很高（代码非常简练，并经过 代码优化）； 每个子过程都包含有自己的数据库连接，以保障有效 的数据存取。 （存在的问题？如何解决？） 提升持久层性能： 问题出现的前提： “ 大量 ” 提升持久层性能： 市场对钢铁的需求 “ 大量 ” 增 长 用户同时登陆的数量 “ 大量 ” 增 长 会出现什么大问题？ 提升持久层性能： 措施： Connection Pool 数据库连接池 请求获得连接 数据库连接池 判断是否 有 有 没有 创建一个连接 移除返回连接 提升持久层性能： Connection Pool 数据库连接池 请求返回连接 数据库连接池 判断是否满 满 不满 加入到池中 关闭连接 提升持久层性能： 数据库连接池技术带来的优势？ （ 1）资源重用 （ 2）更快的响应速度 （ 3）控制资源分配 （ 4）避免连接泄露 提升持久层性能： 措施：缓存 计算机领域的缓存有哪些？ 缓存什么东西？为什么要缓存？缓存 到什么地方？ 软件系统中的缓存主要缓存什么？ 提升持久层性能总结回顾： 、数据库连接池引入的原因？ 提升系统性能。 、数据库连接池与持久层的关系？ 持久层负责数据访问。 数据库连接池负责统一管理和调 度数据库连接。 有了数据库连接才能访问数据。 提升持久层性能： 理解持久层、 DAO、数据库连接池这些 概念的目的是什么？ 是： 对现有持久层来历和发展方向有深入的理解，为 应用开发打下理论基础。 不是： 使用这些理论知识实现软件项目中的持久层。 因为： 不必为了吃面包，就要去种小麦。无论是商业领 域还是开源社区，都为我们提供了丰富的、久经 考验的持久层组件，比如 Hibernate。 程序设计实用技术 JAVA方向 第三讲 Hibernate基础开发 回顾 现有持久层框架： Hibernate Apache OJB Cayenne Jaxor iBatis jRelationFramework mirage SMYLE TopLink（ oracle，非 开 源 产 品） Hibernate是什么 ： 持久层框架？ ORM映射理论？ 提供强大、高性能的对象到关系型数据库持久化服务 的框架产品（开源） Hibernate的起源 ： Hibernate的设计者： Gavin King 2001年末，正式发布第一个版本 2003年中，发布 Hibernate2 2003年末， Hibernate被开源组织 JBoss收纳 2005年初，发布 Hibernate3 为什么如此快速的成功 ： 快速发布、即时响应 全面的回归测试 避免过渡设计 集权 文档 避免标准化 5分钟内成功运行 Hibernate 开发人员的责任感 快速起步 快速起步准备工作 ： 下载： Hibernate Hibernate-Extension Middlegen-Hibernate JUnit Mysql 准备开发工具： Eclipse MyEclipse4 准备数据库环境： Mysql/Oracle Hibernate配置 ： Hibernate日志 ： 第一程序 ： 代码解释 ： （）初始化 Hibernate配置管理类： Configuration。 （）通过 Configuration类实例创建 Session的工厂类： SessionFactory。 （）通过 SessionFactory得到： Session。 图释 ： Hibernate hibernate.hbm.xml SessionFactory Session Database Configuration 理解 ： Hibernate完成了什么配置工作 ？ 如何完成的 ？ Hibernate在数据操作中起到了什么作用 ？ 如何做的 ？ 基础语法 Configuration SessionFactory Session hibernate.hbm.xml hibernate.properties (myHibernate.hbm.xml) Session.save(user) Session.close() User.hbm.xml H I B E R N A T E 基础语法 ： Configuration类 负责管理 Hibernate的配置信息 Configuration config = new Configuration().configure(); File file = new File(“D:oramyHibernate.hbm.xml”); Configuration config = new Configuration().configure(file); 基础语法 ： SessionFactory类 负责创建 Session实例 。 是线程安全的 ， 可并发同时访问 。 Configuration config = new Configuration().configure(); SessionFactory factory = config.buildSessionFactory(); 基础语法 ： SessionFactory类 SessionFactory实例是 Configuration实 例 config根据当前的配置信息构造的 。 多个数据库就有多个 config实例，并构 造不同的 SessionFactory。 SessionFactory中保存着数据库配置的 所有映射关系，也维护缓存等，消耗巨大， 应重点考虑重用策略。 基础语法 ： Session类 持久化操作的基础 Configuration config = new Configuration().configure(); SessionFactory factory = config.buildSessionFactory(); Session session = factory.openSession(); 基础语法 ： Hibernate Session与 HttpSession的区别 ？ 基础语法 ： Session数据持久化方法： Save Get/Load flush Delete Query、 Criteria 基础配置 基础配置 ： Hibernate基础配置 主要针对 SessionFactory展开 Hibernate内部配置 与应用服务器（或容器）的相关配置 基础配置 ： Hibernate配置方法 主要针对 SessionFactory展开 使用配置文件 （ hibernate.hbm.xml/hibernate.propert ies） ,在 Hibernate启动时加栽配置属性。 使用 Configuration类在程序中，指定 配置属性。 基础配置 ： Hibernate配置属性分类： 数据库连接 数据库连接池 事务属性 对象 /关系映射文件 其他属性 Hibernate O/R Mapping Hibernate O/R Mapping？ Hibernate O/R Mapper？ 基本数据类型映射 ： Java数据类型 数据库字段类型 O/R映射定义 Hibernate类型转换 基本实体映射 ： Java对象与数据库表关系之间的映射： 类名 表名 主键映射 字段 属性 基本数据类型映射 ： Java对象 /POJO 数据库表关系 O/R映射定义 Hibernate数据交换 基本实体映射 ： Id int (pk) Name varchar(20) sex varchar(4) group_id int (fk) 学生表 Id int (pk) Code varchar(50) createTime time 学生证表 private int id; private String name; private String sex; private int group; Card card; Student private int id; private String code; private time createtime Student student; Card 自定义数据类型 映射 ： Hibernate自定义数据类型，接口： UserType CompositeUserType 将数据库中复杂的数据格式转换成业务层 易于操作的类型对象 复合主键 映射 ： 注意：有驳于业务逻辑和数据逻辑分离的原则 复合主键类： 基于实体类属性的复合主键 基于主键类的复合主键 需要实现： Serializable接口及 equals、 hashCode方法 Blob、 Clob字段映射： 不同的数据库对应的大对象类型不同 实体映射策略 ： Component组件映射 继承映射 Component组件映射 ： id int firstName vchar(20) lastName vchar(20) sex int age int homeAdd vchar(100) officeAdd vchar(100) telZone vchar(4) telPhone vchar(11) telPerson vchar(4) Name对象 Tel对象 通过将复杂的表字段分类，实现面向对象的领域划分，使 系统逻辑更加清晰。 继承映射 ： 学生表 id 姓名 性别 年龄 班级 老师表 id 姓名 性别 年龄 职务 Person类 Student类 Teacher类 继承映射 ： 用户表 id 姓名 性别 年龄 班级 学生表 id Person类 Student类 Teacher类 老师表 id 职务 继承映射 ： 用户表 id 姓名 性别 年龄 班级 用户类别 Person类 Student类 Teacher类 职务 级联关系 关系映射类别 ： 一对一关联 /one-to-one 一对多关联 /one-to-many 多对一关联 /many-to-one 多对多关联 /many-to-many ORM（对象 /关系映射），不但包括对单独的数据库表和对象 的映射，还包括对表之间的关联的影射。 一对一关联 ： 主键关联 Id int (pk) Name varchar(20) sex varchar(4) group_id int (fk) 学生表 Id int (pk) Code varchar(50) createTime time 学生证表 private int id; private String name; private String sex; private int group; Card card; Student private int id; private String code; private time createtime Student student; Card 一对一关联 ： 外键关联 Id int (pk) Name varchar(20) sex varchar(4) group_id int (fk) 学生表 Id int (pk) name varchar(50) 组表 private int id; private String name; private String sex; private Group group; Student private int id; private String name; Group Student.hbm.xml Group.hbm.xml 一对多关联 ： Id int (pk) Name varchar(20) sex varchar(4) group_id int (fk) 学生表 Id int (pk) address varchar(50) zipcode varchar(6) userid int 地址表 private int id; private String name; private String sex; private Group group; private Set address; Student private int id; private String address; private String zipcode; private int userid; private Student student; Address Student.hbm.xml Address.hbm.xml 多对多关联 ： Id int (pk) role varchar(20) 角色表 Id int (pk) group varchar(20) 组 (岗位 )表 private int id; private String role; private Set groups; Role private int id; private String group; private Set roles; Group Role.hbm.xml Group.hbm.xml Role_id Group_id 角色 _组表