白话说JPA | 从开发角度看应用架构8

前言

本文仅代表作者的个人观点；

本文的内容仅限于技术探讨，不能作为指导生产环境的素材；

本文素材是红帽公司产品技术和手册；

本文分为系列文章，将会有多篇，初步预计将会有9篇。

本篇文章借助了互联网的材料，参考链接如下。

参考文档：

http://www.blogjava.net/jesson2005/articles/380880.html

https://www.jianshu.com/p/091360c47e6b

https://blog.csdn.net/u014421556/article/details/52635000

一、先搞清J2SE和Java EE的区别

— Java EE环境，包括EJB容器和Web容器。 （1）Web容器：只运行Web应用的容器，例如Tomcat就是开源的Web容器，它可以运行JSP、Servlet等。 -----------这也就是我们常说的web server。 （2）EJB容器：运行在EJB组件的容器，提供EJB组件的状态管理、事务管理、线程管理、远程数据资源访问、连接管理和安全性管理等系统级服务。例如JBoss为EJB容器和Web容器（Web容器是集成了Tomcat）结合。 ---------------这也就是我们常说的app server，即传统意义上的中间件。 部署在EJB容器中的JAR包都可以认为是运行在EJB容器中。但JBoss中的Web应用，比如war包中的类就不是运行在EJB容器中，而是运行在Web容器中。 （war主要是web类、jar主要是app类） 二 J2SE环境 最普通Java运行环境，例如一个HelloWorld的Java程序就是运行在J2SE的环境中，通常使用main入口方法作为程序启动的触发。 也就是通过java -jar可以运行。

二、应用对数据的访问

Java应用需要访问数据源，企业级常见比较多的是关系型数据库。应用要获取数据库表中的数据，每次都直接通过JDBC链接、用SQL去查询显然不现实。

我们开发一个应用程序的时候,肯定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

这就需要Object Relational Mapping，简称ORM的技术。

ORM解决的主要问题是对象关系的映射。我们可以在Java中创建一个持久化类，让这个类和一个数据库表对应，类的每个实例对应表中的一条记录，类的每个属性对应表的每个字段。

例如，数据库中有的表，叫importperson，内容如下：

那么，通过ORM技术，我们需要创建一个类，类的名称叫importperson（默认和数据库表名称相同），这个实体类被映射到数据库表：

@Entity

public class importperson {

...

}

看起来ORM不错哦？

ORM技术特点： 1.提高了开发效率。由于ORM可以自动对Entity对象与数据库中的Table进行字段与属性的映射，所以我们实际可能已经不需要一个专用的、庞大的数据访问层。

2.ORM提供了对数据库的映射，不用sql直接编码，能够像操作对象一样从数据库获取数据。

那么，实现ORM，是否一个实体类就够了呢？显然不是，因为还需要设定对数据库的链接方式、定义对数据库操作的接口。

我们需要JPA---Java Persistence API。

三、JPA的本质

JPA规范本质上就是一种ORM规范，不是ORM框架——因为JPA并未提供ORM实现，它只是制订了一些规范，提供了一些编程的API接口，但具体实现则由服务厂商来提供实现，JBoss应用服务器底层就以Hibernate作为JPA的实现。

既然JPA作为一种规范——也就说JPA规范中提供的只是一些接口，显然接口不能直接拿来使用。虽然应用程序可以面向接口编程，但JPA底层一定需要某种JPA实现，否则JPA依然无法使用。

Sun之所以提出JPA规范，其目的是以官方的身份来统一各种ORM框架的规范，包括著名的Hibernate、TopLink等。开发者面向JPA规范的接口，但底层的JPA实现可以任意切换：觉得Hibernate好的，可以选择Hibernate JPA实现；觉得TopLink好的，可以选择TopLink JPA实现。

下图是JPA和Hibernate、TopLink等ORM框架之间的关系：

JPA的API有主要以下几个：实体（entity）、持久性单元（persistence units）、持久性上下文（ persistence context）、Entity Manager。我们先看Entity Manager。

四、JPA中的entity

entity class映射到关系数据库中的表。 entity class的每个实例都有一个主键字段。 主键字段用于将实体实例映射到数据库表中的行。在Java中，entity是一个简单的旧Java对象（POJO）类，它使用@Entity注释进行了注释。 entity类中的所有字段默认存储在数据库中，并称为持久字段。 声明为临时的属性不存储在数据库表中，并且被称为非持久性。

关于entity，我们在前文也提及到。

@Entity
@Table(name="ThingsToDo")
public class TodoItem {
  ...}

五、JPA中的persistence units

1. 持久性单元（persistence units）。

持久性单元是存储在应用程序存档中的所有实体类和persistence.xml文件的集合。 persistence.xml是一个配置文件，其中包含有关实体类，数据源，事务类型和其他配置信息的信息。

我们来看一个 persistence.xml，它通过Hibernate调用JDBC创建对数据库的连接。

六、JPA中的.Entity Manager

JPA中用于增删改查的接口，它的作用相当于一座桥梁，连接内存中的java对象和数据库的表。Entity Manager获取对entity的引用，并对数据库执行实际的CRUD（创建，读取，更新和删除）操作。

Entity Manager有两种托管方式：

• 容器托管的EntityManager对象

容器托管的EntityManager对象最简单，程序员不需要考虑EntityManager连接的释放，以及事务等复杂的问题，所有这些都交 给容器去管理。容器托管的EntityManager对象必须在EJB容器中运行，而不能在Web容器和J2SE的环境中运行.(EJB容器其实就是指的中间件，如JBoss EAP。也就是说这种方式的EntityManager，必须以jar包形式运行在中间件上）。

• 应用托管的EntityManager对象

应用托管的EntityManager对象，程序员需要手动地控制它的释放和连接、手动地控制事务等。但这种获得应用托管的 EntityManager对象的方式，不仅可以在EJB容器中应用，也可以使 JPA脱离EJB容器，而与任何的Java环境集成，比如说Web容器、J2SE环境等。所以从某种角度上来说，这种方式是JPA能够独立于EJB环境运 行的基础。

七、JPA中的持久性上下文（ persistence context）

被EntityManager持久化到数据库中的对象(也就是把java应用生成、修改的数据保存到数据库表)，或者从数据库拉入内存中的对象（把数据库表的数据读到java中），也会同时被一个持久化上下文（PersistenceContext）管理。所以说：持久化上下文 persistence context，是负责将Entity的状态与数据库状态进行同步的代码。

当一个实体与持久化上下文分离时（例如通过调用EntityManager上的detach方法）该实体的状态不再与数据库保持同步。

EntityManager和PersistenceContext之间的关系，一般可以是多对一的，即多个EntityManager可以同时指向一个PersistenceContext。这其实很好理解，就是EntityManager虽然有多个实例，但是它们背后的持久化上下文却只有一个。

八、几者之间的关系

一个entity其实就是一个class，只是定了与数据库表的对应。如上图，class叫大魏，数据库中也有一张表叫大魏(类的名称可以和数据库表名不同，使用@Table指定即可)。

大魏这个类，在被生成对象时，会从数据库表中读数据，然后可能会对数据修改，修改的这些数据，会存到持久性上下文中（运行在内存中），在默写情况下，会被存回数据库表中（例如提交）。

java对数据库表的操作，实际上是使用entity manager调用CRUD完成的。而entity manager之所以能对数据库做操作，是因为其底层调用Hibernate，封装了JDBC。而Hibernate相关定义的静态配置，是存放到persistence units中的。

（默认模式下）entity manager是运行到EJB container中，也就是中间件中的。

魏新宇

• 红帽资深解决方案架构师
• 专注开源云计算、容器及自动化运维在金融行业的推广
• 拥有MBA、ITIL V3、Cobit5、C-STAR、TOGAF9.1（鉴定级）等管理认证。
• 拥有红帽RHCE/RHCA、VMware VCP-DCV、VCP-DT、VCP-Network、VCP-Cloud、AIX、HPUX等技术认证。