Tworzenie warstwy trwałości danych

Rafał Kasprzyk

Problem trwałości danych



Praktycznie każdy tworzony system

informatyczny korzysta z bazy danych



Tradycyjnie dane przechowywane są w

relacyjnych systemach baz danych



Większość aktualnie powstających

aplikacji implementowanych jest w

językach obiektowych



Powstaje problem polegający na

umożliwieniu utrwalania stanu obiektu

w bazie relacyjnej



Problem jest rozwiązywany poprzez

konstrukcje efektywnej warstwy integracji

Rafał Kasprzyk

Czym jest warstwa integracji



Warstwa integracji odpowiada za

komunikację z systemami

zewnętrznymi i źródłami danych:



aplikacjami zewnętrznymi (ang. legacy

applications)



bazami danych



Warstwa biznesowa wykorzystuje

warstwę integracji, gdy obiekt

biznesowy:



musi zostać utrwalony



potrzebuje danych znajdujących się w

warstwie danych.

Rafał Kasprzyk

Technologie warstwy integracji



Java I/O API



JDBC (ang. Java Database

Connectivity)



SQLJ



JSTL SQL



EJB (ang. Enterprise Java Beans)



JDO (ang. Java Data Objects)



iBATIS SqlMaps



Oracle TopLink



Hibernate



Inne 

Rafał Kasprzyk

Konstrukcja warstwy integracji



Stare podejście – aplikacja

komunikuje się z bazą danych

korzystając z języka SQL i JDBC



Występuje niezgodność implementacji



Konieczność transformacji struktur

obiektowych do relacyjnych przy

zapisie/odczycie i vice versa

Rafał Kasprzyk

Konstrukcja warstwy integracji



Obiektowość we wszystkich

warstwach



Aplikacja zaimplementowana w

obiektowym języku programowania



Obiektowy system bazy danych



Koncepcja obiektowości we

wszystkich warstwach jest kusząca,

ale obecnie nie do zrealizowania

Rafał Kasprzyk

Konstrukcja warstwy integracji



Nowe podejście – aplikacja

komunikuje się z warstwą trwałych

obiektów odwzorowujących

zawartość relacyjnej bazy danych



Język SQL i JDBC są całkowicie

wyeliminowane z aplikacji



Model relacyjny jest ukryty przed

aplikacją.

Rafał Kasprzyk

Idea ORM (ang. Object-

Relational Mapping)



Na obiektowość we wszystkich

warstwach (w szczególności w

warstwie danych)



dla istniejących rozwiązań jest już za

późno



dla nowych systemów jest jeszcze za

wcześnie



Rozwiązaniem tego problemu może

być oczywiście warstwa pośrednia



rozwiązanie każdego problemu

informatyki

Rafał Kasprzyk

Poziomy ORM



Pure relational



Light object mapping



Medium object mapping



Full object mapping

Rafał Kasprzyk

Tożsamość obiektu



Tożsamość jest kluczowym

zagadnieniem mapowania obiektowo-

relacyjnego



Tożsamość pozwala związać obiekt

znajdujący się w pamięci JVM z jego

reprezentacją w bazie danych



Tożsamość na poziomie obiektowym



Obiekty są tożsame, jeżeli są dostępne

pod tym samym adresem w pamięci JVM



Tożsamość na poziomie bazy relacyjnej



Obiekty utrwalane są tożsame jeżeli

reprezentują tą samą krotkę, co oznacza,

że współdzielą wartość klucza głównego

Rafał Kasprzyk

Tożsamość obiektu



Mechanizm ORM zapewnia, że w

ramach sesji w pamięci może istnieć

tylko jedna instancja obiektu

trwałego



Nawet jeżeli dany obiekt jest zwracany

kilkakrotnie jako wynik zapytania do

bazy



Cecha ta określana jest jako

unikalność

Rafał Kasprzyk

Znane problemy ORM



Jedna z ważniejszych różnic pomiędzy

modelem obiektowym i relacyjnym to

sposób reprezentacji związków



W modelu relacyjnym związki są reprezentowane

przez klucze obce w encjach podrzędnych



Najczęściej występujące związki to: 1-N i N-N



W modelu obiektowym związki maja bardziej

naturalna postać



Przyjmują postać referencji na encję bądź referencję na

kolekcje encji (asocjacja, agregacja, kompozycja)



Dziedziczenie



Nawigowanie po grafie obiektów jest dużo

wygodniejsze niż pomiędzy tabelami



Możliwe jest przechodzenie z encji podrzędnej do

nadrzędnej i na odwrót, bez konieczności

zadawania skomplikowanych zapytań

Rafał Kasprzyk

Znane problemy ORM



Synchronizacja danych pomiędzy

tabelą w relacyjnej bazy danych, a

obiektem Javy



Definicja klasy, nie uwalnia nas od

wysiłku związanego z definicją

odpowiednich pól tabeli.



W przypadku zmiany modelu

obiektowego, zmianie musi ulec

również struktura bazy.



Spadek wydajności aplikacji



Każda operacja SQL powoduje

dodatkowy narzut czasu. Można nieco

poprawić tą sytuację stosując

buforowanie.

Rafał Kasprzyk

Znane zalety ORM



Produktywność



unikniecie konieczności tworzenia kodu

obsługującego bazę danych



Łatwość pielęgnacji aplikacji



mniej kodu, duża elastyczność



Wydajność



Przy założeniu ograniczonego czasu i

budżetu na zbudowanie i optymalizację

aplikacji

Rafał Kasprzyk

Znane zalety ORM



Niezależność od konkretnego silnika

bazy danych (najczęściej)



Technologie ORM największe

korzyści przynoszą w aplikacjach

pracujących na złożonym modelu

obiektowym



Asocjacje



Agregacje



Kompozycje



Dziedziczenie



Polimorfizm



Kolekcje

Rafał Kasprzyk

Podstawowe elementy ORM



Wygodny interfejs do wykonywania operacji

CRUD na trwałych obiektach



Język lub interfejs umożliwiający

wykonywanie zapytań odwołujących się do

klas trwałych i ich atrybutów



Mechanizm specyfikowania metadanych

opisujących sposób odwzorowywania klas na

relacje (tabele) w bazie danych i związków

między klasami na związki między tabelami



Techniki poprawiające wydajność

komunikacji z bazą danych



Wykrywanie zmian w trwałych obiektach



Różne sposoby pobierania obiektów powiązanych



…

Rafał Kasprzyk

Podsumowanie



Architektura wielowarstwowa



Konstrukcja warstwy integracji



Idea ORM



Problemy ORM



Zalety ORM

Document Outline