实战：应用对持久数据访问| 从开发角度看应用架构9

魏新宇

发布于 2018-07-30 14:33:56

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发布于 2018-07-30 14:33:56

文章被收录于专栏：大魏分享（微信公众号：david-share）大魏分享（微信公众号：david-share）

一、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16篇。

二、Java对持久数据的访问方式

前文已经提到，Java应用对应用数据的访问，最终通过ORM方式实现。

而ORM的实现，通过JPA的标准，底层使用Hibernate等技术。

JPA中的几个重要的API：

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。

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。

EntityManagerFactory

EntityManagerFactory 接口主要用来创建 EntityManager 实例。EM 是一个接口，创建的话要 new 它的实现类，工厂类里有好多静态方法，调运时返回一个 EM

EntityManagerFactory该接口约定了如下4个方法：

createEntityManager()：用于创建实体管理器对象实例。
createEntityManager(Map map)：用于创建实体管理器对象实例的重载方法，Map 参数用于提供 EntityManager 的属性。
isOpen()：检查 EntityManagerFactory 是否处于打开状态。实体管理器工厂创建后一直处于打开状态，除非调用close()方法将其关闭。
close()：关闭 EntityManagerFactory 。 EntityManagerFactory 关闭后将释放所有资源，isOpen()方法测试将返回 false，其它方法将不能调用，否则将导致IllegalStateException异常。

三、实体类对数据的两种访问方式

实体类与标准POJO类相似，但实体有几个重要的区别，需要由EntityManager进行管理。要将POJO类转换为实体，请在类头中添加@Entity注释。另外，应该通过使用getter和setter方法来访问每个实例变量。最后，类必须至少有一个没有参数的构造函数，尽管类仍然可以有其他构造函数接受参数。

以下是一个实体类的例子：

@Entity

public abstract class Customer {

     @Id
     private int custId;
     private String custName;
     ....
     public Customer(){ } // No argument constructor

     //setter and getter methods
     public String getCustName() {
       return custName;
     }
     public void setCustName(String custName) {
       this.custName = custName;
     }

     ...
}

实体字段和属性

实体类中的非瞬态数据会持久保存到数据库表中。 JPA提供者既可以将数据库表中的数据加载到实体类中，也可以将实体类中的数据存储到数据库表中。提供者访问状态的方式称为访问模式。有两种访问模式：基于字段的访问和基于属性的访问。

基于字段的访问Field-based：

这种方式是：通过注释字段提供基于字段的访问。实体类中的持久字段必须声明为私有，受保护或包级别访问。持久字段是以下类型之一：

Java primitive types: byte, short, int, long, or char
java.lang.String type
Java Wrapper classes for primitive types: Byte, Short, Integer, Long, or Character
Temporal types: java.util.Date, or java.sql.Date
Enumerated types
Embeddable classes, other entities, and collections of entities

基于字段的访问的示例如下所示：

@Entity
public class Customer implements Serializable {
     // Note that the fields are annotated
     @Id
     protected int custId;
     protected String custName;
     @Temporal(TemporalType.DATE)
     protected Date registrationDate;     
     @Column(name="address")
     protected Address custAddress;
     .....
}

基于字段的访问提供了额外的灵活性。

基于属性的访问--Property-based Access

为了提供基于属性的访问，getter和setter方法必须在Java实体类中定义。因为只能通过方法访问，可以说基于属性的访问提供了更好的封装。通过注解getter方法提供基于属性的访问。 getter方法的返回类型决定了属性的类型。 getter方法的返回类型必须与传递给setter方法的参数的类型相同。 getter和setter方法必须是public或protected，并且必须遵循Java bean的命名约定。基于属性的访问的一个例子如下：

@Entity
public class Customer implements Serializable {
     protected int custId;
     protected String custName;
     protected Date registrationDate;
     protected Address custAddress;
     ....
     //Note the getter methods are annotated     @Id
     public int getCustId(){
        return custId;
     }
     public String getCustName(){
        return custName;
     }
     @Temporal(TemporalType.DATE)
     public Date getRegistrationDate(){
        return registrationDate;
     }
     @Column(name="address")
     public Address getCustAddress(){
        return custAddress;
     }
     ....
     //Setter methods
}

四、实体的四种状态

实体的四种类型：

New State: 使用Java新运算符创建的实体实例处于新状态或瞬态状态。实体实例不具有持久性标识，并且尚未与持久性上下文相关联。

Managed State:具有持久性标识、并与持久性状态关联的实体实例、处于受管状态或持久状态。当对管理实体字段中的数据进行更改时，它将与数据库表数据同步。应用程序调用实体管理器的持久性，查找或合并方法后，实体实例处于受管状态。

Removed State:持久实体可以通过多种方式从数据库表中删除。当提交事务或调用实体管理器的remove方法时，可以从数据库表中删除一个托管实体实例。一个实体然后处于移除状态。

Detached State: 实体具有持久性实体标识，但不与持久性上下文相关联。当实体被序列化或在事务结束时会发生这种情况。这种状态被称为实体的分离状态。

五、EntityManager接口和关键方法

javax.persistence.EntityManager接口用于与持久性上下文进行交互。实体实例及其生命周期在持久性上下文中进行管理。

javax.persistence.EntityManager API用于创建新的实体实例，通过主键查找实体实例，通过实体实例进行查询以及删除现有的实体实例。 EntityManager的关键方法是：

persist（）方法持久化一个实体并使其得到管理。 persist（）方法在数据库表中插入一行。如果persist操作失败，persist（）方法将抛出PersistenceException。

@Stateless
public class CustomerServices {
       ....
       public void saveCustomer(Customer customer) {
           ...
           try{ entityManager.persist(customer);
           }catch(PersistenceException persistenceException){
               // code to handle PersistenceException
           }
       }
}

find（）方法通过主键搜索特定类的实体并返回一个托管实体实例。如果找不到对象，则返回null。

@Stateless
public class CustomerServices {
       ....
       public void getCustomer(Customer customer) {
           ...
           Customer customer;
           try{
               customer = entityManager.find(Customer.class,custId);
               if (customer != null){
                 System.out.print(customer.getCustName());
               } else }
                   System.out.print("Not Found");
               }
           }catch(Exception exception){
               // code to handle PersistenceException
           }
       }
}

contains（）方法将一个实例作为参数并检查实例是否在持久化上下文中：

@Stateless
public class CustomerServices {
       ....
       public boolean saveCustomer(Customer customer) {
           ...
           entityManager.persist(customer);
           return entityManager.contains(customer);
       }
}

merge（）方法更新现有分离实体的表中的数据。 merge（）方法为处于新状态或瞬态状态的实体在数据库表中插入新行。合并操作之后，实体处于受管理状态。

@Stateless
public class CustomerServices {
       ....
       public void updateCustomer(Customer customer) {
           ...
           Customer customer;
           try{
               customer = entityManager.find(Customer.class,custId);               entityManager.merge(customer);
           }catch(Exception exception){
               // code to handle PersistenceException
           }
       }
}

remove（）方法删除一个托管实体。要删除分离的实体，请调用一个返回受管实例的find（）方法，然后调用remove（）方法。

@Stateless
public class CustomerServices {
       ....
       public void deleteCustomer(Customer customer) {
           ...
           Customer customer;
           try{
               customer = entityManager.find(Customer.class,custId);               entityManager.remove(customer);
           }catch(Exception exception){
               // code to handle PersistenceException
           }
       }
  }

clear（）方法清除持久性上下文。完成此操作后，所有受管实体都处于分离状态。

     ...
             try{                 entityManager.clear();
             }catch(Exception exception){
                 // code to handle PersistenceException
             }

refresh（）方法从数据库表中刷新实体实例的状态。实体实例中的当前数据被从数据库表中提取的数据覆盖。

     ...
             try{                 entityManager.refresh(customer);
             }catch(Exception exception){
                 // code to handle PersistenceException
             }

persistence.xml文件是一个包含持久性单元的标准配置文件。每个持久性单元都有一个唯一的名称。