【導讀】基于JSON的異構數(shù)據(jù)庫整合研究。第5章基于JSON的數(shù)據(jù)庫映射中間件的開發(fā)、測試及評價...............31

　　

【正文】 is = new ObjectIutputStream(fos)； 4）從 ois 里讀取 obj，即 ()，獲得對象 obj； 5）關閉 ois； 可以看到 Java 里面的序列化與反序列化過程實際上與 JSON 的賦值和 eavl 是一致的。 JSON 的賦值是得到 JSON 文本， eval過程是通過 JSON 文本得到 JavaScript對象。 那么有沒有可能將 POJO 對象直接轉換成 JSON、 JSON 轉換成 POJO 對象呢？答案是肯定的。 第 3 章 JSON 與 POJO 之間的映射研究 20 G e t t e r 、 S e t t e r 、t o S t r i n g 方 法r e f l e c t i o nP O J O 對 象J S O N 對 象 圖 37 JSON 與 POJO 對象的相互轉化示意圖 將 POJO 轉化為 JSON POJO 類的對象 作為最普通的 JavaBean，它既有屬性也有方法 ， 他的屬性都是私有訪問權限，他的方法都是公共訪問權限 ， 這些方法都是與屬性配套的存和取方法 [21]。顯然，其 存 和 取 方法 本身 不是我們需要的數(shù)據(jù)，我們關心的是屬性， 所以在將 POJO 轉化成 JSON 的過程中，重要的是得到屬性的名稱和該屬性對應的值。而做到這點是沒有問題的， Java 語言有反射機制（ reflect） [22]，通過 POJO 類的 class對象，就能得到所有的屬性的名稱，然后就能得到屬性對應的值。所以將 POJO 直接轉化為 JSON 是可行。 以下 為將 POJO 對象轉化為 JSON 的示例代碼： public class Pojo2Json { public static void main(String[] args) throws JSONException { String json = {\name\:\reiz\}。 JSONObject jObj = new JSONObject(json)。 String name = (name)。 (initial, (0, 1).toUpperCase())。 String[] str = new String[] { Opera, Chrome, Gecko }。 (browsers, str)。 MapString, String map = new HashMapString, String()。 (meat, )。 (bean, 1kg)。 (rice, )。 (fruits, apples)。 (map, map)。 第 3 章 JSON 與 POJO 之間的映射研究 21 (jObj)。 } } 將 JSON 轉化為 POJO JSON 作為文本，在 Java 里面就是字符串。對字符串按照 JSON 的語法規(guī)則進行解析，根據(jù) JSON 的 key 的字符串，獲得 POJO 類的 class 對象的 key 字符串對應 setter 方法。 將 JSON 融入 ORM 對象關系映射 模型 （ Object/Relation Mapping，簡稱 ORM），是 跟著 現(xiàn)代 面向對象的 計算機 軟件開發(fā)方法 發(fā)展而 誕 生的。 現(xiàn)在企業(yè)級應用開發(fā)中，因其著重業(yè)務的處理， 面向對象 模式 的開發(fā)方法 有助于提高軟件產(chǎn)品的開發(fā)周期、質量，所以面向對象的開發(fā)方法是 主流開發(fā)方法 。而現(xiàn)在大多數(shù)企業(yè)都采用 關系 型 數(shù)據(jù)庫來持久化業(yè)務 數(shù)據(jù) ， 關系數(shù)據(jù)和對象是 企業(yè)級應用中 業(yè)務實體的兩種表現(xiàn)形式 [23]，業(yè)務實體在 JVM 運行時環(huán)境 中 以 對象 的形式存在 ，在 關系型 數(shù)據(jù)庫中表現(xiàn) 的表現(xiàn)形式為 關系數(shù) 據(jù)。 JVM 運行時環(huán)境 中的對象 ，他們彼此 之間存在 持有 和繼承關系 。而 在關系型 數(shù)據(jù)庫中，關系 型 數(shù)據(jù) 庫 無法直接表達多對多 持有（關聯(lián)） 和繼承關系。 數(shù)據(jù)庫 對象關系映射 模型的 (ORM)系統(tǒng)一般以中間件的形式存在， 它 主要實現(xiàn) JVM 運行時環(huán)境中的 對象到關系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的映射 [24]。 在這種情況下 ， ORM模型派上用場了，它是銜接關系型數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)和 JVM 運行時環(huán)境中對象的橋梁，如圖 38 所示 ： 圖 38 ORM 模型示意圖 現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫應用開發(fā)不可避免的要使用 ORM，將數(shù)據(jù)庫中每張數(shù)據(jù)表用一個類來表示，而數(shù)據(jù)表的每一項則 是對象，比如像 Hibernate、 MyBatis 這樣的框架中。POJO 指的就是 ORM 里面的 Object，可以確定的是 POJO 是 ORM 的一部分， JSON第 3 章 JSON 與 POJO 之間的映射研究 22 可以和 POJO對應起來，那么這是不是意味著 POJO可以完美的融入 ORM模型呢？答案是肯定的。因為 JSON 與 POJO 是一對一的映射關系，而 POJO 作為 ORM 的Object 與數(shù)據(jù)庫的記錄也是一對一的關系。所以 JSON 與數(shù)據(jù)庫的記錄是一對一的關系。 圖 39 JSON 融入 ORM 示意圖 本章小結 本章 根據(jù) JSON 的語法特點研究了 JSON 的解碼。然后將 JSON 與 XML 作了比較，研究了 JSON 作為數(shù)據(jù)交換格式的優(yōu)勢，為后文的研究奠定基礎。然后研究了 JSON 與 Java 語言的 POJO 的相互轉化，研究了具體實現(xiàn)。最后研究了如何將JSON 融入 JEE 的 ORM 框架。 第 4 章 異構數(shù)據(jù)庫與 JSON 的映射研究 23 第 4 章 異構 數(shù)據(jù)庫與 JSON 的映射研究 如果能夠實現(xiàn) JSON 文 本與 關系型數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù) 之間的 交 互，那么這就完成了絕大部分工作 。 然而 JSON 與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)記錄結構不同 [25]、生存環(huán)境不同 。一方面，程序需要知道數(shù)據(jù)表結構才能將數(shù)據(jù)轉換為 JSON；另一方面，程序只有在知道表結構的前提下才能將 JSON 轉換為 POJO，進而將 POJO 與數(shù)據(jù)庫記錄對應 。這時候就需要一個配置文件來存儲了表結構信息，以方便程序的讀取。而這一點是可行的，因為運行中的系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫表結構相對固定，所以將數(shù)據(jù)庫表信息寫到相對固定的配置可以滿足運行是需要。 關系模型 是 關系 型 數(shù)據(jù)庫的理論依據(jù)，關系 型 數(shù)據(jù)庫 以 表的形式來表示 數(shù)據(jù)項 ， 而 JSON 依賴于配置文件 。建立 關系型數(shù)據(jù)庫的表 的記錄 與 JSON 文本 之間 的映射 關系 是本文成敗的關鍵，只有建立了完善的映射關系才算是真正意義上實現(xiàn)了功能 。 根據(jù)關系型數(shù)據(jù)庫的表結構之間的 映射關系， 可以總結出 兩種數(shù)據(jù)映射的 基 本 方法 ： 基于模型的映射方法 與 基于模板的映射方法 [26]。 基于模型的映射 指 是 ： 當把數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫 寫成 JSON 文本 或 是 把數(shù)據(jù)從 JSON傳送到數(shù)據(jù)庫時， 既用到 內嵌 SQL 命令 也用到 具體的模型?；谀０?的映射值得是：使用像中間件這樣的軟件依照模板處理，而這個模板中包含了 SQL 命令 [27]。 JSON 與異構數(shù)據(jù)庫整合系統(tǒng)設計 JSON 作為與平臺、語言無關的數(shù)據(jù)格式，它為異構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的整合提供標準的格式 。 由于 JSON 可以很方便的作為 Java 語言的輸出數(shù)據(jù)，而且 Java 具有跨平臺的特性， Java 可以運行任何支持 Java 虛擬機的地方 [28]（ JVM，即 Java Virtual Machine）。所以采用 Java 平臺作為中間件的平臺，并采用 JSON 作為數(shù)據(jù)交換格式，在此基礎上實現(xiàn)異構數(shù)據(jù)庫整合中間件 [29]。 以上說明了采用 Java + JSON 技術作為異構數(shù)據(jù)系統(tǒng)集成方案的可行性。思路是建立異構數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)表與 JSON 之間的映射聯(lián)系，然后異構數(shù)據(jù)可以輕松的發(fā)布為 JSON 文本，然后數(shù)據(jù)接收端再按照 JSON 的語法規(guī)則解析，這樣就實現(xiàn)了異構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換了。 要使多個異構數(shù)據(jù)庫整合的關鍵是要建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結構，這個數(shù) 據(jù)結構的數(shù)據(jù)要能夠映射到關系型數(shù)據(jù)庫的關系模型，然后關系型數(shù)據(jù)的關系模型能夠映射到這個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結構的數(shù)據(jù)。 JSON 有如下優(yōu)點： 1） 結構嚴格。無論關系型數(shù)據(jù)庫的表間結構關系有多復雜，根據(jù)第 3 章對JSON 的介紹， JSON 都可以通過嵌套表達出這種關系。 2） 語義明確。 JSON 以 key/value 的形式來存儲數(shù)據(jù)，其中 key 是關系型數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)表的名稱，而 value 是該數(shù)據(jù)表的某一記錄的值。而數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)表一般都第 4 章 異構數(shù)據(jù)庫與 JSON 的映射研究 24 是有業(yè)務意義的，所以 JSON 的可讀性很強，一目了然。 3） 純文本格式?，F(xiàn)在幾乎所以的語句都支持 JSON，都有相應的 生成和解析工具。所以在任何平臺對 JSON 進行加工處理都是很簡便的。 4） 跨平臺。 JSON 作為一種獨立與語言和平臺無關的數(shù)據(jù)格式，任何平臺都有對 JSON 的相應支持。 5）易交互。如果應用程序是 Web 應用的話，中間件可以直接向 Web 應用返回JSON。因為 Web 應用需要給瀏覽器端返回的正是 JSON。 JSON 因其結構嚴謹、語言明確，可以以簡單的方式表達出關系型數(shù)據(jù)庫的復雜的表間關系； JSON 因其純文本、跨平臺，故可以滿足異構數(shù)據(jù)庫、異構系統(tǒng)的整合需要； JSON 因其易交互，故降低了開發(fā)者的開發(fā)難度。 JSON 與異構數(shù)據(jù)庫的映射技術 以關系模型為理論基礎的關系型數(shù)據(jù)庫與結構化的數(shù)據(jù)類型 JSON怎樣關聯(lián)映射起來是本文要做的重點工作，是關乎本文的成敗關鍵。映射方案合理的話不但解決了異構數(shù)據(jù)庫的整合問題，也保證的了整合后數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的性能，方案不合理的話就達不整合的目的了。 基于模板的映射方法 這種方法的核心思想是定義統(tǒng)一的對外訪問數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的接口。每個接口對應一個 SQL 語句。該接口返回的就是該 SQL 語句執(zhí)行完畢后得到的記錄所轉換成的SQL。 ?xml version= ? select id=selectAuthor parameterType=int resultType=hashmap select * from Author where ID = {id} /select insert id=insertAuthor parameterType= insert into Author (id,username,password,,bio) values ({id},{username},{password},{},{bio}) /insert update id=updateAuthor parameterType= update Author set 第 4 章 異構數(shù)據(jù)庫與 JSON 的映射研究 25 username = {username}, password = {password}, = {}, bio = {bio} where id = {id} /update delete id=deleteAuthor” parameterType=int delete from Author where id = {id} /delete 代碼段 以上代碼段 作為模板的內容針對 Author 數(shù)據(jù)表定義了選擇接口selectPerson()、插入接口 insertAuthor()、更新接口 updateAuthor()、刪除接口deleteAuthor()。這樣外不系統(tǒng)都可以通過這 4 個統(tǒng)一的接口來實現(xiàn)對象 Author 數(shù)據(jù)表的 CURD 操作了。 基于 數(shù)據(jù)庫模型 的 JSON 映射方法 與基于模板的映射方法不同，基于模型的映 射方法是通過關系數(shù)據(jù)庫的模型 信息來將數(shù)據(jù)庫的記錄轉換成 JSON。關系數(shù)據(jù)庫的模型信息主要有兩類： 數(shù)據(jù)表的信息和 POJO 對象的屬性的。關系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)表屬于關系模型， POJO 對象屬于對象模型，這兩種方式都屬于數(shù)據(jù)庫的模型，所以這種方法稱為基于數(shù)據(jù)庫模型的 JSON 映射方法。 數(shù)據(jù)庫模型體現(xiàn)在很多方面，如 POJO 對象的反射信息，Hibernate 的 hbm配置文件。所以有兩種途徑來實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)庫模型的 JSON 映射方法，分別是基于 ORM 的配置文件和基于 Java 的反射。 在使用 Hibernate、 MyBatis 這樣的 ORM 框架時，他們都會使用 ORM 配置文件，用來建立數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)表和 POJO 類的詳細映射。同樣本文也可以借助 ORM的配置文來獲取信息，用來封裝 JSON。 ORM 框架如下的配置文件如下，他們說明了數(shù)據(jù)表的主鍵、各個字段，并其將其與 POJO 的屬性作來對應，同時也指出了其數(shù)據(jù)類型。下面代碼是一個標準的 Hibernate 的 ORM 配置文件。其 person 指的是數(shù)據(jù)表的名字，而 是 POJO 的完整名稱， id 表示的是主鍵， properties 指的是常規(guī)屬性。 hibernatemapping class name= table=person id name=primarykey column=key type=