JAVA域对象持久化技术的比较

本文是对Java常用域对象持久化技术的比较。在本文中介绍了域对象的概念，讨论了为什么要引入持久化技术，并对目前5种Java常用的域对象持久化技术进行比较，评价它们各自的优缺点和适用范围。

 

 

一. 应用程序的分层体系结构

3层结构是目前典型的应用软件结构，3层即表述层、业务逻辑层和数据库层。其中表述层提供与用户的交互界面，GUI和Web页面是表述层的两个典型的例子；业务逻辑层实现各种业务逻辑；数据库层负责存放和管理应用的持久性数据。

在上述的三层结构中，业务逻辑层不仅负责业务逻辑，而且直接访问数据库，提供对业务数据的保存、更新、删除和查询操作。如果数据库改变或数据库的表结构发生变化，对业务逻辑层的影响非常大。为了把数据访问细节与业务逻辑分开，可以把数据访问作为单独的持久化层。持久化层封装了数据访问细节，为业务逻辑层提供了面向对象的API。完善的持久化层应达到以下目标：

 代码可重用性高，能够完成所有的数据库访问操作；

 能够支持多种数据库平台；

 具有相对独立性，当持久化层发生变化时，不会影响上层的实现。

 

二. 软件的模型

在软件开发领域，模型用来表示真实世界的实体。在软件开发的不同阶段，需要为目标系统创建不同类型的模型。在分析阶段，需要创建概念模型。在设计阶段，需要创建域模型和数据模型。

 

构成域模型的基本元素就是域对象，即Domain Object，是对真实世界的实体的抽象。域对象可以代表业务领域中的人、地点、事务或概念。域对象包括3种：实体域对象、过程域对象和事件域对象。在三层应用结构中，以上3种域对象都位于业务逻辑层，实体域对象是应用的业务数据在内存中的表现形式，而过程域对象用于执行业务逻辑。

当实体域对象在内存中创建后，他们不可能永远存在，因此必须对域对象进行持久化。狭义的理解，“持久化”仅仅是把域对象永久保存到数据库中；广义的理解，“持久化”包括和数据库的各种相关操作，如：保存、更新、删除、加载、查询等。

 

三. Java中常用域对象持久化技术的比较

目前Java中共有5种常用的实现持久化的模式：

 JDBC直接访问数据库

 主动域对象模式

 CMP模式

 ORM模式

 JDO模式

1、JDBC直接访问数据库

在这几种模式中JDBC的历史最为悠久，从Java诞生的那天起就有了JDBC，目前已经发展到JDBC3.0了。JDBC是一套规范，她规定了统一的标准接口，各个数据库厂商提供标准接口的实现。因此，只需要掌握标准的SQL语言就可以访问各种不同的数据库了。JDBC规范的出台，向世界宣告从此有了访问关系数据库的标准通用接口了。JDBC规范一经发布，获得了空前成功，很快成为java访问数据库的标准，JDBC获得了几乎所有数据库厂商的支持。这种数据库间的可移植性和Java一直高喊的口号Compile Once,　Run　everywhere遥相呼应。Java能有今天这么风光，JDBC可以说是功不可末。了。在没有JDBC的时候，各家数据库厂商都有自己的一套API，开发人员访问数据库非常困难，换个数据库，应用程序的修改量极大。JDBC今天还是java访问数据库的基石，本文中讨论的其他几种模式说到底只是更好的封装了JDBC,　提供了更为上层的更为强大的接口而已。

JDBC实现数据库访问的方式是在业务方法中直接嵌入SQL语句，SQL语句是面向关系的，依赖于关系模型。所以JDBC方式的优点是简单直接，特别是对于小型应用十分方便。

但是JDBC这种实现方式也给应用程序带来以下缺点：

(1)、实现业务逻辑的代码和数据库访问代码掺杂在一起，使程序结构不清晰，可读性差。

(2)、在程序代码中嵌入面向关系的SQL语句，使开发人员不能完全运用面向对象的思维来编写程序。

(3)、业务逻辑和关系数据模型绑定，如果关系数据发生变化，必须手工修改代码中所有相关的SQL语句，这曾经了维护软件的难度。

(4)、如果程序代码中SQL语句包含语法错误，在编译时不能检查这种错误，只有在运行时才能发现这种错误，这增加了调试程序的难度。

正是由于上述的缺点，为了使业务逻辑和数据访问细节分离，出现了下面的几种模式。

2、主动域对象模式

主动域对象是实体域对象的一种形式，它在实现中封装了关系数据模型和数据访问的细节。在 J2EE 架构中，EJB组件分为会话EJB和实体EJB。会话EJB通常实现业务逻辑，而实体EJB表示业务实体。实体EJB又分为两种：由EJB本身管理持久化，即BMP（Bean-Managed Persistence）；由EJB容器管理持久化，即CMP（Container-Managed Persistence）。BM P就是主动域对象模式的一个例子，BMP 表示由实体 EJB 自身管理数据访问细节。

主动域对象模式有以下优点：

(1)、在实体域对象中封装自身的数据访问细节，过程域对象完全负责业务逻辑，使程序结构更加清晰。

(2)、如果关系数据模式发生变化，只需要修改主动域对象的代码，不需要修改过程域对象的业务方法。

主动域对象模式有以下缺点：

(1)、在实体域对象的实现中仍然包含SQL语句。

(2)、每个实体域对象都负责自身的数据访问实现。把这一职责分散在多个对象中，这会导致实体域对象重复实现一些共同的数据访问操作，从而造成重复编码。

主动域对象本身位于业务逻辑层，因此采用主动域对象模式时，整个应用仍然是三层应用结构，并没有从业务逻辑层分离出独立的持久化层。

3．CMP模式

在J2EE架构中，CMP（Container-Managed Persistence）表示由EJB容器来管理实体EJB 的持久化，EJB容器封装了对象-关系的映射及数据访问细节。CMP 和ORM的相似之处在于，两者都提供对象-关系映射服务，都把对象持久化的任务从业务逻辑中分离出来。区别在于CMP负责持久化实体EJB组件，而ORM负责持久化 POJO，它是普通的基于 Java Bean 形式的实体域对象。

CMP模式的优点在于：

(1)、他是基于EJB技术，是SUN J2EE体系的核心部分，获得了业界的普遍支持，包括各大厂商和开源组织等。如果选择它作企业级开发，技术支持会非常完备。

(2)、功能日趋完善，包括了完善的事务支持，EJBQL查询语言，透明的分布式访问等等

CMP模式的缺点在于：

(1)、开发人员开发的实体必须遵守复杂的J2EE规范，而多少ORM中间件没有类似要求。

(2)、实体域EJB只能运行在EJB容器中，而POJO可以运行在任何一种Java环境中。

(3)、尽管按照J2EE的规范，EJB应该是一种可移植组件，实际应用时确受到很大限制。而ORM中间件就不存在这样的问题。

4．ORM模式

ORM-Object/Relational Mapper，即“对象-关系型数据映射组件”。对于O/R，即 Object（对象）和 Relational（关系型数据），表示必须同时使用面向对象和关系型数据进行开发。建模领域中的 ORM 为 Object/Role Modeling（对象角色建模）。另外这里是“O/R Mapper”而非“O/R Mapping”。相对来讲，O/R Mapping 描述的是一种设计思想或者实现机制，而 O/R Mapper指以O/R原理设计的持久化框架（Framework），包括 O/R机制、SQL自生成、事务处理和Cache管理等。

一般把基于 Java Bean 形式的实体域对象称为 POJO（Plain Old Java Object），意为又普通又古老的 Java 对象的意思。随着各种 ORM 映射工具的日趋成熟和流行，POJO有重现光彩，它和基于 CMP 的实体 EJB 相比，既简单又具有很高的可移植性，因此联合使用ORM 映射工具和 POJO，已经成为一种越来越受欢迎的且用来取代 CMP 的持久化方案。POJO的缺点就是无法做远程调用，不支持分布式计算。

常用的ORM中间件有：Hibernate、Apache OJB、Cayenne、Jaxor、TopLink等。其中 Hibernate 的轻量级 ORM 模型逐步确立了在 Java ORM 架构中领导地位，甚至取代复杂而又繁琐的 EJB 模型而成为事实上的 Java ORM 工业标准。而且其中的许多设计均被 J2EE 标准组织吸纳而成为最新 EJB 3.0 规范的标准。

5．JDO模式

JDO是近几年新兴的数据持久性技术，Java Data Objects（JDO）是 SUN 公司制定的描述对象持久化语义的标准API。严格的说，JDO 并不是对象-关系映射接口，因为它支持把对象持久化到任意一种存储系统中，包括关系数据库、面向对象的数据库、基于XML的数据库，以及其他专有存储系统。由于关系数据库是目前最流行的存储系统，许多JDO的实现都包含了对象-关系映射服务。 JDO模式的优点是：

(1)、简单易用，不需要写大量无用的接口，不需要继承什么特殊的类，唯一所要做的就是对你的class文件做一下enhance。

(2)、真正面向对象。用了JDO的java程序是真正的面向对象，无需再理会数据库里面有什么表格，存取都是以java　object为对象，所有数据库表格都是自动生成的。

(3)、方便的数据库移植。应用程序换数据库时候除了换一个JDBC　driver,　换一下数据库URL,无需对程序做任何改动。

JDO模式的缺点是：

由于是新兴技术，一些IT巨头还没有给予足够的支持，其中包括IBM、Oracle、BEA。

四. 总结

 

关于这些技术优劣之争从它们刚刚出生那天起从来就没有停止过，而各家各派也从来没有能够说服过对方。对于应用开发者而言，撇开应用纯粹来争论技术优劣并没有多大意义。没有最好的，只有最合适的。在做开发的时候能够选择一个最合适于自己应用的技术，那就足够了。总的来说，JDBC面向RDBMS,比较适合关系数据库模式驱动的应用，例如统计表格数据，生成报表之类的应用。EJB　技术以J2EE应用服务器为中心，如果应用确实需要灵活的可声明的事务边界，需要支持大容量的访问和不间断的服务，需要应用服务器的集群，那么选EJB吧。JDO则面向对象，对于以域对象为中心的应用，包含图，树模型的应用，JDO是首选。