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JAVA操作数据库方式与设计模式应用

2006-04-10  duduwolf
1.   在业务层使用JDBC直接操作数据库-最简单,最直接的操作

1)数据库url,username,password写死在代码中
    Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver").newInstance();
    String url="jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:orcl";
    String user="scott";
    String password="tiger";
    Connection conn= DriverManager.getConnection(url,user,password);  
    Statement stmt=conn.createStatement(
ResultSet.TYPE_SCROLL_SENSITIVE,ResultSet.CONCUR_UPDATABLE);
    String sql="select * from test";
    ResultSet rs=stmt.executeQuery(sql);

2)采用Facade和Command模式,使用DBUtil类封装JDBC操作;
      数据库url,username,password可以放在配置文件中(如xml,properties,ini等)。
      这种方法在小程序中应用较多。

2.DAO(Data Accessor Object)模式-松耦合的开始
DAO = data + accessor + domain object

例如User类-domain object (javabean)
UserDAO类-accessor ,提供的方法getUser(int id),save(User user)内包含了JDBC操作
在业务逻辑中使用这两个类来完成数据操作。

使用Factory模式可以方便不同数据库连接之间的移植。

3.数据库资源管理模式
3.1 数据库连接池技术
资源重用,避免频繁创建,释放连接引起大大量性能开销;
更快的系统响应速度;

通过实现JDBC的部分资源对象接口( Connection, Statement, ResultSet ),可以使用Decorator设计模式分别产生三种逻辑资源对象: PooledConnection, PooledStatement和 PooledResultSet。


一个最简单地数据库连接池实现:
public class ConnectionPool {

       private static Vector pools;
       private final int POOL_MAXSIZE = 25;
       /**
        * 获取数据库连接
        * 如果当前池中有可用连接,则将池中最后一个返回;若没有,则创建一个新的返回
        */
       public synchronized Connection getConnection() {
              Connection conn = null;
              if (pools == null) {
                     pools = new Vector();
              }

              if (pools.isEmpty()) {
                     conn = createConnection();
              } else {
                     int last_idx = pools.size() - 1;
                     conn = (Connection) pools.get(last_idx);
                     pools.remove(last_idx);
              }

              return conn;
       }

       /**
        * 将使用完毕的数据库连接放回池中
        * 若池中连接已经超过阈值,则关闭该连接;否则放回池中下次再使用
        */
       public synchronized void releaseConnection(Connection conn) {
              if (pools.size() >= POOL_MAXSIZE)
                     try {
                            conn.close();
                     } catch (SQLException e) {
                            // TODO自动生成 catch 块
                            e.printStackTrace();
                     } else
                     pools.add(conn);
       }

       public static Connection createConnection() {
              Connection conn = null;
              try {
                     Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver").newInstance();
                     String url = "jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:orcl";
                     String user = "scott";
                     String password = "tiger";
                     conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);
              } catch (InstantiationException e) {
                     // TODO自动生成 catch 块
                     e.printStackTrace();
              } catch (IllegalAccessException e) {
                     // TODO自动生成 catch 块
                     e.printStackTrace();
              } catch (ClassNotFoundException e) {
                     // TODO自动生成 catch 块
                     e.printStackTrace();
              } catch (SQLException e) {
                     // TODO自动生成 catch 块
                     e.printStackTrace();
              }
              return conn;
       }
}

注意:利用getConnection()方法得到的Connection,程序员很习惯地调用conn.close()方法关闭了数据库连接,那么上述的数据库连接机制便形同虚设。在调用conn.close()方法方法时如何调用releaseConnection()方法?这是关键。这里,我们使用Proxy模式和java反射机制。

public synchronized Connection getConnection() {
              Connection conn = null;
              if (pools == null) {
                     pools = new Vector();
              }

              if (pools.isEmpty()) {
                     conn = createConnection();
              } else {
                     int last_idx = pools.size() - 1;
                     conn = (Connection) pools.get(last_idx);
                     pools.remove(last_idx);
              }
        
        ConnectionHandler handler=new ConnectionHandler(this);
              return handler.bind(con);
       }

public class ConnectionHandler implements InvocationHandler {
     private Connection conn;
     private ConnectionPool pool;
    
     public ConnectionHandler(ConnectionPool pool){
            this.pool=pool;
     }
    
     /**
      * 将动态代理绑定到指定Connection
      * @param conn
      * @return
      */
     public Connection bind(Connection conn){
            this.conn=conn;
Connection proxyConn=(Connection)Proxy.newProxyInstance(
conn.getClass().getClassLoader(), conn.getClass().getInterfaces(),this);
          return proxyConn;
     }
    
       /* (非 Javadoc)
        * @see java.lang.reflect.InvocationHandler#invoke(java.lang.Object, java.lang.reflect.Method, java.lang.Object[])
        */
       public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
              // TODO自动生成方法存根
              Object obj=null;
              if("close".equals(method.getName())){
                     this.pool.releaseConnection(this.conn);
              }
              else{
                     obj=method.invoke(this.conn, args);
              }
              
              return obj;
       }
}

      在实际项目中,并不需要你来从头开始来设计数据库连接池机制,现在成熟的开源项目,如C3P0,dbcp,Proxool等提供了良好的实现。一般推荐使用Apache dbcp,基本使用实例:
DataSource ds = null;
   try{
     Context initCtx = new InitialContext();
     Context envCtx = (Context) initCtx.lookup("java:comp/env");
     ds = (DataSource)envCtx.lookup("jdbc/myoracle");
        if(ds!=null){
                out.println("Connection is OK!");
                Connection cn=ds.getConnection();
                if(cn!=null){
                        out.println("cn is Ok!");
                Statement stmt = cn.createStatement();
                 ResultSet rst = stmt.executeQuery("select * from BOOK");
                out.println("<p>rst is Ok!" + rst.next());
                while(rst.next()){
                        out.println("<P>BOOK_CODE:" + rst.getString(1));
                  }
                        cn.close();
                }else{
                        out.println("rst Fail!");
                }
        }
        else
                out.println("Fail!");
           }catch(Exception ne){ out.println(ne);
         }


3.2 Statement Pool
普通预编译代码:
String strSQL=”select name from items where id=?”;
PreparedStatement ps=conn.prepareStatement(strSQL);
ps.setString(1, “2”);
ResultSet rs=ps.executeQuery();

但是PreparedStatement 是与特定的Connection关联的,一旦Connection关闭,则相关的PreparedStatement 也会关闭。
为了创建PreparedStatement 缓冲池,可以在invoke方法中通过sql语句判断池中还有没有可用实例。

4. 持久层设计与O/R mapping 技术
1) Hernate:适合对新产品的开发,进行封闭化的设计
Hibernate 2003年被Jboss接管,通过把java pojo对象映射到数据库的table中,采用了xml/javareflection技术等。3.0提供了对存储过程和手写sql的支持,本身提供了hql语言。
开发所需要的文件:
hibernate配置文件: hibernate.cfg.xml 或 hibernate.properties
hibernate 映射文件: a.hbm.xml
pojo类源文件: a.java  

导出表与表之间的关系:
a. 从java对象到hbm文件:xdoclet
b. 从hbm文件到java对象:hibernate extension
c. 从数据库到hbm文件:middlegen
d. 从hbm文件到数据库:SchemaExport

2)Iatis :适合对遗留系统的改造和对既有数据库的复用,有很强的灵活性 3) Apache OJB:优势在于对标准的全面支持 4)EJB:适合集群服务器,其性能也不象某些人所诟病的那么差劲 5) JDO (java data object)
设置一个Properties对象,从而获取一个JDO的PersistenceManagerFactory(相当于JDBC连接池中的DataSource),进而获得一个PersistenceManager对象(相当于JDBC中的Connection对象),之后,你可以用这个PersistenceManager对象来增加、更新、删除、查询对象。
JDOQL是JDO的查询语言;它有点象SQL,但却是依照Java的语法的。

5. 基于开源框架的Struts+Spring+Hibernate实现方案
示例:这是一个3层架构的web 程序,通过一个Action 来调用业务代理,再通过它来回调 DAO类。下面的流程图表示了MyUsers是如何工作的。数字表明了流程的先后顺序,从web层(UserAction)到中间层(UserManager),再到数据层(UserDAO),然后返回。
Spring是AOP, UserManager和UserDAO都是接口.
1)       web层(UserAction) :调用中间层的接口方法,将UserManager作为属性注入。
             采用流行的Struts框架,虽然有很多人不屑一顾,但是这项技术在业界用的比较普遍,能满足基本的功能,可以减少培训学习成本。
2)       中间层(UserManager):将UserDAO作为属性注入,其实现主要是调用数据层接口的一些方法;它处于事务控制中。
            采用Spring框架实现,IOC与AOP是它的代名词,功能齐全,非常棒的一个架构。
3)       数据层(UserDAO):实现类继承HibernateDaoSupport类,在该类中可以调用getHibernateTemplate()的一些方法执行具体的数据操作。
            采用Hibernate做O/R mapping,从种种迹象可以看出,Hibernate就是EJB3.0的beta版。

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