Java通用數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)訪問框架的設(shè)計

章亞

摘要：考慮使用數(shù)據(jù)集組件來連接數(shù)據(jù)庫并操作數(shù)據(jù)庫表中數(shù)據(jù)在軟件開發(fā)中的方便性，其具有強大的數(shù)據(jù)操作能力，在很多開發(fā)環(huán)境中都提供了相應(yīng)的數(shù)據(jù)集組件，但在JAVA語言的開發(fā)環(huán)境中沒有與之對應(yīng)的數(shù)據(jù)集組件，一般采用JDBC接口或者OR映射的方式完成數(shù)據(jù)的操作，其中JDBC接口因其屬于較低層次接口需要大量的編程，而OR映射在涉及復(fù)雜數(shù)據(jù)關(guān)系及大量數(shù)據(jù)訪問是容易出現(xiàn)性能問題，在借鑒其他環(huán)境中數(shù)據(jù)集的設(shè)計理念的基礎(chǔ)上，以實際開發(fā)要求為目標，設(shè)計一種基于JDBC封裝的JAVA通用數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)訪問框架。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)集；數(shù)據(jù)集組件； 數(shù)據(jù)訪問；數(shù)據(jù)訪問框架；JAVA語言

中圖分類號：TP311.1 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）33-7895-07

Abstract： Consider the convenience in software development of using a dataset component to connect to the database and manipulate data in a database table， it has a powerful data manipulation capabilities， it has provided corresponding data set components in many development environment， but in the development of JAVA language environment， there is no corresponding data set components， it generally used the JDBC interface or a way to complete the operation by OR mapping data， but the JDBC interface belong to the lower level， and requires a lot of programming； The OR mapping method will prone to performance issues while involves complex data relationships and a lot of data access. On the basis of the experience of other environmental data set and on the design concept to the actual development of requirements for the goals， designed a JAVA common data set framework for JDBC-based data access package.

Key words： dataset； dataset component； data access； data access framework； JAVA languag

1 概述

軟件開發(fā)中，數(shù)據(jù)庫往往是信息系統(tǒng)的基石，即便是最簡單的信息系統(tǒng)中都會涉及到數(shù)據(jù)的持久性和數(shù)據(jù)的訪問。而JAVA作為一種可以撰寫跨平臺應(yīng)用軟件的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言，被廣泛的應(yīng)用與當前的各種信息系統(tǒng)開發(fā)。但對于用Delphi及.Net開發(fā)過應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)人員大多都使用過數(shù)據(jù)集組件來連接數(shù)據(jù)庫并操作數(shù)據(jù)庫表數(shù)據(jù)的功能。這些功能使用很方便，同時有強大的數(shù)據(jù)操縱能力，可以對各種數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一操縱，數(shù)據(jù)組件會根據(jù)不同數(shù)據(jù)庫的語法要求自動生成新增（insert）、修改（update）及刪除（delete）等DML語句對數(shù)據(jù)庫記錄進行操縱。在JAVA環(huán)境中沒有與之對應(yīng)的數(shù)據(jù)集組件，JAVA主要依靠JDBC接口[1]來操作數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，但JDBC屬于一個較低層次的接口，雖然功能強大但需要較多的編程量，所以使用并不方便。有些JAVA持久層框架[2]（如Hibernate）基于JDBC做了一些包裝并提出了OR映射的概念，通過操作對象的方式間接操作關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的記錄，由OR映射框架自動將對象的新增、修改、刪除等操作自動轉(zhuǎn)換成特定關(guān)系數(shù)據(jù)庫的DML語句。這種方式在JAVA世界中應(yīng)用很多。但OR映射需要許多手工配置，且在涉及大數(shù)據(jù)量且表間關(guān)系復(fù)雜的情況時容易出現(xiàn)性能問題。并且對習(xí)慣SQL及數(shù)據(jù)集操作的程序員來說，對于對象的操作不如對記錄行的操作直接和靈活。針對這些框架的問題，IBM 和BEA設(shè)計了SDO（Service Data Object）[3]，方便了數(shù)據(jù)訪問和操作。該文借鑒了SDO的方法及Delphi、.Net數(shù)據(jù)集的設(shè)計理念[4-7]，應(yīng)用軟件設(shè)計模式方法[8-9]，結(jié)合實際的開發(fā)經(jīng)驗，設(shè)計一種基于JDBC的JAVA通用數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)訪問框架。

2 總體設(shè)計

整個框架設(shè)計的目標包括：

1）通用性，實現(xiàn)一種通用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫訪問機制，能夠獨立于數(shù)據(jù)庫，采用一致的數(shù)據(jù)集的方式訪問及操作各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫。

2） 方便性，充分利用數(shù)據(jù)庫的元數(shù)據(jù)功能，無需配置就能根據(jù)數(shù)據(jù)集的狀態(tài)，自動生成某種數(shù)據(jù)庫的DML語句，盡量減少編程量。

3） 擴展性，能支持現(xiàn)存或未來出現(xiàn)的各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

設(shè)計思路：

為達到以上設(shè)計目標，考慮將通用數(shù)據(jù)集框架主要分為2個大的部分來實現(xiàn)：

第一部分是獨立于數(shù)據(jù)庫的，這一部分里，所有操作的實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫來說是完全中立的，無需考慮數(shù)據(jù)庫的差異性；

第二部分是數(shù)據(jù)庫相關(guān)的，這一部分里，所有操作的實現(xiàn)都要考慮特定數(shù)據(jù)庫的差異，并通過接口及抽象類使這種差異對第一部分屏蔽。

3 獨立于數(shù)據(jù)庫的部分設(shè)計

獨立于數(shù)據(jù)庫的部分主要是數(shù)據(jù)表（DataTable）對象，其中包括數(shù)據(jù)列管理器（DataColumns）、數(shù)據(jù)列（DataColumn）、數(shù)據(jù)行管理器（DataRows）、數(shù)據(jù)行（DataRow）、數(shù)據(jù)字段（DataField）等對象。對于開發(fā)應(yīng)用開發(fā)者來說，主要是對這些部分的對象進行操作。以下對這些對象的功能進行介紹。

參考文獻：

[1] 張峋，楊三成.關(guān)鍵技術(shù) JSP與JDBC應(yīng)用詳解[M].北京：中國鐵道出版社，2010

[2] 孫衛(wèi)琴. 精通Hibernate：Java對象持久化技術(shù)詳解[M].2版.北京：電子工業(yè)出版社，2010.

[3] Ueli Wahli，Gabriel Cohen，Matthew Perrins.WebSphere Studio 5.1.2 JavaServer Faces and Service Data Objects[EB/OL].http：//www.redbooks.ibm.com/redbooks/pdfs/sg246361.pdf.

[4] 張敬普，丁士鋒.精通C# 5.0與.NET 4.5高級編程——LINQ、WCF、WPF和WF[M].北京：清華大學(xué)出版社， 2014.

[5] 謝爾頓. NET 4.5與Visual Basic 2012 高級編程[M].7版.北京：清華大學(xué)出版社，2014.

[6] 阿加瓦爾. C# 2012數(shù)據(jù)庫編程入門經(jīng)典[M]. 5版.北京：清華大學(xué)出版社. 2013

[7] 石志國. VB.NET數(shù)據(jù)庫編程[M].北京交通大學(xué)出版社，2009.

[8] 伽瑪.設(shè)計模式—可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013.

[9] 弗里曼.Head First設(shè)計模式[M].北京：中國電力出版社，2007.endprint

摘要：考慮使用數(shù)據(jù)集組件來連接數(shù)據(jù)庫并操作數(shù)據(jù)庫表中數(shù)據(jù)在軟件開發(fā)中的方便性，其具有強大的數(shù)據(jù)操作能力，在很多開發(fā)環(huán)境中都提供了相應(yīng)的數(shù)據(jù)集組件，但在JAVA語言的開發(fā)環(huán)境中沒有與之對應(yīng)的數(shù)據(jù)集組件，一般采用JDBC接口或者OR映射的方式完成數(shù)據(jù)的操作，其中JDBC接口因其屬于較低層次接口需要大量的編程，而OR映射在涉及復(fù)雜數(shù)據(jù)關(guān)系及大量數(shù)據(jù)訪問是容易出現(xiàn)性能問題，在借鑒其他環(huán)境中數(shù)據(jù)集的設(shè)計理念的基礎(chǔ)上，以實際開發(fā)要求為目標，設(shè)計一種基于JDBC封裝的JAVA通用數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)訪問框架。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)集；數(shù)據(jù)集組件； 數(shù)據(jù)訪問；數(shù)據(jù)訪問框架；JAVA語言

中圖分類號：TP311.1 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）33-7895-07

Abstract： Consider the convenience in software development of using a dataset component to connect to the database and manipulate data in a database table， it has a powerful data manipulation capabilities， it has provided corresponding data set components in many development environment， but in the development of JAVA language environment， there is no corresponding data set components， it generally used the JDBC interface or a way to complete the operation by OR mapping data， but the JDBC interface belong to the lower level， and requires a lot of programming； The OR mapping method will prone to performance issues while involves complex data relationships and a lot of data access. On the basis of the experience of other environmental data set and on the design concept to the actual development of requirements for the goals， designed a JAVA common data set framework for JDBC-based data access package.

Key words： dataset； dataset component； data access； data access framework； JAVA languag

1 概述

軟件開發(fā)中，數(shù)據(jù)庫往往是信息系統(tǒng)的基石，即便是最簡單的信息系統(tǒng)中都會涉及到數(shù)據(jù)的持久性和數(shù)據(jù)的訪問。而JAVA作為一種可以撰寫跨平臺應(yīng)用軟件的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言，被廣泛的應(yīng)用與當前的各種信息系統(tǒng)開發(fā)。但對于用Delphi及.Net開發(fā)過應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)人員大多都使用過數(shù)據(jù)集組件來連接數(shù)據(jù)庫并操作數(shù)據(jù)庫表數(shù)據(jù)的功能。這些功能使用很方便，同時有強大的數(shù)據(jù)操縱能力，可以對各種數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一操縱，數(shù)據(jù)組件會根據(jù)不同數(shù)據(jù)庫的語法要求自動生成新增（insert）、修改（update）及刪除（delete）等DML語句對數(shù)據(jù)庫記錄進行操縱。在JAVA環(huán)境中沒有與之對應(yīng)的數(shù)據(jù)集組件，JAVA主要依靠JDBC接口[1]來操作數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，但JDBC屬于一個較低層次的接口，雖然功能強大但需要較多的編程量，所以使用并不方便。有些JAVA持久層框架[2]（如Hibernate）基于JDBC做了一些包裝并提出了OR映射的概念，通過操作對象的方式間接操作關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的記錄，由OR映射框架自動將對象的新增、修改、刪除等操作自動轉(zhuǎn)換成特定關(guān)系數(shù)據(jù)庫的DML語句。這種方式在JAVA世界中應(yīng)用很多。但OR映射需要許多手工配置，且在涉及大數(shù)據(jù)量且表間關(guān)系復(fù)雜的情況時容易出現(xiàn)性能問題。并且對習(xí)慣SQL及數(shù)據(jù)集操作的程序員來說，對于對象的操作不如對記錄行的操作直接和靈活。針對這些框架的問題，IBM 和BEA設(shè)計了SDO（Service Data Object）[3]，方便了數(shù)據(jù)訪問和操作。該文借鑒了SDO的方法及Delphi、.Net數(shù)據(jù)集的設(shè)計理念[4-7]，應(yīng)用軟件設(shè)計模式方法[8-9]，結(jié)合實際的開發(fā)經(jīng)驗，設(shè)計一種基于JDBC的JAVA通用數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)訪問框架。

2 總體設(shè)計

整個框架設(shè)計的目標包括：

1）通用性，實現(xiàn)一種通用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫訪問機制，能夠獨立于數(shù)據(jù)庫，采用一致的數(shù)據(jù)集的方式訪問及操作各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫。

2） 方便性，充分利用數(shù)據(jù)庫的元數(shù)據(jù)功能，無需配置就能根據(jù)數(shù)據(jù)集的狀態(tài)，自動生成某種數(shù)據(jù)庫的DML語句，盡量減少編程量。

3） 擴展性，能支持現(xiàn)存或未來出現(xiàn)的各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

設(shè)計思路：

為達到以上設(shè)計目標，考慮將通用數(shù)據(jù)集框架主要分為2個大的部分來實現(xiàn)：

第一部分是獨立于數(shù)據(jù)庫的，這一部分里，所有操作的實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫來說是完全中立的，無需考慮數(shù)據(jù)庫的差異性；

第二部分是數(shù)據(jù)庫相關(guān)的，這一部分里，所有操作的實現(xiàn)都要考慮特定數(shù)據(jù)庫的差異，并通過接口及抽象類使這種差異對第一部分屏蔽。

3 獨立于數(shù)據(jù)庫的部分設(shè)計

獨立于數(shù)據(jù)庫的部分主要是數(shù)據(jù)表（DataTable）對象，其中包括數(shù)據(jù)列管理器（DataColumns）、數(shù)據(jù)列（DataColumn）、數(shù)據(jù)行管理器（DataRows）、數(shù)據(jù)行（DataRow）、數(shù)據(jù)字段（DataField）等對象。對于開發(fā)應(yīng)用開發(fā)者來說，主要是對這些部分的對象進行操作。以下對這些對象的功能進行介紹。

參考文獻：

[1] 張峋，楊三成.關(guān)鍵技術(shù) JSP與JDBC應(yīng)用詳解[M].北京：中國鐵道出版社，2010

[2] 孫衛(wèi)琴. 精通Hibernate：Java對象持久化技術(shù)詳解[M].2版.北京：電子工業(yè)出版社，2010.

[3] Ueli Wahli，Gabriel Cohen，Matthew Perrins.WebSphere Studio 5.1.2 JavaServer Faces and Service Data Objects[EB/OL].http：//www.redbooks.ibm.com/redbooks/pdfs/sg246361.pdf.

[4] 張敬普，丁士鋒.精通C# 5.0與.NET 4.5高級編程——LINQ、WCF、WPF和WF[M].北京：清華大學(xué)出版社， 2014.

[5] 謝爾頓. NET 4.5與Visual Basic 2012 高級編程[M].7版.北京：清華大學(xué)出版社，2014.

[6] 阿加瓦爾. C# 2012數(shù)據(jù)庫編程入門經(jīng)典[M]. 5版.北京：清華大學(xué)出版社. 2013

[7] 石志國. VB.NET數(shù)據(jù)庫編程[M].北京交通大學(xué)出版社，2009.

[8] 伽瑪.設(shè)計模式—可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013.

[9] 弗里曼.Head First設(shè)計模式[M].北京：中國電力出版社，2007.endprint

摘要：考慮使用數(shù)據(jù)集組件來連接數(shù)據(jù)庫并操作數(shù)據(jù)庫表中數(shù)據(jù)在軟件開發(fā)中的方便性，其具有強大的數(shù)據(jù)操作能力，在很多開發(fā)環(huán)境中都提供了相應(yīng)的數(shù)據(jù)集組件，但在JAVA語言的開發(fā)環(huán)境中沒有與之對應(yīng)的數(shù)據(jù)集組件，一般采用JDBC接口或者OR映射的方式完成數(shù)據(jù)的操作，其中JDBC接口因其屬于較低層次接口需要大量的編程，而OR映射在涉及復(fù)雜數(shù)據(jù)關(guān)系及大量數(shù)據(jù)訪問是容易出現(xiàn)性能問題，在借鑒其他環(huán)境中數(shù)據(jù)集的設(shè)計理念的基礎(chǔ)上，以實際開發(fā)要求為目標，設(shè)計一種基于JDBC封裝的JAVA通用數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)訪問框架。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)集；數(shù)據(jù)集組件； 數(shù)據(jù)訪問；數(shù)據(jù)訪問框架；JAVA語言

中圖分類號：TP311.1 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）33-7895-07

Abstract： Consider the convenience in software development of using a dataset component to connect to the database and manipulate data in a database table， it has a powerful data manipulation capabilities， it has provided corresponding data set components in many development environment， but in the development of JAVA language environment， there is no corresponding data set components， it generally used the JDBC interface or a way to complete the operation by OR mapping data， but the JDBC interface belong to the lower level， and requires a lot of programming； The OR mapping method will prone to performance issues while involves complex data relationships and a lot of data access. On the basis of the experience of other environmental data set and on the design concept to the actual development of requirements for the goals， designed a JAVA common data set framework for JDBC-based data access package.

Key words： dataset； dataset component； data access； data access framework； JAVA languag

1 概述

軟件開發(fā)中，數(shù)據(jù)庫往往是信息系統(tǒng)的基石，即便是最簡單的信息系統(tǒng)中都會涉及到數(shù)據(jù)的持久性和數(shù)據(jù)的訪問。而JAVA作為一種可以撰寫跨平臺應(yīng)用軟件的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言，被廣泛的應(yīng)用與當前的各種信息系統(tǒng)開發(fā)。但對于用Delphi及.Net開發(fā)過應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)人員大多都使用過數(shù)據(jù)集組件來連接數(shù)據(jù)庫并操作數(shù)據(jù)庫表數(shù)據(jù)的功能。這些功能使用很方便，同時有強大的數(shù)據(jù)操縱能力，可以對各種數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一操縱，數(shù)據(jù)組件會根據(jù)不同數(shù)據(jù)庫的語法要求自動生成新增（insert）、修改（update）及刪除（delete）等DML語句對數(shù)據(jù)庫記錄進行操縱。在JAVA環(huán)境中沒有與之對應(yīng)的數(shù)據(jù)集組件，JAVA主要依靠JDBC接口[1]來操作數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，但JDBC屬于一個較低層次的接口，雖然功能強大但需要較多的編程量，所以使用并不方便。有些JAVA持久層框架[2]（如Hibernate）基于JDBC做了一些包裝并提出了OR映射的概念，通過操作對象的方式間接操作關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的記錄，由OR映射框架自動將對象的新增、修改、刪除等操作自動轉(zhuǎn)換成特定關(guān)系數(shù)據(jù)庫的DML語句。這種方式在JAVA世界中應(yīng)用很多。但OR映射需要許多手工配置，且在涉及大數(shù)據(jù)量且表間關(guān)系復(fù)雜的情況時容易出現(xiàn)性能問題。并且對習(xí)慣SQL及數(shù)據(jù)集操作的程序員來說，對于對象的操作不如對記錄行的操作直接和靈活。針對這些框架的問題，IBM 和BEA設(shè)計了SDO（Service Data Object）[3]，方便了數(shù)據(jù)訪問和操作。該文借鑒了SDO的方法及Delphi、.Net數(shù)據(jù)集的設(shè)計理念[4-7]，應(yīng)用軟件設(shè)計模式方法[8-9]，結(jié)合實際的開發(fā)經(jīng)驗，設(shè)計一種基于JDBC的JAVA通用數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)訪問框架。

2 總體設(shè)計

整個框架設(shè)計的目標包括：

1）通用性，實現(xiàn)一種通用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫訪問機制，能夠獨立于數(shù)據(jù)庫，采用一致的數(shù)據(jù)集的方式訪問及操作各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫。

2） 方便性，充分利用數(shù)據(jù)庫的元數(shù)據(jù)功能，無需配置就能根據(jù)數(shù)據(jù)集的狀態(tài)，自動生成某種數(shù)據(jù)庫的DML語句，盡量減少編程量。

3） 擴展性，能支持現(xiàn)存或未來出現(xiàn)的各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

設(shè)計思路：

為達到以上設(shè)計目標，考慮將通用數(shù)據(jù)集框架主要分為2個大的部分來實現(xiàn)：

第一部分是獨立于數(shù)據(jù)庫的，這一部分里，所有操作的實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫來說是完全中立的，無需考慮數(shù)據(jù)庫的差異性；

第二部分是數(shù)據(jù)庫相關(guān)的，這一部分里，所有操作的實現(xiàn)都要考慮特定數(shù)據(jù)庫的差異，并通過接口及抽象類使這種差異對第一部分屏蔽。

3 獨立于數(shù)據(jù)庫的部分設(shè)計

獨立于數(shù)據(jù)庫的部分主要是數(shù)據(jù)表（DataTable）對象，其中包括數(shù)據(jù)列管理器（DataColumns）、數(shù)據(jù)列（DataColumn）、數(shù)據(jù)行管理器（DataRows）、數(shù)據(jù)行（DataRow）、數(shù)據(jù)字段（DataField）等對象。對于開發(fā)應(yīng)用開發(fā)者來說，主要是對這些部分的對象進行操作。以下對這些對象的功能進行介紹。

參考文獻：

[1] 張峋，楊三成.關(guān)鍵技術(shù) JSP與JDBC應(yīng)用詳解[M].北京：中國鐵道出版社，2010

[2] 孫衛(wèi)琴. 精通Hibernate：Java對象持久化技術(shù)詳解[M].2版.北京：電子工業(yè)出版社，2010.

[3] Ueli Wahli，Gabriel Cohen，Matthew Perrins.WebSphere Studio 5.1.2 JavaServer Faces and Service Data Objects[EB/OL].http：//www.redbooks.ibm.com/redbooks/pdfs/sg246361.pdf.

[4] 張敬普，丁士鋒.精通C# 5.0與.NET 4.5高級編程——LINQ、WCF、WPF和WF[M].北京：清華大學(xué)出版社， 2014.

[5] 謝爾頓. NET 4.5與Visual Basic 2012 高級編程[M].7版.北京：清華大學(xué)出版社，2014.

[6] 阿加瓦爾. C# 2012數(shù)據(jù)庫編程入門經(jīng)典[M]. 5版.北京：清華大學(xué)出版社. 2013

[7] 石志國. VB.NET數(shù)據(jù)庫編程[M].北京交通大學(xué)出版社，2009.

[8] 伽瑪.設(shè)計模式—可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013.

[9] 弗里曼.Head First設(shè)計模式[M].北京：中國電力出版社，2007.endprint