ORM技术

本文介绍了对象关系映射(ORM)技术的基本概念及其如何解决面向对象编程与关系型数据库之间的不匹配问题。ORM通过元数据自动将对象持久化到数据库中,减少了手动编写数据访问层代码的工作量,并提供了更高级别的抽象。

对象关系映射(Object Relational Mapping,简称ORM)是一种为了解决面向对象与关系数据库存在的互不匹配的现象的技术。简单的说,ORM是通过使用描述对象和数据库之间映射的元数据,将程序中的对象自动持久化到关系数据库中。本质上就是将数据从一种形式转换到另外一种形式。 这也同时暗示者额外的执行开销;然而,如果ORM作为一种中间件实现,则会有很多机会做优化,而这些在手写的持久层并不存在。 更重要的是用于控制转换的元数据需要提供和管理;但是同样,这些花费要比维护手写的方案要少.

对象-关系映射(Object/Relation Mapping,简称ORM),是随着面向对象的软件开发方法发展而产生的,面向对象的开发方法是当今企业级应用开发环境中的主流开发方法,关系数据库是企业级应用环境中永久存放数据的主流数据存储系统。对象和关系数据是业务实体的两种表现形式,业务实体在内存中表现为对象,在数据库中表现为关系数据。内存中的对象之间存在关联和继承关系,而在数据库中,关系数据无法直接表达多对多关联和继承关系。因此,对象-关系映射(ORM)系统一般以中间件的形式存在,主要实现程序对象到关系数据库数据的映射。

面向对象是从软件工程基本原则(如耦合、聚合、封装)的基础上发展起来的,而关系数据库则是从数学理论发展而来的,两套理论存在显著的区别。为了解决这个不匹配的现象,对象关系映射技术应运而生。

让我们从O/R开始。字母O起源于"对象"(Object),而R则来自于"关系"(Relational)。几乎所有的程序里面,都存在对象和关系数据库。在业务逻辑层和用户界面层中,我们是面向对象的。当对象信息发生变化的时候,我们需要把对象的信息保存在关系数据库中。

当你开发一个应用程序的时候(不使用O/R Mapping),你可能会写不少数据访问层的代码,用来从数据库保存,删除,读取对象信息,等等。你在DAL中写了很多的方法来读取对象数据,改变状态对象等等任务。而这些代码写起来总是重复的。

  如果打开你最近的程序,看看DAL代码,你肯定会看到很多近似的通用的模式。我们以保存对象的方法为例,你传入一个对象,为SqlCommand对象添加SqlParameter,把所有属性和对象对应,设置SqlCommand的CommandText属性为存储过程,然后运行SqlCommand。对于每个对象都要重复的写这些代码。

  除此之外,还有更好的办法吗?有,引入一个O/R Mapping。实质上,一个O/R Mapping会为你生成DAL。与其自己写DAL代码,不如用O/R Mapping。你用O/R Mapping保存,删除,读取对象,O/R Mapping负责生成SQL,你只需要关心对象就好。

一般的ORM包括以下四部分:

u 一个对持久类对象进行CRUD操作的API;

u 一个语言或API用来规定与类和类属性相关的查询;

u 一个规定mapping metadata的工具;

u 一种技术可以让ORM的实现同事务对象一起进行dirty checking, lazy association fetching以及其他的优化操作。

### ORM技术原理与实现 ORM(Object-Relational Mapping,对象关系映射)是一种编程技术,用于解决面向对象编程语言和关系型数据库之间的不匹配问题。它通过描述对象和数据库之间映射的元数据,将程序中的对象自动持久化到关系数据库中[^1]。ORM的核心思想是将数据库表中的行映射为对象,将列映射为对象的属性,从而使得开发者可以像操作对象一样操作数据库,而无需直接编写复杂的SQL语句[^3]。 ORM框架的工作原理通常包括以下几个方面: 1. **元数据映射**:ORM框架需要定义对象和数据库表之间的映射规则。这些规则可以通过注解、XML配置文件或其他方式指定。 2. **SQL生成**:根据映射规则,ORM框架会自动生成相应的SQL语句来执行插入、更新、删除和查询等操作。 3. **结果集转换**:ORM框架会将数据库查询的结果集转换为对应的对象实例,方便开发者在应用程序中使用。 4. **缓存机制**:为了提高性能,ORM框架通常会提供一级缓存和二级缓存机制,以减少对数据库的重复访问[^4]。 ### ORM技术的实现 ORM框架的实现过程可以分为几个关键步骤: 1. **创建项目结构**:在项目中引入ORM框架所需的依赖库,并配置框架的基本参数。 2. **定义实体类**:根据数据库表结构定义对应的实体类,并通过注解或配置文件指定映射关系。 3. **配置数据库连接**:设置数据库连接信息,包括URL、用户名、密码等。 4. **执行CRUD操作**:通过ORM框架提供的API执行数据的增删改查操作。 以下是一个简单的Hibernate ORM框架实现用户添加功能的代码示例: ```java // 实体类 User @Entity @Table(name = "users") public class User { @Id @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY) private int id; @Column(name = "username") private String username; @Column(name = "password") private String password; // Getter 和 Setter 方法 } // Hibernate 配置文件 hibernate.cfg.xml <hibernate-configuration> <session-factory> <property name="hibernate.connection.driver_class">com.mysql.cj.jdbc.Driver</property> <property name="hibernate.connection.url">jdbc:mysql://localhost:3306/testdb</property> <property name="hibernate.connection.username">root</property> <property name="hibernate.connection.password">password</property> <property name="hibernate.dialect">org.hibernate.dialect.MySQLDialect</property> <mapping class="com.example.User"/> </session-factory> </hibernate-configuration> // 用户添加功能 public class Main { public static void main(String[] args) { Configuration configuration = new Configuration().configure(); StandardServiceRegistryBuilder builder = new StandardServiceRegistryBuilder().applySettings(configuration.getProperties()); SessionFactory sessionFactory = configuration.buildSessionFactory(builder.build()); Session session = sessionFactory.openSession(); Transaction transaction = session.beginTransaction(); User user = new User(); user.setUsername("testuser"); user.setPassword("password"); session.save(user); transaction.commit(); session.close(); sessionFactory.close(); } } ``` ### 使用教程 使用ORM框架的一般步骤如下: 1. **选择ORM框架**:根据项目需求选择合适的ORM框架,如Hibernate、JPA、Entity Framework、Dapper等。 2. **配置框架**:按照框架文档的要求进行初始化配置,包括数据库连接信息、实体类映射规则等。 3. **定义实体类**:根据数据库表结构设计对应的实体类,并通过注解或配置文件指定映射关系。 4. **执行数据操作**:通过框架提供的API执行数据的增删改查操作。 ### 注意事项 - **性能优化**:ORM框架虽然简化了开发过程,但可能会带来一定的性能开销。因此,在高并发场景下需要特别注意性能调优。 - **学习成本**:不同的ORM框架有不同的API和使用方式,初学者可能需要花费一定时间熟悉框架的使用方法[^2]。
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