簡述
在單個(gè)組件中封裝域?qū)ο蠛完P(guān)系數(shù)據(jù)之間的映射。對象/關(guān)系映射同時(shí)把應(yīng)用程序代碼和域?qū)ο髲牡讓拥臄?shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)訪問細(xì)節(jié)中分離出來。

背景

程序員使用面向?qū)ο蟾拍钜宰匀坏摹⑹煜さ姆绞綄ΜF(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體建模。對象的行為使它能夠使用應(yīng)用程序領(lǐng)域的語義與其他對象交互。通過聚合與繼承相連的域?qū)ο蠊餐瑢?shí)現(xiàn)了優(yōu)雅的應(yīng)用程序級解決方案。
當(dāng)需要讀寫域?qū)ο笏硎镜年P(guān)系數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)用程序的簡潔性常常受到兵貴損害。這是因?yàn)橹苯邮褂藐P(guān)系數(shù)據(jù)對現(xiàn)實(shí)世界建模通常是不可能的。相反，現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體必須變形為行和列的格式。這種格式與面向這對象模型所提供的豐富性形成了鮮明的對比。
比如，考慮一個(gè)訂單處理應(yīng)用程序中所涉及的一些對象。訂單包括惟一的訂單號、下訂單的客戶號、客房下訂單的日期以及組成訂單的0個(gè)或多個(gè)條目。類似的，一個(gè)條目由項(xiàng)目號、產(chǎn)品號、客戶訂購的數(shù)量和產(chǎn)品單價(jià)組成。圖1表示定義該用程序域?qū)ο蟮腛rder和LineItem類。
數(shù)據(jù)模型包括ORDERS和LINE_ITEMS表，它們定義了類似的概念，不過這些表之間的關(guān)系不是那么明顯，如圖2所示。因?yàn)橐粋€(gè)訂單包含0個(gè)或多個(gè)條目，所以在ORDERS表和LINE_ITEMS表之間存在一對多的關(guān)系。為了建立表之間的聯(lián)系，LINE_ITEMS把ORDER_ID列定義為外鍵，可以使用它聯(lián)接ORDERS表。

我們來考慮應(yīng)用程序必須執(zhí)行的一個(gè)簡單的業(yè)務(wù)過程。生成訂單發(fā)票需要完成以下工作：
1.確定適當(dāng)?shù)牟樵儯瓚?yīng)用程序查詢ORDERS和LINE_ITEMSGE表搜集生成訂單發(fā)票所需要的全部信息。可能需要涉及兩個(gè)表的聯(lián)接操作，也可能要求每次涉及一個(gè)表的多次查詢。
2.發(fā)出查詢－－如果沒有可用的連接，應(yīng)用程序初始化一個(gè)數(shù)據(jù)庫連接，并直接與數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)程序交互，發(fā)出查詢。
3.解析查詢結(jié)果－－應(yīng)用程序讀取查詢結(jié)果中的數(shù)據(jù)，創(chuàng)建Order和LineItem對象表示這些數(shù)據(jù)。可能還涉及把數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫格式轉(zhuǎn)換成更符合應(yīng)用程序語義的格式。
4.打印發(fā)票－－應(yīng)用程序使用Order和LineItem遍歷所在的訂單，計(jì)算總價(jià)并打印發(fā)票。
第一步需要應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)模型緊密耦合，國為應(yīng)用程序需要構(gòu)造查詢。類似地，第二步和第三步耦合了應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)訪問代碼，在這里就是數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)程序及其資源。
對象/關(guān)系映射模式同時(shí)去掉了數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)訪問與應(yīng)用程序及其域?qū)ο蟮鸟詈稀Ｃ嫦驅(qū)ο蟮母拍詈完P(guān)系數(shù)據(jù)之間的映射成為單個(gè)組件的職責(zé)，該組件可以獨(dú)立于應(yīng)用程序和域?qū)ο笮薷摹ο?關(guān)系映射通常使用對應(yīng)程序隱藏其全部映射細(xì)節(jié)的抽象定義。圖3說明了對象/關(guān)系映射抽象和實(shí)現(xiàn)如何解除耦合：
對象/關(guān)系映射實(shí)現(xiàn)負(fù)責(zé)域?qū)ο蠛完P(guān)系數(shù)據(jù)之間的映射，通常直接與物理數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)程序交互。一種方法是定義定制的實(shí)現(xiàn)，硬編碼域?qū)ο蟆?yīng)用程序或者系統(tǒng)的全部映射細(xì)節(jié)。在代碼中硬編碼細(xì)節(jié)不容易修改，但與把同樣的映射埋藏在應(yīng)用程序代碼或域?qū)ο笾邢啾龋峁┝烁逦慕怦睢＿@種方法也可以作為一種有效的原型策略，在構(gòu)造功能更完善的解決方案之前開發(fā)應(yīng)用程序。
復(fù)雜的對象/關(guān)系映射系統(tǒng)使用元數(shù)據(jù)定義映射的細(xì)節(jié)。元數(shù)據(jù)使得實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)非常通用，因?yàn)樾薷挠成涞募?xì)節(jié)不需要升級或重新編譯應(yīng)用程序和域?qū)ο蟆ＭǔＳ成湓獢?shù)據(jù)保存在配置文件或數(shù)據(jù)庫中。同樣普遍的做法是定義管理工具，使用戶無需要解持久元數(shù)據(jù)格式也能查看和更新映射細(xì)節(jié)。

對象/關(guān)系映射系統(tǒng)要解決的最基本的問題是，如何從面向?qū)ο蟮母拍钣成涞疥P(guān)系數(shù)據(jù)庫的概念。表1描述了一種通用的類比。這些只是一般的原則，并不是必需的。可以為應(yīng)用程序使用的每個(gè)表定義一個(gè)類。應(yīng)用程序或者對象/關(guān)系映射為引用的每個(gè)行實(shí)例化一個(gè)對象實(shí)例。每個(gè)域?qū)ο蠖际褂脤傩怨_類似的列值。

表1　面向?qū)ο蠛完P(guān)系數(shù)據(jù)庫的一般類比

實(shí)際上并不總存在直接的對應(yīng)關(guān)系。比如，對象/關(guān)系映射常常隱藏應(yīng)用程序不需要的關(guān)系數(shù)據(jù)，如單純用于定義表關(guān)系的鍵或者標(biāo)識屬性。此外對象/關(guān)系映射可以代表應(yīng)用程序進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換或者計(jì)算屬性，甚至封裝更多的數(shù)據(jù)模型細(xì)節(jié)。如果需要定義的域?qū)ο蟾h(yuǎn)地偏離這種類比，必須保證選擇的對象/關(guān)系映射系統(tǒng)支持要求的映射能力。
一旦定義了對象/關(guān)系映射，訂單處理程序中生成發(fā)票的步驟就很容易描述了：
1.請求訂單－－應(yīng)用程序請求相關(guān)的訂單，對象/關(guān)系映射用Order對象集合返回訂單。
2.獲取訂單的每個(gè)條目－－可以直接在Order對象中取得。要記住在面向?qū)ο笮g(shù)語中，Order包含了LineItems集合，并且Order類把該集合作為一個(gè)屬性公開。
3.計(jì)算并報(bào)告－－像以前那樣計(jì)算總價(jià)并打印發(fā)票。
注意，應(yīng)用程序完全使用域?qū)ο蟛僮鳎瑳]有任何對關(guān)系數(shù)據(jù)模型或數(shù)據(jù)訪問的明確引用。發(fā)生的物理數(shù)據(jù)庫操作與前述耦合的方法相同，只不過這一次是由對象/關(guān)系映射幕后發(fā)出的。
解決像訂單處理應(yīng)用程序所要求的這種簡單的情形，實(shí)現(xiàn)一個(gè)對象/關(guān)系映射是完全可以接受的。但是如果準(zhǔn)備在應(yīng)用程序中廣泛使用對象/關(guān)系映射，你可能不愿意接受這種挑戰(zhàn)－－從零開始創(chuàng)建一種通用的實(shí)現(xiàn)。編寫一個(gè)高效、通用、元數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的對象/關(guān)系映射是一項(xiàng)困難的任務(wù)。所幸，有許多商業(yè)化的產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)可以直接在應(yīng)用程序中使用。多數(shù)這類產(chǎn)品允許使用工具或配置文件定義映射元數(shù)據(jù)，為物理數(shù)據(jù)庫訪問插接不同的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)程序。

適用性

對象/關(guān)系映射模式適用于以下情況：
需要向應(yīng)用程序邏輯和域?qū)ο箅[藏物理數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)訪問的復(fù)雜性。這樣做可以使這些成分更加整潔，集中處理所建模的業(yè)務(wù)對象和過程。
需要在單個(gè)組件中封裝域?qū)ο笥成洌员隳軌蜻m應(yīng)數(shù)據(jù)模型的變化而不必修改應(yīng)用程序代碼或者域?qū)ο蠖x。
需要從域?qū)ο笥成涞蕉喾N數(shù)據(jù)模型而不修改應(yīng)用程序代碼或域?qū)ο蠖x的通用性。這種通用使應(yīng)用程序能夠與多種數(shù)據(jù)模型結(jié)合，不管它們是怎么定義的。


結(jié)構(gòu)

圖4說明了一種對象/關(guān)系映射實(shí)現(xiàn)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。PersistenceManager接口按照一般的域?qū)ο蠖x定義數(shù)據(jù)庫操作。它通常定義讀寫和刪除與對象的操作。這種接口不需要公開任何數(shù)據(jù)庫細(xì)節(jié)。也可以把持久性操作集合分散到多個(gè)接口，一起形成概念上的PersistenceManager抽象。

ConcretePersistenceManager依據(jù)物理數(shù)據(jù)庫操作提供了這些操作的實(shí)現(xiàn)。它引用某種形式的Map
data，后者描述了域?qū)ο笥成洹Ｋ彩褂昧薖hysicalDatabaseDriver與關(guān)系數(shù)據(jù)庫交互。
ConcretePersistenceManager為應(yīng)用程序封裝了數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)訪問和域?qū)ο笥成洹?br />在對象/關(guān)系映射標(biāo)準(zhǔn)和商業(yè)對象/關(guān)系映射系統(tǒng)中，存在這種結(jié)構(gòu)的幾種變體。一種常見的變體是，通過隱式的框架和環(huán)境用從PersistenceManager中解耦應(yīng)用程序代碼。其他的變體代替應(yīng)用程序生成調(diào)用的映射代碼。

交互

圖5說明了應(yīng)用程序?qū)oncretePersistenceManager調(diào)用讀操作時(shí)的情形。ConcretePersistenceManager找到描述映射細(xì)節(jié)的相關(guān)元數(shù)據(jù)，使用這些信息向物理數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)程序　發(fā)出操作指令。最后，它使用關(guān)系數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個(gè)新的域?qū)ο蟛堰@個(gè)對象返回給調(diào)用者。其他PersistenceManager操作的工作原理類似。

6.效果

對象/關(guān)系映射模式有如下效果：
權(quán)衡
依賴于另外的商品化產(chǎn)品－－多數(shù)應(yīng)用程序都要使用一個(gè)商品化的數(shù)據(jù)庫、一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)程序和一個(gè)應(yīng)用程序服務(wù)器。如果大量地使用對象/關(guān)系映射，那么再集成一個(gè)商品化的對象/關(guān)系映射產(chǎn)品或許也是有利的。購買商品化產(chǎn)品可以顯著地降低開發(fā)成本。但是重新發(fā)布第三方軟件確實(shí)會(huì)帶來另外的法律、組裝和安裝的問題。

優(yōu)點(diǎn)
清晰的應(yīng)用程序代碼－－與包含數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)訪問細(xì)節(jié)的代碼相比，單純處理域?qū)ο蟮膽?yīng)用程序代碼更加清晰，也更容易開發(fā)和維護(hù)。如果使用定義良好的、只公開邏輯操作的域?qū)ο螅瑧?yīng)用程序的代碼就會(huì)更集中于它自身的業(yè)務(wù)邏輯。此外，當(dāng)以后改變數(shù)據(jù)模型或數(shù)據(jù)訪問細(xì)節(jié)時(shí)也會(huì)處在更有利的位置。
映射到替換的數(shù)據(jù)模型－－最通用的對象/關(guān)系映射機(jī)制隔離了可配置的映射元數(shù)據(jù)，可以在不影響應(yīng)用程序代碼的情況下修改元數(shù)據(jù)。許多對象/關(guān)系產(chǎn)品在運(yùn)行時(shí)保存和解釋映射元數(shù)據(jù)，元數(shù)據(jù)的變化不需要重新編譯任何代碼。
映射到替換數(shù)據(jù)模型的概念具有很大的價(jià)值。通常數(shù)據(jù)模型都捆綁到應(yīng)用程序上。這個(gè)特點(diǎn)嚴(yán)重地制約了數(shù)據(jù)模型的變更，國為需要廣泛地升級軟件。把數(shù)據(jù)模型細(xì)節(jié)封裝在元數(shù)據(jù)中允許改變數(shù)據(jù)模型，比如重新安排表、轉(zhuǎn)移不同的平臺，甚至轉(zhuǎn)移到像基于XML的數(shù)據(jù)庫或者面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫這樣不同類型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
元數(shù)據(jù)也非常有益，可以很快使應(yīng)用程序變化了的數(shù)據(jù)模型。從銷售和演示的角度看這一點(diǎn)尤其重要，因?yàn)榭梢钥焖倥渲脩?yīng)用程序使其處理預(yù)期客戶的遺留數(shù)據(jù)。當(dāng)看到演示是在他們自己的數(shù)據(jù)環(huán)境下進(jìn)行的時(shí)，潛在的客戶可能會(huì)更感興趣。

缺點(diǎn)
限制了應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)訪問的控制－－應(yīng)用程序代碼只能訪問PersisenceManager接口定義的操作。因?yàn)镃oncretePersistenceManager封裝了數(shù)據(jù)訪問的性能。如果采用商業(yè)對象/關(guān)系映射產(chǎn)品情況就更是如此。

7.策略

如果使用對象/關(guān)系映射機(jī)制管理域?qū)ο螅侠淼霓k法是在整個(gè)應(yīng)用程序中使用同樣的策略。對于從整體上理解和分析應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)庫交互，一致的數(shù)據(jù)訪問是有好處的。這一節(jié)討論實(shí)現(xiàn)對象/關(guān)系映射模式中可能遇到的各種問題。

非映射屬性
一般而言，參與對象/關(guān)系映射實(shí)例的域?qū)ο髮?yīng)一個(gè)物理數(shù)據(jù)庫表或者聯(lián)接表中的一行。但是并不是域?qū)ο蟮乃袑傩远夹枰４嬖跀?shù)據(jù)庫中。有時(shí)候，它們是根據(jù)其他來源計(jì)算或轉(zhuǎn)化而成的。這些屬性稱為非映射屬性，因?yàn)椴皇侵苯佑成錇殛P(guān)系數(shù)據(jù)的一部分。非映射屬性一般不會(huì)引起另外的映射問題，可以用域?qū)ο蟮挠成鋵傩宰詣?dòng)處理和計(jì)算。比如LineItem對象可能公開一個(gè)totalPrice非映射屬性，根據(jù)它的映射屬性unitPrice和quantity計(jì)算得到。