Podstawowe cechy i API

Hibernate

Rafał Kasprzyk

Rafał Kasprzyk

Hibernate – wprowadzenie



Hibernate jest frameworkiem

służącym do zapewniania trwałości

danych



wsparcie mapowania modelu

obiektowego na model relacyjny



Zadaniem zestawu narzędzi

wchodzących w skład biblioteki jest

połączenie środowiska obiektowego Javy

z systemami relacyjnych baz danych



NIE WYMAGA SERWERA

APLIKACJI !!!



Obecnie jest zarządzany i rozwijany

przez firmę JBoss Inc.

Rafał Kasprzyk

Hibernate - wprowadzenie



Hibernate jest frameworkiem

wyróżniającym się spośród wszystkich

narzędzi ORM



Dostępny jako open source



Popularny, stabilny, wysoko wydajny



Posiada wyjątkowo rozbudowane możliwości

definiowania mapowań oraz bardzo wygodny

model użycia



Obsługuje większość liczących się na rynku

systemów bazodanowych



Oracle, DB2, MySQL, PostgreSQL, …



Pomimo, że nie jest standardem, to prócz EJB

właśnie Hibernate jest najpopularniejszym

frameworkiem do zapewniania trwałości



Bibliotekę doceniła firma SUN, która tworząc

specyfikację EJB 3.0 wzorowała się na

rozwiązaniach zastosowanych w Hibernate

Rafał Kasprzyk

Biblioteki Hibernate



Pakiet Hibernate można pobrać ze

strony

http://hibernate.org



W skład pakietu wchodzi:



Biblioteka Hibernate: hibernate3.jar



Biblioteki pomocnicze innych dostawców



antlr.jar,



dom4j.jar,



cglib.jar,



commons-collections.jar,



commons-logging.jar,



ehcache-1.1.jar,



Log4j.jar,



asm.jar,



jta.jar,

Rafał Kasprzyk

Warstwa integracji na

Hibernate

Rafał Kasprzyk

Hibernate - cechy



Odpowiedzialny jest za mapowanie klas na

tabele bazodanowe



Pozwala na generowanie schematów bazy

danych



Udostępnia mechanizmy generowania

zapytań, dzięki czemu nie potrzeba

operowania danymi na poziomie SQL i

JDBC



Przyspiesza tworzenie aplikacji poprzez

odciążenie programisty od ręcznej manipulacji

danymi



Posiada bardzo rozbudowane i elastyczne

metody wykonywania poleceń pobierania,

przetwarzania i zapisu danych



HQL (ang. Hibernate Query Language)



Zapytania przez obiekty Criteria i Example



Filtry, Natywny SQL

Rafał Kasprzyk

Hibernate – cechy



Hibernate pozwala wykorzystać

POJO do pełnienia funkcji obiektów

transferowych



Do przekazywania danych pomiędzy

warstwami aplikacji i przesyłania

danych siecią można wykorzystywać

POJO



Klasy trwałe nie musza implementować

żadnych specjalnych interfejsów



W porównania do innych narzędzi

posiadających podobną funkcjonalność

Hibernate w znacznie mniejszym zakresie

wymaga pisania dodatkowego kodu



Praktycznie każda klasa może

reprezentować encję

Rafał Kasprzyk

Hibernate – cechy



Różne techniki poprawiające

wydajność aplikacji komunikującej się

z bazą danych



Buforowania obiektów w pamięci

podręcznej



Obiekty niezmodyfikowane nie są

utrwalane



Do bazy przesyłane są jedynie

zmodyfikowane kolumny



Tzw. opóźnione wykonanie kodu SQL



Mechanizm pozwala na zapis stanu

aktualnego obiektu przy jednokrotnym

odwołaniu się do bazy mimo, ze obiekt był

kilkakrotnie modyfikowany w trakcie

transakcji

Rafał Kasprzyk

Hibernate

- cechy



Hibernate działa na wyższym poziomie

abstrakcji w stosunku do JDO lub EJB



dostarcza mechanizmów tzw.

przezroczystej trwałości (ang.

transparence persistence)



Wsparcie dla wielu standardów



JMX (ang. Java Management Extension)



JTA (ang. Java Transaction API)



…



Świetna współpraca ze Spring

Framework



Spring to obecnie prawdopodobnie

najpopularniejsze środowiskiem rozwoju

aplikacji J2EE

Rafał Kasprzyk

Szczegółowa architektura

Hibernate

Rafał Kasprzyk

Implementacja encji



Encja jest obiektem mającym dla

nas znaczenie, rzeczywistym bądź

wyobrażonym, o którym informacje

muszą być znane lub

przechowywane



użytkownik, faktura, spotkanie,…



Encje implementowane są za

pomocą klas trwałych



Hibernate pozwala na wykorzystanie

POJO w roli klas trwałych, ale

konieczne jest spełnienie pewnych

ograniczeń

Rafał Kasprzyk

Ograniczenia na POJO



Wszystkie pola trwałe muszą być prywatne



Należy stworzyć accessory i mutatory dla

pól trwałych



Musi istnieć bezargumentowy konstruktor



może być domyślny



Jedno z pól powinno pełnić rolę

identyfikatora encji (opcjonalnie)



Hibernate może sam zarządzać

identyfikatorami obiektów, jednak nie jest to

zalecane



Zalecany jest sztuczny identyfikator, typu nie-

prostego



Możliwość przypisania null



Zaleca się stosowanie wspólnego nazewnictwa

np. id



Modyfikator final ogranicza możliwości

strojenia wydajności

Rafał Kasprzyk

Tożsamość obiektu a Hibernate



Hibernate daje możliwość określenia

tożsamość obiektu trwałego w dwojaki

sposób:



Wykorzystanie specjalnie do tego celu

przeznaczonego atrybutu obiektu trwałego



Wartość zwracana w wyniku wywołania

metody session.getIdentifier(Object

o);



Obie metody dają tą samą wartość dla

jednego obiektu



Zaleca się korzystanie z pierwszej

metody, co wymaga:



Dodanie prywatnego atrybutu stanowiącego

identyfikator obiektu wraz ze stosownymi

metodami zapisu i odczytu



Określenie typu identyfikatora obiektu

trwałego w pliku definicji mapowania

Rafał Kasprzyk

Definicja identyfikatora encji

public class User {
private Long id;
…

// pozostałe atrybuty

public Long getId() {
return this.id;
}
private void setId(Long id) {
this.id = id;
}
…

// pozostałe metody setXXX i getXXX

}

<class name="User" table="User">
<id name="id" column="ID" type="long">
<generator class="native" />
</id>
...
</class>

User.hbm.x
ml

User.java

Rafał Kasprzyk

Przykład obiektu trwałego

(encji)



Załóżmy, że chcemy stworzyć katalog

użytkowników



użytkownik to nasza encja



Informacje opisujące użytkownika, które będą nas

interesowały, to jedynie jego identyfikator, imię i

nazwisko

package pl.isolution.hibernate;

public class User {

private Long id;

private String name;

private String surname;

public Long getId() {

return id;

}

public void setId(Long id) {

this.id = id;

}

…

// pozostałe metody setXXX i getXXX

}

Rafał Kasprzyk

API Hibernate



Podstawowe API Hibernate daje

programiście 5 interfejsów, które

stanowią fasadę do mechanizmów

manipulacji trwałymi obiektami



SessionFactory



Session



Transaction



Query



Criteria

Rafał Kasprzyk

API Hibernate

Rafał Kasprzyk

SessionFactory



Realizuje wzorzec AbstractFactory



Odpowiedzialny za stworzenie instancji

klasy implementującej interfejs Session



Obiekt klasy SessionFactory musi być

bezpieczny dla wątków i opatrzony

modyfikatorem final



Zawiera wszelkie informacje na temat

mapowania konkretnych klas na tabele w

bazie danych



Tworzony raz na początku pracy aplikacji



Utworzenie jest kosztowne



Współdzielony przez wiele wątków



Współpracuje z mechanizmem

buforowania obiektów trwałych drugiego

poziomu

Rafał Kasprzyk

SessionFactory (klasa

pomocnicza)



Klasa pomocnicza powinna

implementować wzorzec projektowy

Singloton

public class HibUtil {

private static final SessionFactory sessionFactory;

static {
try {

sessionFactory = new Configuration()

.configure().buildSessionFactory();

}catch (Throwable e) {
System.err.println
("Initial SessionFactory creation failed." + e);
throw new ExceptionInInitializerError(e);
}
}
public static SessionFactory getSessionFactory() {
return sessionFactory;
}

}

…

//wykorzystanie klasy pomocniczej

SessionFactory sf = HibernateUtil.getSessionFactory();

Rafał Kasprzyk

SessionFactory

(JNDI)



hibernate.cfg.xml

<hibernate-configuration>

<session-factory name =
"java:hibernate/SessionFactory">

...
</session-factory>

</hibernate-configuration>



Tworzenie fabryki sesji (kod

inicjalizujący)

new Configuration().configure().buildSessionFactory();



Wykorzystanie fabryki sesji

InitialContext ic = new InitialContext();
SessionFactory sf = (SessionFactory)

ic.lookup("java:hibernate/SessionFactory");

Rafał Kasprzyk

Session



Jednowątkowy obiekt o stosunkowo krótkim

cyklu życia i zwykle reprezentujący pojedynczą

konwersację z bazą danych



”unit of work”



Tworzenie nie jest kosztowne



Instancja klasy Session jest pełni rolę zarządcy

trwałości obiektów (ang. persistence manager)



Stanowi interfejs do składowania i pobierania

obiektów z bazy danych



Odpowiedzialny za stworzenie instancji klas

implementujących interfejsy



Transaction



Query



Criteria



Współpracuje z mechanizmem buforowania

obiektów trwałych pierwszego poziomu

Rafał Kasprzyk

Session



W przypadku aplikacji internetowych

czas życia obiektu klasy Session

jest nie dłuższy niż czas realizacji

żądania HTTP



”session-per-request”



Uwaga! Obiekt klasy Session biblioteki

Hibernate nie ma nic wspólnego z sesją

aplikacji webowej (HttpSession)

Rafał Kasprzyk

Transakcje Hibernate



Transakcja to zdarzenie lub sekwencja zdarzeń

w wyniku, których wykonanie prowadzi do

przejścia bazy danych z jednego poprawnego

stanu do drugiego



W przypadku niepowodzenia dowolnego ze zdarzeń

stan bazy danych nie zmienia się



Każdą transakcję charakteryzuje:



Niepodzielność (ang. atomicity)



Wykonają się wszystkie operacje, albo żadna



Spójność (ang. consistency)



Wszystkie operacje składające się na transakcje prowadzą

do przejścia z jednego spójnego stanu do drugiego



Izolacja (ang. isolation)



Z punktu widzenia transakcji tylko ona w danym

momencie ma dostęp do bazy danych



Trwałość (ang. durability)



Zatwierdzenie transakcji prowadzi do zapamiętania

wprowadzonych zmian nawet w przypadku awarii systemu

Rafał Kasprzyk

Transaction



Jednowątkowy obiekt transakcji

tworzony przez sesję, którego celem

jest wyznaczenie granic operacji

atomowych



W ramach sesji może zostać

stworzonych kilka kolejnych transakcji



Celem istnienia tego interfejsu jest

abstrahowanie od użytego w aplikacji

mechanizmu sterownia transakcjami

systemowymi takimi jak: JDBC, JTA



Hibernate nie pozwala na

automatyczne zatwierdzanie transakcji



tryb auto-commit nie jest możliwy

Rafał Kasprzyk

Szablon transakcji

Session session = factory.openSession();
Transaction transaction = null;
try {

transaction = session.beginTransaction();

//dowolne operacje na obiektach trwałych i sesji

Hibernate

…
transaction.commit();

}
catch (Exception e) {

if (transaction!=null)
transaction.rollback();
session.close();
throw e;

}
finally {

session.close();

}

Rafał Kasprzyk

Query



Obiekty implementujące interfejs

Query reprezentują zapisane i

nazwane zapytania



Pozwalają na manipulacji zapytaniami

definiowanymi w pliku mapowania

obiektowo-relacyjnego



Tworzone są przez obiekt sesji i są

ściśle związane z jej cyklem życia



Za pomocą obiektów zapytań

przekazuje się parametry do

zapytania i odbiera wyniki zapytania

w postaci iteratora bądź listy ze

standardowego API kolekcji Java

Rafał Kasprzyk

Criteria



Obiekty implementujące interfejs

Criteria w przeciwieństwie do

obiektów Query służą przede wszystkim

do dynamicznego budowania zapytań



Doskonale nadaje się do aplikacji, które

dostarczają użytkownikom mechanizmów

zadawania zapytań za pomocą graficznych

kreatorów raportów



Stanowią fasadę do Query API pozwalające

na budowanie dynamicznie złożonych

zapytań do bazy na żądanie użytkownika



Tworzone, podobnie jak obiekty Query,

w ramach sesji i są ściśle związane z jej

cyklem życia

Rafał Kasprzyk

Hibernate – zasada działania



Obiekty, które mają zostać utrwalone

definiowane są w plikach mających

format XML. Pliki te to tzw. pliki

mapowań, które pełnią kilka zadań:



Opisują wszystkie atrybuty obiektów, które

mają zostać utrwalone w bazie relacyjnej, jak

również wszelkiego rodzaju związki pomiędzy

opisywanymi obiektami



Stanowią swego rodzaju składnicę z

informacjami na temat klas, których instancje

będą przechowywane w bazie danych



Pełnią rolę inicjatorów klasy SessionFactory

tworząc kontekst pracy mechanizmu

utrwalania obiektów



Pozwalają na wygenerowanie pliku DDL do

utworzenia schematu bazy danych i

szkieletów klas, których obiekty będą

utrwalane

Rafał Kasprzyk

Hibernate – zasada działania



SessionFactory dostarcza

mechanizmu do zarządzania

instancjami trwałych klas poprzez

interfejs Session.



Interfejs Session jest swego rodzaju

pośrednikiem między wątkiem

aplikacji, a bazą danych.



Zadaniem interfejsu Session jest

ukrywanie szczegółów związanych z

komunikacją, jak również otwieranie i

zamykanie połączenia.

Rafał Kasprzyk

Stany obiektów



Korzystając z Hibernate należy myśleć o

stanie obiektów przetwarzanych przez

aplikację, a nie o wykonywanych poleceniach

SQL



Generowaniem i wysyłaniem poleceń do bazy

danych zajmuje się Hibernate



Inne podejście jest uzasadnione jedynie podczas

strojenia aplikacji



Możliwe stany obiektu:



”ulotny” (ang. transient)



Utworzony ale nie związany z sesją



”trwały” (ang. persistent)



Związany z sesją



Posiada identyfikator i reprezentację w bazie danych



Zmiany na obiektach trwałych są wykrywane przez

Hibernate i synchronizowane ze stanem w bazie danych



”odłączony” (ang. detached)



Obiekt trwały, którego sesja została zakończona



Można go modyfikować, a następnie związać z nową

sesją



Przydatne przy realizacji ”długich transakcji”

Rafał Kasprzyk

Manipulacja obiektami trwałymi



Podstawowe API Hibernate pozwala

na bardzo prostą manipulację

obiektami prostymi (CRUD)



Zapis (ang. Create)



Odczyt (ang. Retrieve)



Aktualizacja (ang. Update)



Usunięcie (ang. Delete)



Hibernate umożliwia również bardzo

zaawansowane wyszukiwanie

obiektów z uwzględnieniem

związków pomiędzy nimi

Rafał Kasprzyk

Utrwalanie obiektu



Aby utrwalić instancję klasy trwałej

należy najpierw utworzyć jej obiekt



W procesie tworzenia obiektu

zwykle nie bierze udział Hibernate



Nie jest to konieczne ponieważ

obiektami utrwalanymi zwykle są POJO



Utrwalanie obiektu dokonuje się za

pomocą metody save(Object obj)

sesji Hibernate w ramach aktywnej

transakcji

Rafał Kasprzyk

Utrwalanie obiektu

Session session = factory.openSession();
Transaction transaction = session.beginTransaction();

User user = new User();
user.setName("Jan");
user.setSurname("Kowalski");

session.save(user);

transaction.commit();
session.close();

Rafał Kasprzyk

Ładowanie obiektu trwałego



Aby załadować obiekt trwały należy

zastosować metodę

get(Class

clazz,Obiect id)

lub

load (Class

clazz,Obiect id)

sesji Hibernate w

ramach aktywnej transakcji



Pierwszy parametr to klasa obiektu

trwałego



Drugi parametr to identyfikator



Metoda get(…) zwraca wyjątek, gdy

błędny klucz



Metod load(…) zwraca null, gdy

błędny klucz

Rafał Kasprzyk

Ładowanie obiektu trwałego

Session session = factory.openSession();
Transaction transaction = session.beginTransaction();

long id = 54321;

User user =

session.get(User.class,new Long(id));

transaction.commit();
session.close();

Rafał Kasprzyk

Aktualizacja stanu obiektu

trwałego



Nie wymaga jakiejkolwiek jawnej

operacji na sesji Hibernate



W ramach otwartej transakcji Hibernate

należy dokonać zmiany stanu obiektu

user.setName("Piotr");



W momencie zatwierdzania transakcji,

zmiany automatycznie zostaną

odwzorowane w bazie danych



Jeśli zmiany mają zostać

natychmiast odwzorowane w bazie

danych należy wywołać metodę

flush() na otwartej sesji

session.flush();

Rafał Kasprzyk

Aktualizacja stanu obiektu

trwałego

Session session = factory.openSession();
Transaction transaction = session.beginTransaction();

long id = 777;
User user = session.get(User.class, new Long(id));

user.setName(

"Piotr");

tx.commit();
session.close();

Rafał Kasprzyk

Usunięcie obiektu trwałego



Usunięcie obiektu trwałego polega

usunięcia jego reprezentacji w bazie

danych



Najczęściej sprowadza się do usunięcie

określonego rekordu z bazie danych



Instancja obiektu nie jest usuwana



Obiekt przechodzi ze stanu ”trwały” do stanu

”ulotny”



Referencja wciąż wskazuje na obiekt istniejący

w pamięci maszyny wirtualnej Java



Usunięcie obiektu dokonuje się za pomocą

metody delete(Object obj) sesji

Hibernate w ramach aktywnej transakcji

session.delete(user);

Rafał Kasprzyk

Usunięcie obiektu trwałego

Session session = factory.openSession();
Transaction transaction = session.beginTransaction();

long id = 13;
User user = session.get(User.class, new Long(id));

session.delete(user);

transaction.commit();
session.close();

Rafał Kasprzyk

Operacje na obiektach

odłączonych



update()



Synchronizacja z bazą danych stanu

obiektu odłączonego



saveOrUpdate()



save() gdy nowy



update() w przeciwnym przypadku



merge()



Skopiowanie stanu obiektu do trwałej

instancji o tym samym identyfikatorze



Utworzonej



Istniejącej w danej sesji



Załadowanej z bazy danych

Rafał Kasprzyk

Zapytania do bazy danych



Zapytania w HQL (ang. Hibernate Query

Language)



Język syntaktycznie i semantycznie podobny do SQL



SELECT, FROM, WHERE, GROUP BY, HAVING, ORDER BY,

złączenia, podzapytania (o ile wspiera je DBMS)



Zorientowany obiektowo



Dziedziczenie, asocjacje, …



Zapytania poprzez obiekty Criteria



Zapytania budowane poprzez obiektowe API



Zapytania poprzez obiekty Example



QBE (ang. Query By Example)



Zapytanie budowane w oparciu o przykładową instancję



Filtry



Wykorzystywane do kolekcji i/lub tablic



Zapytania w zwykłym SQL



Możliwość wykorzystania specyficznych konstrukcji np.

CONNECT

Rafał Kasprzyk

Podsumowanie



Podstawowe cechy Hibernate



Architektura Hibernate



Podstawowe API



Zasada działania



Operacje CRUD



Mechanizmy zapytań