Hibernate 框架 ORM
的實現原理
2007-08-24 來自：梁建全
梁建全 :
東方標準國際軟件專業講師，曾經負責過的重大的大型項目包括：全軍武器裝備質量管理系統、全軍辦公自動化系統、日本
NTT 電信管理系統等。主要著作包括《 ASP.NET 開發答疑 200 問》《 ASP.NET 開發實例導航》等。畢業于北京大學計算機專業。
1.
什么是 ORM
ORM 的全稱是 Object Relational Mapping
，即對象關系映射。它的實現思想就是將關系數據庫中表的數據映射成為對象，以對象的形式展現，這樣開發人員就可以把對數據庫的操作轉化為對這些對象的操作。因此它的目的是為了方便開發人員以面向對象的思想來實現對數據庫的操作。
2
．什么是 Hibernate
對于 Hibernate
的稱呼有很多，比如工具、技術、框架以及解決方案等，這些都可以，重要的是大家要知道它的作用。在這里我習慣性稱它為框架，它是一種能實現
ORM
的框架 。能實現 ORM 這個功能的框架有很多， Hibernate 可以說是這些框架中最流行、最受開發者關注的，甚至連 JBoss 公司也把它吸收進來，利用它在自己的項目中實現
ORM 功能。
3
． ORM
的實現原理
現在在 Java 領域大家對 Hibernate 的討論很多，比如它的優缺點、如何應用、錯誤如何解決以及把它和
Struts/Spring
等框架相結合作為整個系統的解決方案。在這里我想和大家探討一些更深層次的話題，那就是 Hibernate 是如何實現 ORM 的功能？如果讓我們自己開發一款實現 ORM
功能的框架需要怎么做？其實這些問題就是圍繞著一個詞，那就是“映射”，如果我們知道如何實現這種映射那么我們也能夠開發出自己的一款
ORM 框架。會使用 Hibernate 的開發人員都知道，在使用它實現 ORM
功能的時候，主要的文件有：映射類（ *.java ）、映射文件（ *.hbm.xml
）以及數據庫配置文件（ *.properties 或 *.cfg.xml
） ，它們各自的作用如下。
⑴映射類
：它的作用是描述數據庫表的結構，表中的字段在類中被描述成屬性，將來就可以實現把表中的記錄映射成為該類的對象。
⑵映射文件
：它的作用是指定數據庫表和映射類之間的關系，包括映射類和數據庫表的對應關系、表字段和類屬性類型的對應關系以及表字段和類屬性名稱的對應關系等。
⑶數據庫配置文件
：它的作用是指定與數據庫連接時需要的連接信息，比如連接哪中數據庫、登錄用戶名、登錄密碼以及連接字符串等。
在這三種主要的文件中，映射類為普通 Java 源文件、映射文件為 XML 格式、數據庫配置文件為 Properties 格式或者是 XML 格式。想理解“映射”首先我們需要知道如何解析這三種文件，即解析 XML 格式文件、解析 Properties 格式文件和解析 Java 類文件。下面我們來分別探討一下如何實現這些文件的解析。
⑴如何解析
XML
文件
前面我們說過映射文件是 XML 格式，數據庫配置文件也可以是 XML 格式，因此如果能解析 XML 文件我們就可以獲取這兩個文件的信息。 XML 文件格式我簡單做下介紹，比如 tom 這句就是一個 XML 格式的描述， name
代表節點，節點必須有開始標記和結束標記，在開始標記中我們可以添加一些屬性的聲明比如 sex 。解析 XML 的技術可以分為兩類那就是 SAX 和 DOM
，這兩種方式的差別和優缺點大家可以上網查閱或者我們會在以后的文章中提出，請大家關注。實現解析 XML 文件的功能很方便，我們可以通過下載第三方的一些工具包如 xml-apis.jar 和 xercesImpl.jar 等，也可以使用 JDK 自帶的工具類 DocumentBuilderFactory 、
DocumentBuilder 、 Document 、 Element 等等，大家可以通過 API 文擋查閱這些類的說明。通過這些類我們可以把 XML
文件的信息讀入內存并通過類中的某些方法獲取指定節點的名字、值、屬性名、屬性值這些信息。
⑵解析
Properties
文件
數據庫配置文件可以是 XML 格式也可以是 Properties 格式， Properties 文件一般采用“屬性名 = 屬性值”的形式描述信息。如果配置文件采用 Properties 文件描述，我們就需要想辦法解析這種類型的文件了。想解析
Properties 文件大家就需要熟悉 Properties 這個類了，這個類有一些常用方法比如，
load() 加載指定文件并讀取文件中的屬性信息，
PropertyNames() 返回所有屬性名，
getProperty()
返回指定屬性名的屬性值。通過解析 Properties 文件我們可以得到連接數據庫必要的信息，然后通過底層 JDBC 技術與數據庫建立連接。
⑶解析
Java
類文件
通過解析映射文件和數據庫配置文件我們可以建立數據庫的連接，可以得到映射類的名字、屬性名、數據庫表名、字段名以及類型等信息。要把數據庫中表的數據映射成為對象，首先需要把表中的記錄取出，然后將每個字段值給映射類對象的每個屬性，這個賦值過程要調用對象中的
set
方法。我們現在通過映射文件只知道類名和屬性名，如何根據類名和屬性名調用相應的 set 和 get 方法，是一個關鍵問題。在 Java
中有一種機制叫反射機制，使用這種機制我們可以得到類的信息，包括類只用的修飾符、方法、屬性、繼承的父類以及實現接口等信息。反射機制相關的類有
Class 、 Field 、 Method 以及 Constructor 等。通過 Class 的 getFields() 、 getMethods() 和 getConstructors() 方法得到相應的屬性、方法和構造方法。通過
Field 類的 getName() 、 getType() 和 getModifiers() 方法得到相應的屬性名、屬性類型、屬性修飾符信息。通過
Method 類 getReturnType() 可以獲取方法的返回類型， invoke()
方法可以根據給定的方法名和參數值執行對象中對應的方法。我們可以首先通過以上方法獲取類中的屬性名，然后拼寫成 setXXX 和 getXXX
方法名，最后根據方法名執行對應的方法，將數據庫數據加載到對象中。
此外要實現 Hibernate
機制還會涉及到一個技術點，那就是如何獲取數據庫的相關信息。要實現這個功能，就需要大家了解 JDBC 的 DataBaseMetaData 類和 ResultSetMetaData
類，通過這兩個類的方法我們就可以獲取數據庫表的字段名、類型、大小等相關信息。在這里我只是給大家把實現 ORM 功能的一些關鍵技術提了出來，通過上面介紹大家對 ORM
機制應該有個大概了解，比如通過解析數據庫配置文件獲取數據庫連接信息并建立連接，通過解析映射文件可以獲取映射類名、屬性名、表名以及字段名等信息，得到名字后通過反射機制可以得到映射類信息，調用構造方法創建對象，調用每個屬性的
set 方法給對象設值完成數據的裝載。 Hibernate 就是采用這個過程來實現 ORM 的，當然 Hibernate 還使用了事務控制
、緩存控制 等很多技術，大家有興趣的話我們可以以后探討。
限于時間的原因前面提到的一些技術介紹的比較簡單，對于有些人可能理解有困難，沒關系我會在以后的時間把各個技術分別進行詳細的介紹，請大家關注，同時熱情邀請大家一起討論，通過逐步剖析
Hibernate ，使我們對 Hibernate
的理解和駕御能力更近一步。謝謝大家。
（讀后感：
這篇文章，如果從操作技術層面上來講，確實沒有說什么，因為在我看了這篇文章之后，并不能夠讓我現在就可以使用 Hibernate
。但是，我至少對這個輪廓有了一個初步的了解了，假如說我們現在身處大山里面，要想從大山里面出去，一看，那里都是高山，就不知道如何走、走那個方向；而如果說我們是站在一座高山上，要去山外還是有那么遠，所有的路程還是得自己走，但是我看到了方向，知道自己朝著這個方向走肯定能夠走出去。我看了這篇文章就是這個感覺，真希望以后能夠多看到這樣的文章，而不是一來就是這里要配置什么，那里需要怎么做，還沒有開始，就昏了。
）