Database usage in java object-relational mapping. (Лекция 8) презентация

Java Lecture #8 Database Usage in Java: Object-Relational Mapping Saint Petersburg, 2012

Persistence Под Persistence понимается методы которые описывает действия работы с данными некотрого процесса В Java существует много способов работы с данными: JDBC Serialization File IO JCA

JPA Java Persistence Architecture API (JPA) это Java спецификация для доступа, сохранения и манипулирования данными между Java обьектами и релиационной базой данных. JPA было представленно как часть спецификации EJB 3.0 как замена EJB 2 CMP Entity Beans. Сейчас JPA это промышленный стандарт ORM (Object to Relational Mapping )   JPA состоит из следующих основных разделов: The Java Persistence API The query language The Java Persistence Criteria API Object/relational mapping metadata

Entities Энтити это легковесные доменные обьекты. Обычно энтити представляют таблицу в релиацонной базе данных., каждый инстанс энтити представляет собой запись в таблице..  Энтити должны удовлетворять следующим требованиям. Должны быть анотированны javax.persistence.Entity. Должен быть публичный конструктор по умолчанию. Но при этом класс может иметь и другие конструкторы. Класс не должен быть final, поля и методы для работы с персистентными данными тоже Если энтити будет использоваться в ремоутном бизнесс интерфейсе то она должна реализовывать интерфейс Serializable. Энтити могут расширять как другие энтити, так и обычные классы.

Интерфейс EntityManager Энтити управляються при помощи EntityManager, который ассоциируеться с персистент контекстом – набором managed entity. EntityManager API CRUD операции + запросы : persist (INSERT) merge (UPDATE) remove (DELETE) find (SELECT) ...

Типы EntityManager Существуют два типа EntityManager : Container-Managed Entity Managers – контролируется автоматически J2EE контейнером. Использует JTA для работы с транзакциями. @PersistenceContext EntityManager em; Application-Managed Entity Managers – контролируеться пользовательским приложением .

Application-Managed Entity Managers EntityManager em = ... .... EntityTransaction trx = em.getTransaction(); try { trx.begin(); // Operations that modify the database should come here. trx.commit(); } finally { if (trx.isActive()) trx.rollback(); }

Persistence Units

EntityManager lifecycle

EntityManager lifecycle annatation

Entities Persistent Fields and Properties in Entity Classes Состояние объекта храниться в полях и свойствах обьекта, которые могут быть: Java приметивы java.lang.String Реализующие serializable types, including: Враперы примитивов java.util.Date java.math.BigDecimal … Энумераторы Другие энтити или коллекции из энтитей Embeddable классы

Persistent Properties Сигнатура доступа к персистентному полю должна быть следующей: getProperty() void setProperty(Type type) Использование коллекций в качестве персистентных полей. Могут использоваться следующие интерфейсы коллекций: java.util.Collection java.util.Set java.util.List java.util.Map

Validating Persistent Fields and Properties Для персистентных полей может использоваться Bean Validation API который предостовляеть механизм верификации данных энтити. @AssertFalse boolean isUnsupported; @AssertTrue boolean isActive; @DecimalMax("30.00") BigDecimal discount; @DecimalMin("5.00") BigDecimal discount; @Digits(integer=6, fraction=2) BigDecimal price; @Future Date eventDate; @Max(10) int quantity; @Min(5) int quantity; @NotNull String username; @Null String unusedString; @Past Date birthday; Pattern(regexp="\\(\\d{3}\\)\\d{3}-\\d{4}") String phoneNumber; @Size(min=2, max=240) String briefMessage;

@Entity @Table @Column @Entity @Table(uniqueConstraints = @UniqueConstraint(columnNames = { "NAME", "SURNAME" }), name = "EMPLOYEE") public class Employee { @Id private long id; @Column(name = "NAME", nullable = false, length = 20) private String name; @Column(name = "SURNAME", nullable = false, length = 20) private String surname; … }

Primary Keys in Entities Каждая Entity должна иметь уникальный идентификатор (первичный ключ), например: Простой первичный ключ @Id private long id; Первичный ключ может быть: примитивный тип, врапер примитивного типа, String, Date, BigDecimal, BigInteger. Компзитный первичный ключ (ProjectId.class). Embedded первичный ключ () должен переопределять hashCode()  и equals(Object other), реализовывать serializable.

 Entity Relationships Существуют следующие отношения между энтити в JPA One-to-one: при этом каждый экземпляр одного класса энтити имеет ссылку на экземпля инстанса другой энтити. @OneToOne One-to-many: при этом инстанс одной энтити имеет ссылку на коллекцию инстансов другой энтити. @OneToMany Many-to-one: несколько инстансов одной энтити имеют ссылку на однин инстанс другой. @Many-to-one Many-to-many: несколько инстансов одной энтити имеют ссылки на несколько инстансов другой. @ManyToMany Отношения могут быть однонаправленными и двунаправленными: Двунаправленные связи для @OneToOne, @OneToMany, @ManyToMany должны использовать mappedBy для ссылки на поле обратное поле.

  One-to-many и Many-to-many: @ManyToOne private WorkGroup workGroup; @OneToMany(mappedBy = "workGroup") private List<Student> student;

 Отношения и каскадные операции

  @OneToOne @Entity public class Address { @OneToOne @PrimaryKeyJoinColumn private Student student; @Entity public class Student { @OneToOne(mappedBy = "student") private Address address;

  @ManyToMany class Lection { @ManyToMany(mappedBy="lections") private List<Student> students; class Student { @ManyToMany(cascade = {CascadeType.ALL}) @JoinTable(name="SHEDULE", joinColumns={@JoinColumn(name="STUDENTID")}, inverseJoinColumns={@JoinColumn(name="LECTIONID")}) private List<Lection> lections;

@ElementCollection @Entity public class Person { //can be used to define a one-to-many relationship to an Embeddable object, or a Basic value (such //as a collection of Strings) and  can also be used in combination with a Map @ElementCollection @MapKeyEnumerated private Map<PhoneType ,Phone> phones; @Embeddable public class Phone { @Enumerated(EnumType.STRING) private PhoneType type; private String areaCode; @Column(name = "P_NUMBER") private String number; public enum PhoneType { HOME, WORK, MOBILE …

Embeddable Classes @Entity public class Employee { @Embedded private Skill skill; @Embeddable public class Skill { private String skillName; private String skillLevel; CREATE TABLE APP.EMPLOYEE ( ID BIGINT NOT NULL, NAME VARCHAR(20) NOT NULL, SKILLLEVEL VARCHAR(255), SKILLNAME VARCHAR(255), SURNAME VARCHAR(20) NOT NULL

Embeddable Classes @Entity public class Employee { @Embedded private Skill skill; @Embeddable public class Skill { private String skillName; private String skillLevel; CREATE TABLE APP.EMPLOYEE ( ID BIGINT NOT NULL, NAME VARCHAR(20) NOT NULL, SKILLLEVEL VARCHAR(255), SKILLNAME VARCHAR(255), SURNAME VARCHAR(20) NOT NULL

Entity Inheritance: Abstract Entities Абстрактная энтити может быть определена при помощи абстрактного класса с аннотацией @Entity. Если абстрактная энтити выступает в качестве параметра запроса или связанна отношением с другой энтити – то результат будет содержать все подклассы данной абстрактной энтити. Существуют следующие стратегии мапинга энтитей на таблицы базы данных при наследовании: - в одной таблице храняться все подклассы (InheritanceType. SINGLE_TABLE) - каждый подкласс в своей таблице (InheritanceType. TABLE_PER_CLASS) - стратегия “join”, когда каждый подкласс мапиться на таблицы(включяя абстрактный), при этом в каждой таблице содержиться первичный ключ из базового класса и только спецефичные для данного класса поля(InheritanceType. JOINED)

Entity Inheritance: Abstract Entities @Entity @Inheritance(strategy=InheritanceType.TABLE_PER_CLASS) public abstract class Animal { @Id private String id; private String woolColor; @ManyToOne private Forest forest; @Entity public class Bear extends Animal { private String bearFeature; @Entity public class Fox extends Animal { private String foxFeature;

Entity Inheritance: InheritanceType.TABLE_PER_CLASS @Entity @Inheritance(strategy=InheritanceType.TABLE_PER_CLASS) public abstract class Animal { @Id private String id; private String woolColor; @ManyToOne private Forest forest; @Entity public class Bear extends Animal { private String bearFeature; @Entity public class Fox extends Animal { private String foxFeature;

Entity Inheritance: InheritanceType.SINGLE_TABLE @Entity @Inheritance(strategy = InheritanceType.SINGLE_TABLE) @DiscriminatorColumn(name="PROJ_TYPE") public abstract class ItProject { @Id private long id; @Entity @DiscriminatorValue("L") public class LargeProject extends ItProject{ private String largeFeature; @Entity @DiscriminatorValue("S") public class SmallProject extends ItProject{ private String smallFeature;

Entity Inheritance: InheritanceType.JOINED @Entity @Inheritance(strategy = InheritanceType.JOINED) public abstract class Vehicle { @Id private long id; private String common; @Entity public class Car extends Vehicle { private String carFeature; @Entity public class Plane extends Vehicle { private String carFeature;

Mapped Superclasses Энтити могут быть наследованны от суперкласса который сам при этом не являеться энтити, но содержит информацию о мапинге и персистансе. @MappedSuperclass public class Employee { @Id protected Integer employeeId @Entity public class FullTimeEmployee extends Employee { protected Integer salary @Entity public class PartTimeEmployee extends Employee { protected Float hourlyWage

Java Persistence Query Language Java Persistence Query Language (JPQL) — платформо-независимый объектно-ориентированный язык запросов являющийся частью Java Persistence API спецификации. SELECT a FROM Author a ORDER BY a.firstName, a.lastName SELECT DISTINCT a FROM Author a INNER JOIN a.books b WHERE b.publisher.name = 'XYZ Press‘ Динамический запрос: Query и TypedQuery (JPA 2.0) public List<Author> getAuthorsByLastName(String lastName) { String queryString = "SELECT a FROM Author a " + "WHERE :lastName IS NULL OR LOWER(a.lastName) = :lastName"; Query query = getEntityManager().createQuery(queryString); query.setParameter("lastName", StringUtils.lowerCase(lastName)); return query.getResultList(); }

@NamedQuery and @NamedQueries Именованные запросы являються статическими. @Entity @NamedQuery(name="Country.findAll", query="SELECT c FROM Country c") public class Country { … } @Entity @NamedQueries({ @NamedQuery(name="Country.findAll", query="SELECT c FROM Country c"), @NamedQuery(name="Country.findByName", query="SELECT c FROM Country c WHERE c.name = :name"), }) public class Country { TypedQuery<Country> query = em.createNamedQuery("Country.findAll", Country.class); List<Country> results = query.getResultList();

JPA Criteria Query Если JPQL queries определяються в виде строки, аналогично SQL, то JPA criteria queries позволяют формировать запрос в виде Java классов Запрос вида: SELECT c FROM Country c Можно представить: CriteriaBuilder cb = em.getCriteriaBuilder(); CriteriaQuery<Country> q = cb.createQuery(Country.class); Root<Country> c = q.from(Country.class); q.select(c); Выполнить: TypedQuery<Country> query = em.createQuery(q); List<Country> results = query.getResultList();

Entity Locking and Concurrency optimistic locking @Version protected int version; javax.persistence.OptimisticLockException pessimistic locking EntityManager em = ...; Person person = ...; em.lock(person, LockModeType. PESSIMISTIC_WRITE);