复旦大学：《面向对象分析和设计》课程资料_开源项目研讨报告_Hibernate.pdf_大学文库

OOAD 课程报告 2008 P a g e | 2 目录 1．摘要 ................................................................................................................................ 3 2．简介 ................................................................................................................................ 3 2.1 历史与背景.........................................................................................................................3 2.2 Hibernate 的工作方式........................................................................................................4 2.3 使用 Hibernate 的场合......................................................................................................5 2.4 Hibernate 的主要特点........................................................................................................6 2.4.1 Hibernate 是 JDBC 的轻量级的对象封装...............................................................6 2.4.2 Hibernate 是一个和 JDBC 密切关联的框架...........................................................6 2.4.3 Hibernate 不能用来直接和 Entity Bean 做对比 ....................................................6 2.4.4 Hibernate 与 EB 相较而言灵活且选择多...............................................................7 3．Hibernate 模块 ................................................................................................................ 7 4. 工作原理实例................................................................................................................... 8 5. 核心接口........................................................................................................................ 13 5.1 Session 接口:.....................................................................................................................13 5.2 SessionFactory 接口:.........................................................................................................13 5.3 Configuration 接口:...........................................................................................................13 5.4 Transaction 接口:..............................................................................................................13 5.5 Query 和 Criteria 接口:.....................................................................................................13 6. 设计模式在 Hibernate 中的应用..................................................................................... 13 6. 1 Lightweight Class..............................................................................................................14 6. 2 Proxy Pattern....................................................................................................................15 6.3 Facade Pattern...................................................................................................................18 6.4 Singleton Pattern...............................................................................................................19 7. 源码学习........................................................................................................................ 20 7.1 源码分析..........................................................................................................................21 7.2 HQL 实现...........................................................................................................................26 7.2.1 HQL 代码的构建。................................................................................................26 7.2.2 语法文件的作用...................................................................................................26 7.2.3 QueryTranslatorImpl 分析 .....................................................................................26 7.2.4 逐步分析...............................................................................................................27 8．学习小组情况................................................................................................................ 29

00AD课程报告2008 摘要本报告主要介绍了本小组在整个oOAD课程过程中对于 Hibernate这一开源项目的学习收获报告主要涉及 Hibernate的基本概念、设计理念、工作流程、OOAD理念的应用等方面结合成员们在课程中进行的介绍、课后的整理以及小组的集体学习等各个部分,并做了一定的汇总和总结,力求达到理解程度和报告表达上的提升其中部分内容为英文,主要由于翻译可能会造成意义传达的错误,因此为了保证报告内容的准确性,我们保留了部分英文内容,以此保证报告内容的可靠性和正确性。以此报告整理本学期对 Hibernate项目的学习资料、总结心得体会,并向老师和TA汇报本学期OOAD课程的学习内容和成果。 2.简介 Hibernate是一个开放源代码的对象关系映射框架,它对」DBC进行了非常轻量级的对象封装,使得Java程序员可以随心所欲的使用对象编程思维来操纵数据库。 Hibernate可以应用在任何使用jDBC的场合,既可以在Java的客户端程序实用,也可以在 Servlet/SP的Web 应用中使用,最具革命意义的是, Hibernate可以在应用EB的J2E架构中取代CMP,完成数据持久化的重任。 J2SE 1.4 Java SE 5.0 Java EE 5.0 1I. NET 1.1 J2EE 1. 4 NET 2.0 dative此 XML Vatsala = Nativ共1 Core Annotations 其 VIL IVCladata Quickstart uicksta kickstart 21历史与背景大多数应用程序都需要处理数据。Java应用程序运行时,往往把数据封装为相互连接的对象网络,但是当程序结束时,这些对象就会消失在一团逻辑中,所以需要有一些保存它们的方法。有时候,甚至在编写应用程序之前,数据就已经存在了,所以需要有读入它们和将其表示为对象的方法。手动编写代码来执行这些任务不仅单调乏味、易于出错,而且会占用整个应用程序的很大一部分开发工作量。优秀的面向对象开发人员厌倦了这种重复性的劳动,他们开始采用通常的“积极”偷懒做法,即,创建工具,使整个过程自动化。对于关系数据库来说,这种努力的最大成果就是对 3

OOAD 课程报告 2008 P a g e | 3 1．摘要本报告主要介绍了本小组在整个 OOAD 课程过程中对于 Hibernate 这一开源项目的学习收获。报告主要涉及 Hibernate 的基本概念、设计理念、工作流程、OOAD 理念的应用等方面，结合成员们在课程中进行的介绍、课后的整理以及小组的集体学习等各个部分，并做了一定的汇总和总结，力求达到理解程度和报告表达上的提升。其中部分内容为英文，主要由于翻译可能会造成意义传达的错误，因此为了保证报告内容的准确性，我们保留了部分英文内容，以此保证报告内容的可靠性和正确性。以此报告整理本学期对 Hibernate 项目的学习资料、总结心得体会，并向老师和 TA 汇报本学期 OOAD 课程的学习内容和成果。 2．简介 Hibernate 是一个开放源代码的对象关系映射框架，它对 JDBC 进行了非常轻量级的对象封装，使得 Java 程序员可以随心所欲的使用对象编程思维来操纵数据库。 Hibernate 可以应用在任何使用 JDBC 的场合，既可以在 Java 的客户端程序实用，也可以在 Servlet/JSP 的 Web 应用中使用，最具革命意义的是，Hibernate 可以在应用 EJB 的 J2EE 架构中取代 CMP，完成数据持久化的重任。 2.1 历史与背景大多数应用程序都需要处理数据。Java 应用程序运行时，往往把数据封装为相互连接的对象网络，但是当程序结束时，这些对象就会消失在一团逻辑中，所以需要有一些保存它们的方法。有时候，甚至在编写应用程序之前，数据就已经存在了，所以需要有读入它们和将其表示为对象的方法。手动编写代码来执行这些任务不仅单调乏味、易于出错，而且会占用整个应用程序的很大一部分开发工作量。优秀的面向对象开发人员厌倦了这种重复性的劳动，他们开始采用通常的“积极”偷懒做法，即，创建工具，使整个过程自动化。对于关系数据库来说，这种努力的最大成果就是对

00AD课程报告2008 象/关系映射(ORM)工具这类工具有很多,从昂贵的商业产品到内置于2EE中的EJB标准。然而,在很多情况下,这些工具具有自身的复杂性,使得开发人员必须学习使用它们的详细规则,并修改组成应用程序的类以满足映射系统的需要。由于这些工具为应付更加严格和复杂的企业需求而不断发展,于是在比较简单和常见的场景中,使用它们所面临的复杂性反而盖过了所能获得的好处。这引起了一场革命,促进了轻量级解决方案的出现,而 Hibernate就是这样的一个例 22 Hibernate的工作方式 Hibernate不会对造成妨碍,也不会强迫修改对象的行为方式。它们不需要实现任何不可思议的接口以便能够持续存在。惟一需要做的就是创建一份XML“映射文档”,告诉 Hibernate希望能够保存在数据库中的类,以及它们如何关联到该数据库中的表和列,然后就可以要求它以对象的形式获取数据,或者把对象保存为数据。与其他解决方案相比,它几乎已经很完美了。由于本文对 Hibernate只是进行简要介绍,所以不会引入构建和使用 Hibernate映射文档的具体例子。此外,在网上和 Hibernate的在线文档中,还可以找到一些不错的例子,请参见下面的“其他信息”部分。它实际上相当直观。应用程序对象中的属性以一种简单而自然的方式与正确的数据库结构相关联。运行时, Hibernate读取映射文档,然后动态构建Java类,以便管理数据库与Java之间的转换。在 Hibernate中有一个简单而直观的AP,用于对数据库所表示的对象执行查询要修改这些对象,(一般情况下)只需在程序中与它们进行交互,然后告诉 Hibernate保存修改即可。类似地,创建新对象也很简单;只需以常规方式创建它们,然后告诉 Hibernate有关它们的信息,这样就能在数据库中保存它们。 Hibernate ap|学习起来很简单,而且它与程序流的交互相当自然。在适当的位置调用它就可以达成目的。它带来了很多自动化和代码节省方面的好处,所以花一点时间学习它是值得的。而且还可以获得另一个好处,即代码不用关心要使用的数据库种类(否则的话甚至必须知道)。我所在的公司就曾有过在开发过程后期被迫更换数据库厂商的经历。这会造成巨大的灾难,但是借助于 Hibernate,只需要简单地修改 Hibernate配置文件即可。这里的讨论假定已经通过创建 Hibernate映射文档,建立了一个关系数据库,并且拥有要映射的Java类。有一个 Hibernate"工具集〃可在编译时使用,以支持不同的工作流。例如, 如果已经拥有Java类和映射文档, Hibernate可以为创建(或更新)必需的数据库表。或者仅仅从映射文档开始, Hibernate也能够生成数据类。或者,它可以反向设计的数据库和类从而拟定映射文档。还有一些用于 Eclipse的 alpha插件,它们可以在DE中提供智能的编辑支持以及对这些工具的图形访问

OOAD 课程报告 2008 P a g e | 4 象/关系映射(ORM)工具。这类工具有很多，从昂贵的商业产品到内置于 J2EE 中的 EJB 标准。然而，在很多情况下，这些工具具有自身的复杂性，使得开发人员必须学习使用它们的详细规则，并修改组成应用程序的类以满足映射系统的需要。由于这些工具为应付更加严格和复杂的企业需求而不断发展，于是在比较简单和常见的场景中，使用它们所面临的复杂性反而盖过了所能获得的好处。这引起了一场革命，促进了轻量级解决方案的出现，而 Hibernate 就是这样的一个例子。 2.2 Hibernate 的工作方式 Hibernate 不会对造成妨碍，也不会强迫修改对象的行为方式。它们不需要实现任何不可思议的接口以便能够持续存在。惟一需要做的就是创建一份 XML“映射文档”，告诉 Hibernate 希望能够保存在数据库中的类，以及它们如何关联到该数据库中的表和列，然后就可以要求它以对象的形式获取数据，或者把对象保存为数据。与其他解决方案相比，它几乎已经很完美了。由于本文对 Hibernate 只是进行简要介绍，所以不会引入构建和使用 Hibernate 映射文档的具体例子。此外，在网上和 Hibernate 的在线文档中，还可以找到一些不错的例子，请参见下面的“其他信息”部分。它实际上相当直观。应用程序对象中的属性以一种简单而自然的方式与正确的数据库结构相关联。运行时，Hibernate 读取映射文档，然后动态构建 Java 类，以便管理数据库与 Java 之间的转换。在 Hibernate 中有一个简单而直观的 API，用于对数据库所表示的对象执行查询。要修改这些对象，（一般情况下）只需在程序中与它们进行交互，然后告诉 Hibernate 保存修改即可。类似地，创建新对象也很简单；只需以常规方式创建它们，然后告诉 Hibernate 有关它们的信息，这样就能在数据库中保存它们。 Hibernate API 学习起来很简单，而且它与程序流的交互相当自然。在适当的位置调用它，就可以达成目的。它带来了很多自动化和代码节省方面的好处，所以花一点时间学习它是值得的。而且还可以获得另一个好处，即代码不用关心要使用的数据库种类（否则的话甚至必须知道）。我所在的公司就曾有过在开发过程后期被迫更换数据库厂商的经历。这会造成巨大的灾难，但是借助于 Hibernate，只需要简单地修改 Hibernate 配置文件即可。这里的讨论假定已经通过创建 Hibernate 映射文档，建立了一个关系数据库，并且拥有要映射的 Java 类。有一个 Hibernate“工具集”可在编译时使用，以支持不同的工作流。例如，如果已经拥有 Java 类和映射文档，Hibernate 可以为创建（或更新）必需的数据库表。或者，仅仅从映射文档开始，Hibernate 也能够生成数据类。或者，它可以反向设计的数据库和类，从而拟定映射文档。还有一些用于 Eclipse 的 alpha 插件，它们可以在 IDE 中提供智能的编辑支持以及对这些工具的图形访问

00AD课程报告2008 Hibernate似乎有些碍手碍脚,这就像带有动力和自动排挡的快艇车会使注重性能的赛车驾驶员不耐烦一样。如果属于这种人,如果所在的项目团队拥有一个强大的DBA,或者有一些存储过程要处理,可能想研究一下 iBATIS。 Hibernate的创建者本身就把 IBATIS当作是另一种有趣的选择。我对它很有兴趣,因为我们曾为一个电子商务站点开发了一个类似的系统(其功能更为强大),而且从那时到现在,我们已经在其他环境中使用过它,尽管在发现 Hibernate 之后,在新项目中我们通常更喜欢使用 Hibernate。可以认为,以SQL为中心的解决方案(比如迅BATS)是“反向的”对象/关系映射工具,而 Hibernate是一个更为传统的oRM 当然,还有其他的外部原因会导致采用另外的方法。比如,在一个企业环境中,必须使用成熟的EB架构(或者其他的一些非普通对象映射系统)。可以为提供自己的数据存储工具的平台量身定做代码,比如 Mac OSX's Core data。使用的可能是像 XML DTD这样的存储规范,而它根本不涉及关系数据库但是,如果使用的是富对象模型,而且想要灵活、轻松且高效地保存它(无论是否正要开始或已经决定使用关系数据库,只要这是一个选择一一而且存在可用的优秀免费数据库比如 MySQL,或可嵌入Java的 HSQLDB,它就应该始终是一个选择),那么 Hibernate很可能就是理想的选择 24 Hibernate的主要特点 241 Hibernate是JDBc的轻量级的对象封装 Hibernate是一个独立的对象持久层框架,和 App Server,和E」B没有什么必然的联系。 Hibernate可以用在任何JDBC可以使用的场合,例如Java应用程序的数据库访问代码,DAO 接口的实现类,甚至可以是BMP里面的访问数据库的代码。从这个意义上来说, Hibernate 和EB不是一个范畴的东西,也不存在非此即彼的关系。 24.2 Hibernate是一个和JDBc密切关联的框架 Hibernate的兼容性和」DBC驱动,和数据库都有一定的关系,但是和使用它的ava程序, 和 App server没有任何关系,也不存在兼容性问题。 24.3 Hibernate不能用来直接和 Entity Bean做对比只有放在整个』2E项目的框架中才能比较。并且即使是放在软件整体框架中来看, Hibernate也是做为」DBC的替代者出现的,而不是 Entity Bean的替代者出现的,让我再列次我已经列n次的框架结构传统的架构: 1)Session Bean DAO JDBC DB 使用 Hibernate来提高上面架构的开发效率的架构: 3)Session Bean DB 就上面3个架构来分析 1、内存消耗采用JDBC的架构2无疑是最省内存的, Hibernate的架构3次之,EB的架构1最差。 6

OOAD 课程报告 2008 P a g e | 6 Hibernate 似乎有些碍手碍脚，这就像带有动力和自动排挡的快艇车会使注重性能的赛车驾驶员不耐烦一样。如果属于这种人，如果所在的项目团队拥有一个强大的 DBA，或者有一些存储过程要处理，可能想研究一下 iBATIS。Hibernate 的创建者本身就把 iBATIS 当作是另一种有趣的选择。我对它很有兴趣，因为我们曾为一个电子商务站点开发了一个类似的系统（其功能更为强大），而且从那时到现在，我们已经在其他环境中使用过它，尽管在发现 Hibernate 之后，在新项目中我们通常更喜欢使用 Hibernate。可以认为，以 SQL 为中心的解决方案（比如 iBATIS）是“反向的”对象/关系映射工具，而 Hibernate 是一个更为传统的 ORM。当然，还有其他的外部原因会导致采用另外的方法。比如，在一个企业环境中，必须使用成熟的 EJB 架构（或者其他的一些非普通对象映射系统）。可以为提供自己的数据存储工具的平台量身定做代码，比如 Mac OS X's Core Data。使用的可能是像 XML DTD 这样的存储规范，而它根本不涉及关系数据库。但是，如果使用的是富对象模型，而且想要灵活、轻松且高效地保存它（无论是否正要开始或已经决定使用关系数据库，只要这是一个选择——而且存在可用的优秀免费数据库，比如 MySQL，或可嵌入 Java 的 HSQLDB，它就应该始终是一个选择），那么 Hibernate 很可能就是理想的选择。 2.4 Hibernate 的主要特点 2.4.1 Hibernate 是 JDBC 的轻量级的对象封装 Hibernate 是一个独立的对象持久层框架，和 App Server，和 EJB 没有什么必然的联系。 Hibernate 可以用在任何 JDBC 可以使用的场合，例如 Java 应用程序的数据库访问代码，DAO 接口的实现类，甚至可以是 BMP 里面的访问数据库的代码。从这个意义上来说，Hibernate 和 EB 不是一个范畴的东西，也不存在非此即彼的关系。 2.4.2 Hibernate 是一个和 JDBC 密切关联的框架 Hibernate的兼容性和JDBC驱动，和数据库都有一定的关系，但是和使用它的Java程序，和 App Server 没有任何关系，也不存在兼容性问题。 2.4.3 Hibernate 不能用来直接和 Entity Bean 做对比只有放在整个 J2EE 项目的框架中才能比较。并且即使是放在软件整体框架中来看， Hibernate 也是做为 JDBC 的替代者出现的，而不是 Entity Bean 的替代者出现的，让我再列一次我已经列 n 次的框架结构：传统的架构： 1) Session Bean Entity Bean DB 为了解决性能障碍的替代架构： 2) Session Bean DAO JDBC DB 使用 Hibernate 来提高上面架构的开发效率的架构： 3) Session Bean DAO Hibernate DB 就上面 3 个架构来分析： 1、内存消耗采用 JDBC 的架构 2 无疑是最省内存的，Hibernate 的架构 3 次之，EB 的架构 1 最差

00AD课程报告2008 2、运行效率如果JDBC的代码写的非常优化,那么」DBC架构运行效率最高,但是实际项目中,这点几乎做不到,这需要程序员非常精通」DBC,运用 Batch语句,调整 Preapredstatement的 Batch size和 Fetch size等参数,以及在必要的情况下采用结果集 cache等等。而一般情况下程序员是做不到这一点的。因此 Hibernate架构表现出最快的运行效率。EB的架构效率会差的很远 3、开发效率在有 JBuilder的支持下以及简单的项目,EB架构开发效率最高,」DBC次之, Hibernate 最差。但是在大的项目,特别是持久层关系映射很复杂的情况下, Hibernate效率高的惊人, JDBC次之,而EB架构很可能会失败 4、分布式,安全检查,集群,负载均衡的支持由于有SB做为 Facade,3个架构没有区别 24.4 Hibernate与EB相较而言灵活且选择多的难度不在复杂的XML配置文件上,而在于EB运用稍微不慎,就有严重的性能障碍。所以难在需要学习很多EB设计模式来避开性能问题,需要学习 App Server和EB的配置来优化EB的运行效率。做EB的开发工作,程序员的大部分精力都被放到了EB的性能问题上了,反而没有更多的精力关注本身就主要投入精力去考虑的对象持久层的设计上来 Hibernate的难点不在 Hibernate本身的复杂,实际上 Hibernate非常的简单,难在 Hibernate太灵活了。当用EB来实现持久层的时候,会发现EB实在是太笨拙了,笨拙到根本没有什么可以选择的余地,所以根本就不用花费精力去设计方案,去平衡方案的好坏,去费脑筋考虑选择哪个方案,因为只有唯一的方案摆在面前,没有选择 Hibernate相反,它太灵活了,相同的问题,至少可以设计出十几种方案来解决,所以难在选择其一加以使用。 3. Hibernate模块 Core-Hibernate for Java, native aPls and XMl mapping metadata Annotation -Map classes with JDK 5.0 annotations Entity Manager- Standard Java Persistence API for Java SE and Java EE Shared- Horizontal data partitioning framework Validator -Data integrity annotations and validation API Search- Hibernate integration with Lucene for indexing and querying data Tools-Development tools for Eclipse and Ant

OOAD 课程报告 2008 P a g e | 7 2、运行效率如果 JDBC 的代码写的非常优化，那么 JDBC 架构运行效率最高，但是实际项目中，这一点几乎做不到，这需要程序员非常精通 JDBC，运用 Batch 语句，调整 PreapredStatement 的 Batch Size 和 Fetch Size 等参数，以及在必要的情况下采用结果集 cache 等等。而一般情况下程序员是做不到这一点的。因此 Hibernate 架构表现出最快的运行效率。EB 的架构效率会差的很远。 3、开发效率在有 JBuilder 的支持下以及简单的项目，EB 架构开发效率最高，JDBC 次之，Hibernate 最差。但是在大的项目，特别是持久层关系映射很复杂的情况下，Hibernate 效率高的惊人， JDBC 次之，而 EB 架构很可能会失败。 4、分布式，安全检查，集群，负载均衡的支持由于有 SB 做为 Facade，3 个架构没有区别。 2.4.4 Hibernate 与 EB 相较而言灵活且选择多 EB 的难度不在复杂的 XML 配置文件上，而在于 EB 运用稍微不慎，就有严重的性能障碍。所以难在需要学习很多 EJB 设计模式来避开性能问题，需要学习 App Server 和 EB 的配置来优化 EB 的运行效率。做 EB 的开发工作，程序员的大部分精力都被放到了 EB 的性能问题上了，反而没有更多的精力关注本身就主要投入精力去考虑的对象持久层的设计上来。 Hibernate 的难点不在 Hibernate 本身的复杂，实际上 Hibernate 非常的简单，难在 Hibernate 太灵活了。当用 EB 来实现持久层的时候，会发现 EB 实在是太笨拙了，笨拙到根本没有什么可以选择的余地，所以根本就不用花费精力去设计方案，去平衡方案的好坏，去费脑筋考虑选择哪个方案，因为只有唯一的方案摆在面前，没有选择。 Hibernate 相反，它太灵活了，相同的问题，至少可以设计出十几种方案来解决，所以难在选择其一加以使用。 3．Hibernate 模块  Core - Hibernate for Java, native APIs and XML mapping metadata  Annotation - Map classes with JDK 5.0 annotations  Entity Manager - Standard Java Persistence API for Java SE and Java EE  Shared - Horizontal data partitioning framework  Validator - Data integrity annotations and validation API  Search - Hibernate integration with Lucene for indexing and querying data  Tools - Development tools for Eclipse and Ant