對象持久化技術(shù)在企業(yè)級應(yīng)用中的技術(shù)架構(gòu)研究

石少敏

摘要：面向?qū)ο笞鳛楫?dāng)前企業(yè)級應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)的基本思想，由于對象的存儲機制，存在不可避免的缺陷，即程序?qū)ο笾荒艽嬖谟趦?nèi)存，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和對象的生存周期狀態(tài)不能被永久保存。對象持久化技術(shù)即是該問題的針對性解決方案。對于企業(yè)應(yīng)用而言，可靠的對象持久化方案，是提高應(yīng)用系統(tǒng)健壯性和穩(wěn)定性的保障基礎(chǔ)。

該文即從對象持久化技術(shù)的架構(gòu)進行研究分析，明確其包含的技術(shù)要點，并與面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫思想相結(jié)合，闡述其在系統(tǒng)應(yīng)用中的優(yōu)勢，為企業(yè)應(yīng)用開發(fā)提供強健的技術(shù)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：對象持久化；面向?qū)ο?；企業(yè)應(yīng)用；Hibemate

中圖分類號：TP311 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2012）32-7641-03

1對象持久化

對象持久化技術(shù)是提供對象持久化服務(wù)的中間件技術(shù)，其本質(zhì)思想是把數(shù)據(jù)或程序同時存儲到存儲器或數(shù)據(jù)庫中。從整個系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)中把對象持久化功能分離出來，可以降低系統(tǒng)緊耦合，從而提高系統(tǒng)功能模塊的復(fù)用程度。

對象持久化是永久存儲對象的一種技術(shù)。持久化機制包括基于OS的文件存儲機制、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫以及關(guān)系數(shù)據(jù)庫等。

對象持久化的實現(xiàn)，我們必須按照持久化機制所選擇的，來確定對象的持久化的方法。各種持久化方法有其各自的優(yōu)缺點，不同的企業(yè)應(yīng)用應(yīng)該根據(jù)自身的系統(tǒng)機構(gòu)模式，選取不同的持久化策略。

2面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫

對如聲音、圖像、圖形、影像等這些數(shù)據(jù)類型多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的數(shù)據(jù)進行存儲和處理，以及在此基礎(chǔ)之上的對數(shù)據(jù)庫的各種檢索、查詢、修改，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫都不能很好的支持。為了有效管理這些數(shù)據(jù)，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)運而生。

面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)以面向?qū)ο笏枷氲幕咎卣鳛榛A(chǔ)，支持對象數(shù)據(jù)模型。同時，作為一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，也具備數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的各項基本功能：

1）永久性，即對數(shù)據(jù)的永久保存；

2）并發(fā)事務(wù)控制，即保證多個用戶同時操作時，數(shù)據(jù)能夠保持其完整和準(zhǔn)確；

3）故障恢復(fù)功能，能夠?qū)?shù)據(jù)庫從某一錯誤或故障狀態(tài)恢復(fù)到正確狀態(tài)的功能；

4）獨立于應(yīng)用的非過程化查詢功能。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫當(dāng)前以支持典型的選擇、連接、投影等查詢功能的OQL語言為其標(biāo)準(zhǔn)查詢語言。

此外，部分面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)還具有新的應(yīng)用領(lǐng)域所需要的特性，如版本分布式計算、長事務(wù)和嵌套事務(wù)、模式演化、版本管理等。由此可以看出，在對象模型基礎(chǔ)上的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫，對對象數(shù)據(jù)的管理遵循面向?qū)ο蟮幕舅枷耄湄S富的功能，也逐漸使其成為對象持久化實施的優(yōu)勢技術(shù)。

3對象持久化技術(shù)Hibernate

3.1Hibernate框架介紹

所有的系統(tǒng)其基本配置功能都基本類似，因此，關(guān)鍵問題是如何提高系統(tǒng)的效率。持久化對象，其本質(zhì)是通過不斷地優(yōu)化數(shù)據(jù)庫的訪問策略，更有效地提高系統(tǒng)應(yīng)用性能。由于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫負(fù)擔(dān)主要來自對數(shù)據(jù)庫的頻繁調(diào)用，從而也連帶影響系統(tǒng)的執(zhí)行效率；同時，當(dāng)數(shù)據(jù)庫的負(fù)載失衡嚴(yán)重時，也將直接導(dǎo)致應(yīng)用系統(tǒng)的癱瘓。因此，對數(shù)據(jù)庫訪問策略的優(yōu)化思路，其基本出發(fā)點即減少訪問數(shù)據(jù)庫的次數(shù)，減少數(shù)據(jù)庫的負(fù)載。

Hibernate作為現(xiàn)在最流行的輕量級持久化框架之一，是一個開源的ORM框架，同時它支持所有主流商業(yè)數(shù)據(jù)庫和開源數(shù)據(jù)庫，支持多種緩存機制，這些特點就為從框架級別提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)操作效率提供了基礎(chǔ)。最重要的，Hibernate對JDBC對象的輕量級封裝，這在很大程度上為開發(fā)人員直接采用面向?qū)ο蟮姆椒ú僮鲾?shù)據(jù)庫提供了可行性。在Hibernate框架的支持下，開發(fā)人員對持久層的開發(fā)工作，完全可以直接應(yīng)用像關(guān)聯(lián)、繼承、多態(tài)、組合等這些Java中的基礎(chǔ)架構(gòu)功能。開發(fā)人員所要做的工作，不過是對新增加的一些配置文件進行準(zhǔn)確定義，通過這些配置文件，大大節(jié)省了以往開發(fā)人員用戶手工硬編碼JDBC和SQL的時間，也實現(xiàn)了以面向?qū)ο蟮姆绞讲僮鲾?shù)據(jù)庫。

3.2Hibernate框架邏輯簡介

Hibernate作為一個開源框架，其為應(yīng)用系統(tǒng)提供持久化服務(wù)的實現(xiàn)機制，可用如圖1所示的示例圖進行說明：

Hibernate從技術(shù)上是使用反射機制和運行時字節(jié)碼來生成實現(xiàn)持久化的代碼。圖1清晰描述了其內(nèi)部邏輯，即通過定義XML文件實現(xiàn)javabean中的對象與數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)項字段表的映射，以此實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫表的操作，從而為應(yīng)用程序提供持久化服務(wù)。

3.3Hibernate框架的優(yōu)化策略

3.3.1數(shù)據(jù)庫連接池技術(shù)

數(shù)據(jù)庫連接池技術(shù)，如今已是普遍系統(tǒng)開發(fā)所考慮的必備技術(shù)。對應(yīng)用連接池技術(shù)的應(yīng)用，因其應(yīng)用的普遍性，已可以將其視為應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)技術(shù)方案之一。

數(shù)據(jù)庫連接池技術(shù)，其核心思想是使程序中所有數(shù)據(jù)庫訪問請求能夠復(fù)用在應(yīng)用啟動時所建立的一定數(shù)量的數(shù)據(jù)庫連接，并將這些數(shù)據(jù)庫連接作為對象存儲在一個容器對象中。如此，省去程序每次訪問數(shù)據(jù)庫時需要建立連接的工作，不但改進了對系統(tǒng)資源的浪費，同時，也可觀地節(jié)省了程序的性能開銷。

3.3.2緩存管理機制

Hibernate框架結(jié)構(gòu)，具備良好的緩存管理機制，以期優(yōu)化對象持久化的性能。

緩存技術(shù)的應(yīng)用，是提升系統(tǒng)性能的關(guān)鍵技術(shù)之一，其基本思想即是通過減少直接讀寫數(shù)據(jù)庫的次數(shù)，來提升數(shù)據(jù)讀寫速度。之所以能夠如此考慮，是基于緩存技術(shù)的數(shù)據(jù)存儲機制。通常數(shù)據(jù)庫以硬盤作為存儲介質(zhì)，而緩存則是以內(nèi)存作為存儲介質(zhì)，數(shù)據(jù)來源于數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的拷貝，而從內(nèi)存讀取數(shù)據(jù)的速度遠(yuǎn)比從硬盤讀取數(shù)據(jù)要快，由此，應(yīng)用程序在讀數(shù)據(jù)的時候便可以直接讀取緩存中的數(shù)據(jù)，從而節(jié)省了數(shù)據(jù)讀取所需的硬件開銷。也因此，緩存技術(shù)成為減少數(shù)據(jù)庫直接訪問的基礎(chǔ)策略。

3.3.3優(yōu)化數(shù)據(jù)庫訪問代碼

Hibernate作為一種系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)框架技術(shù)，在優(yōu)化系統(tǒng)性能方面的方案，也包括了通過使用提供的Query接口中的方法來提高效率。

iterate（）方法在條件查詢應(yīng)用中有比較多的使用，而其本質(zhì)是在3.3.2節(jié)所述的緩存管理思想的基礎(chǔ)上來實現(xiàn)優(yōu)化。當(dāng)程序需要條件查詢時，先對緩存進行搜索，查找符合條件ID字段；若緩存中有符合條件的結(jié)果，就可以直接返回查詢結(jié)果集。另外，用iterate（）方法代替list（）方法，在某些情況下能夠減少select語句中的字段，降低了訪問數(shù)據(jù)庫時的數(shù)據(jù)量。

Hibernate從類似如上的一些細(xì)節(jié)上，一點一點改進框架對系統(tǒng)性能的支持。

3.4Hibernate實現(xiàn)

作為企業(yè)應(yīng)用和關(guān)系數(shù)據(jù)庫之間的銜接件，使用Hibernate提供對象持久化服務(wù)，具體是通過一個配置文件實現(xiàn)對Hibernate的配置和初始化。配置方式有多種，其中使用Hibernate.properties文件和Hibernate.cfg.xml，兩種配置是一樣的。

配置文件除完成連接驅(qū)動類、用戶名、密碼、URL等的初始化外，Hibernate.cfg.xml文件還允許定義mappingresource，完成寫入持久化類的映射文件（類名.hbm.xml）。

一種完全面向?qū)ο蟮姆椒ň褪菓?yīng)用對象持久層的開發(fā)方法，在此開發(fā)方法中，一方面，要從問題域中抽象出類與對象；另一方面，由于對象持久層實現(xiàn)了持久化對象與存儲介質(zhì)的交互，使用一些成熟的持久層框架技術(shù)，可以大幅提高系統(tǒng)開發(fā)效率和應(yīng)用性能。也正是基于此，當(dāng)前持久層框架技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于各類企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中。

Hibemate是很靈活和強大的，它自身提供了很多性能優(yōu)化策略，針對不同的數(shù)據(jù)庫和訪問量會有不同的優(yōu)化策略。

4總結(jié)

對象持久化雖然概念簡單，但是它的實現(xiàn)可能會很復(fù)雜。所以應(yīng)根據(jù)實際情況，考慮是使用較簡單的實現(xiàn)方法，還是采用復(fù)雜的實現(xiàn)方法使得系統(tǒng)易于維護和移植。應(yīng)用程序開發(fā)者也可以考慮使用第三方產(chǎn)品實現(xiàn)對象持久化，這樣做的費用看起來可能比直接開發(fā)的費用要高，但是它能確保持久化功能的完整實現(xiàn)。

該文即從對象持久化技術(shù)的架構(gòu)進行探討，對其各項技術(shù)要點進行分析，闡述其在企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中的優(yōu)勢，以期為企業(yè)應(yīng)用開發(fā)提供強健的技術(shù)基礎(chǔ)。

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