湘西農(nóng)副產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)平臺系統(tǒng)持久層的設(shè)計(jì)

段強(qiáng)

湘西農(nóng)副產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)平臺這個(gè)項(xiàng)目初期是作為一個(gè)中小型的垂直行業(yè)電子商務(wù)平臺而進(jìn)行設(shè)計(jì)的，但是在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)需求中明確提出了要考慮到日后要能方便升級為大型的網(wǎng)絡(luò)平臺，同時(shí)在系統(tǒng)架構(gòu)的概念性設(shè)計(jì)中也特別關(guān)注了這個(gè)問題。因此后續(xù)的開發(fā)工作中，在對數(shù)據(jù)層的設(shè)計(jì)上，我們細(xì)化出了一個(gè)在數(shù)據(jù)庫層之上的一個(gè)持久層來處理。

一、為何選用持久層

持久層是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)持久化的一個(gè)邏輯上的層次。數(shù)據(jù)持久化就是對系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)固化到硬盤等物理存儲器中的一個(gè)過程。最大眾化的情況，就是通過某些程序設(shè)計(jì)語言把從軟件界面取得的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中的一個(gè)過程。

使用數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，效率最高的方法就是直接使用SQL語句。但是在主流的OOP編程語言平臺中，都不可避免地會把SQL語言和編程語言混雜在一起，即使程序員經(jīng)過了精心設(shè)計(jì)，也依舊如此。本項(xiàng)目計(jì)劃使用JAVA作為開發(fā)平臺，同樣面臨相同的情況。但是這樣的做法，在提高了軟件效率的同時(shí)，卻犧牲了軟件的可修改性，尤其是在數(shù)據(jù)庫層更新為大型數(shù)據(jù)庫或分布式數(shù)據(jù)庫時(shí)，需要重新編寫的代碼將不亞于重新開發(fā)所需要的代碼量。

二、如何設(shè)計(jì)持久層

在使用JAVA開發(fā)的軟項(xiàng)目中，其業(yè)務(wù)對象大體上可以分成普通的Java對象和持久對象。普通的Java對象用于控制、邏輯處理等業(yè)務(wù)，而持久對象則用于對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)實(shí)體進(jìn)行映射。從功能上說，如果要在數(shù)據(jù)庫中插入一條記錄，則大致等同于將一個(gè)持久對象進(jìn)行初始化，而在數(shù)據(jù)庫中刪除一條記錄，則等同于將這個(gè)持久對象賦值為NULL，且清理內(nèi)存。可以說，數(shù)據(jù)持久化之后的結(jié)果是數(shù)據(jù)庫中存在真實(shí)的數(shù)據(jù)記錄，而數(shù)據(jù)持久層中的數(shù)據(jù)則是存儲在可掉電設(shè)備（例如內(nèi)存）中的對應(yīng)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的一些映射。

在代碼編寫階段，最原始的使用持久層的技術(shù)就是一些簡單的代碼編寫工作，但是在企業(yè)級的開發(fā)中，就必須將對象-關(guān)系的映射（Object-Relation Mapping，ORM）框架與持久層的開發(fā)結(jié)合起來考慮了。

在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，出于對高可修改性的需求的滿足來考慮，我們對數(shù)據(jù)的處理采取了以下幾個(gè)步驟：1、使用DAO設(shè)計(jì)模式將底層的數(shù)據(jù)庫訪問和高層的業(yè)務(wù)邏輯分離，利用DAO模式提供的接口實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的查詢、刪除等操作；2、采用工廠方法（Factory Method）設(shè)計(jì)模式設(shè)計(jì)類和接口，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)接口來實(shí)現(xiàn)底層對象的訪問；3、充分利用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中的繼承的概念，設(shè)計(jì)各種持久對象的子類，以便方便地將數(shù)據(jù)庫中的各種表中的記錄轉(zhuǎn)換為各種值對象來訪問。

就目前預(yù)期的系統(tǒng)使用而言，以上3個(gè)步驟的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)完全依靠手工編寫代碼是綽綽有余了?？墒翘热舯拒浖到y(tǒng)日后的數(shù)據(jù)庫處理需求升級或功能需求進(jìn)行了拓展后，我們將無法避免DAO模式中對于1對多（1：N）關(guān)系處理的弊端：對于1：N關(guān)系的持久對象的查詢隨著數(shù)據(jù)的拓展變成了1+N次SQL語句的執(zhí)行，直接導(dǎo)致代碼的出現(xiàn)大量的重復(fù)執(zhí)行，最終將導(dǎo)致系統(tǒng)可修改性完全喪失。這就不得不讓我們選擇一個(gè)較為可行的開發(fā)框架作為我們數(shù)據(jù)持久層設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，其目的在于提高系統(tǒng)的可修改性。最終我們選定Hibernate作為本軟件系統(tǒng)持久層開發(fā)工具。

Hibernate的工作機(jī)制如圖1所示。使用Hibernate之后，編寫在業(yè)務(wù)邏輯層中的代碼通過Hibernate提供的API來操作數(shù)據(jù)這對代碼的編寫工作來說是相當(dāng)有利的。下面以用戶基本信息表中的部分信息為例，概要闡述如何應(yīng)用Hibernate設(shè)計(jì)一個(gè)持久化類，然后使用這個(gè)類的任意實(shí)例完成對應(yīng)的任務(wù)。創(chuàng)建最終用戶信息的持久化類時(shí)，該類的屬性必須與數(shù)據(jù)庫中表的字段存在1：1的映射關(guān)系，還需要設(shè)置一個(gè)類似print（）方法作為輸出的接口。在本例中，類的類圖如圖2所示。

類的設(shè)計(jì)完成后，需要在的是將數(shù)據(jù)庫中的表與這個(gè)類的對象產(chǎn)生聯(lián)系。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，只需要編寫一個(gè)映射文件以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)和類的映射。之后繼續(xù)完成Hibernate的配置文件hibernate.cfg.xml中相應(yīng)的內(nèi)容即可。接下來是編寫Hibernate的配置文件hibernate.cfg.xml。該文件的部分內(nèi)容如表5.2所示。

三、如何應(yīng)用持久層的設(shè)計(jì)

在完成了以數(shù)據(jù)持久層的配置和設(shè)計(jì)工作以后，就可以專注于在建邏輯層中設(shè)計(jì)不同的類來實(shí)現(xiàn)各種功能了。例如，如果設(shè)計(jì)用戶注冊功能的類，其核心代碼如表1所示。

小結(jié)：數(shù)據(jù)持久層的設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)是有關(guān)系統(tǒng)效率、安全和可修改性等一系列質(zhì)量屬性優(yōu)劣與否的重要工作。在軟件架構(gòu)的概念設(shè)計(jì)中需要考慮這個(gè)問題，在軟件架構(gòu)的實(shí)際設(shè)計(jì)中需要在技術(shù)選型、開發(fā)平臺等技術(shù)細(xì)節(jié)中對此設(shè)計(jì)予以實(shí)現(xiàn)。但是這仍然是粗粒度的設(shè)計(jì)，但是已經(jīng)可以為具體完成代碼編寫的工作人員提供開發(fā)依據(jù)了。