【導(dǎo)讀】基于JSON的異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)整合研究。第5章基于JSON的數(shù)據(jù)庫(kù)映射中間件的開發(fā)、測(cè)試及評(píng)價(jià)...............31

　　

【正文】 is = new ObjectIutputStream(fos)； 4）從 ois 里讀取 obj，即 ()，獲得對(duì)象 obj； 5）關(guān)閉 ois； 可以看到 Java 里面的序列化與反序列化過程實(shí)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(duì)象。 那么有沒有可能將 POJO 對(duì)象直接轉(zhuǎn)換成 JSON、 JSON 轉(zhuǎn)換成 POJO 對(duì)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(duì) 象J S O N 對(duì) 象 圖 37 JSON 與 POJO 對(duì)象的相互轉(zhuǎn)化示意圖 將 POJO 轉(zhuǎn)化為 JSON POJO 類的對(duì)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(quán)限，他的方法都是公共訪問權(quán)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(guān)心的是屬性， 所以在將 POJO 轉(zhuǎn)化成 JSON 的過程中，重要的是得到屬性的名稱和該屬性對(duì)應(yīng)的值。而做到這點(diǎn)是沒有問題的， Java 語(yǔ)言有反射機(jī)制（ reflect） [22]，通過 POJO 類的 class對(duì)象，就能得到所有的屬性的名稱，然后就能得到屬性對(duì)應(yīng)的值。所以將 POJO 直接轉(zhuǎn)化為 JSON 是可行。 以下 為將 POJO 對(duì)象轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為 POJO JSON 作為文本，在 Java 里面就是字符串。對(duì)字符串按照 JSON 的語(yǔ)法規(guī)則進(jìn)行解析，根據(jù) JSON 的 key 的字符串，獲得 POJO 類的 class 對(duì)象的 key 字符串對(duì)應(yīng) setter 方法。 將 JSON 融入 ORM 對(duì)象關(guān)系映射 模型 （ Object/Relation Mapping，簡(jiǎn)稱 ORM），是 跟著 現(xiàn)代 面向?qū)ο蟮?計(jì)算機(jī) 軟件開發(fā)方法 發(fā)展而 誕 生的。 現(xiàn)在企業(yè)級(jí)應(yīng)用開發(fā)中，因其著重業(yè)務(wù)的處理， 面向?qū)ο?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(zhì)量，所以面向?qū)ο蟮拈_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(guān)系 型 數(shù)據(jù)庫(kù)來持久化業(yè)務(wù) 數(shù)據(jù) ， 關(guān)系數(shù)據(jù)和對(duì)象是 企業(yè)級(jí)應(yīng)用中 業(yè)務(wù)實(shí)體的兩種表現(xiàn)形式 [23]，業(yè)務(wù)實(shí)體在 JVM 運(yùn)行時(shí)環(huán)境 中 以 對(duì)象 的形式存在 ，在 關(guān)系型 數(shù)據(jù)庫(kù)中表現(xiàn) 的表現(xiàn)形式為 關(guān)系數(shù) 據(jù)。 JVM 運(yùn)行時(shí)環(huán)境 中的對(duì)象 ，他們彼此 之間存在 持有 和繼承關(guān)系 。而 在關(guān)系型 數(shù)據(jù)庫(kù)中，關(guān)系 型 數(shù)據(jù) 庫(kù) 無法直接表達(dá)多對(duì)多 持有（關(guān)聯(lián)） 和繼承關(guān)系。 數(shù)據(jù)庫(kù) 對(duì)象關(guān)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(shí)現(xiàn) JVM 運(yùn)行時(shí)環(huán)境中的 對(duì)象到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的映射 [24]。 在這種情況下 ， ORM模型派上用場(chǎng)了，它是銜接關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)和 JVM 運(yùn)行時(shí)環(huán)境中對(duì)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(kù)應(yīng)用開發(fā)不可避免的要使用 ORM，將數(shù)據(jù)庫(kù)中每張數(shù)據(jù)表用一個(gè)類來表示，而數(shù)據(jù)表的每一項(xiàng)則 是對(duì)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(duì)應(yīng)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?yàn)?JSON 與 POJO 是一對(duì)一的映射關(guān)系，而 POJO 作為 ORM 的Object 與數(shù)據(jù)庫(kù)的記錄也是一對(duì)一的關(guān)系。所以 JSON 與數(shù)據(jù)庫(kù)的記錄是一對(duì)一的關(guān)系。 圖 39 JSON 融入 ORM 示意圖 本章小結(jié) 本章 根據(jù) JSON 的語(yǔ)法特點(diǎn)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(shì)，為后文的研究奠定基礎(chǔ)。然后研究了 JSON 與 Java 語(yǔ)言的 POJO 的相互轉(zhuǎn)化，研究了具體實(shí)現(xiàn)。最后研究了如何將JSON 融入 JEE 的 ORM 框架。 第 4 章 異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)與 JSON 的映射研究 23 第 4 章 異構(gòu) 數(shù)據(jù)庫(kù)與 JSON 的映射研究 如果能夠?qū)崿F(xiàn) JSON 文 本與 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)中的數(shù)據(jù)記錄結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)才能將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 JSON；另一方面，程序只有在知道表結(jié)構(gòu)的前提下才能將 JSON 轉(zhuǎn)換為 POJO，進(jìn)而將 POJO 與數(shù)據(jù)庫(kù)記錄對(duì)應(yīng) 。這時(shí)候就需要一個(gè)配置文件來存儲(chǔ)了表結(jié)構(gòu)信息，以方便程序的讀取。而這一點(diǎn)是可行的，因?yàn)檫\(yùn)行中的系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)相對(duì)固定，所以將數(shù)據(jù)庫(kù)表信息寫到相對(duì)固定的配置可以滿足運(yùn)行是需要。 關(guān)系模型 是 關(guān)系 型 數(shù)據(jù)庫(kù)的理論依據(jù)，關(guān)系 型 數(shù)據(jù)庫(kù) 以 表的形式來表示 數(shù)據(jù)項(xiàng) ， 而 JSON 依賴于配置文件 。建立 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的表 的記錄 與 JSON 文本 之間 的映射 關(guān)系 是本文成敗的關(guān)鍵，只有建立了完善的映射關(guān)系才算是真正意義上實(shí)現(xiàn)了功能 。 根據(jù)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的表結(jié)構(gòu)之間的 映射關(guān)系， 可以總結(jié)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(dāng)把數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù) 寫成 JSON 文本 或 是 把數(shù)據(jù)從 JSON傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)， 既用到 內(nèi)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(gè)模板中包含了 SQL 命令 [27]。 JSON 與異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)整合系統(tǒng)設(shè)計(jì) JSON 作為與平臺(tái)、語(yǔ)言無關(guān)的數(shù)據(jù)格式，它為異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的整合提供標(biāo)準(zhǔn)的格式 。 由于 JSON 可以很方便的作為 Java 語(yǔ)言的輸出數(shù)據(jù)，而且 Java 具有跨平臺(tái)的特性， Java 可以運(yùn)行任何支持 Java 虛擬機(jī)的地方 [28]（ JVM，即 Java Virtual Machine）。所以采用 Java 平臺(tái)作為中間件的平臺(tái)，并采用 JSON 作為數(shù)據(jù)交換格式，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)整合中間件 [29]。 以上說明了采用 Java + JSON 技術(shù)作為異構(gòu)數(shù)據(jù)系統(tǒng)集成方案的可行性。思路是建立異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)表與 JSON 之間的映射聯(lián)系，然后異構(gòu)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(yǔ)法規(guī)則解析，這樣就實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換了。 要使多個(gè)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)整合的關(guān)鍵是要建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這個(gè)數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)要能夠映射到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系模型，然后關(guān)系型數(shù)據(jù)的關(guān)系模型能夠映射到這個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。 JSON 有如下優(yōu)點(diǎn)： 1） 結(jié)構(gòu)嚴(yán)格。無論關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的表間結(jié)構(gòu)關(guān)系有多復(fù)雜，根據(jù)第 3 章對(duì)JSON 的介紹， JSON 都可以通過嵌套表達(dá)出這種關(guān)系。 2） 語(yǔ)義明確。 JSON 以 key/value 的形式來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，其中 key 是關(guān)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(kù)的數(shù)據(jù)表一般都第 4 章 異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)與 JSON 的映射研究 24 是有業(yè)務(wù)意義的，所以 JSON 的可讀性很強(qiáng)，一目了然。 3） 純文本格式?，F(xiàn)在幾乎所以的語(yǔ)句都支持 JSON，都有相應(yīng)的 生成和解析工具。所以在任何平臺(tái)對(duì) JSON 進(jìn)行加工處理都是很簡(jiǎn)便的。 4） 跨平臺(tái)。 JSON 作為一種獨(dú)立與語(yǔ)言和平臺(tái)無關(guān)的數(shù)據(jù)格式，任何平臺(tái)都有對(duì) JSON 的相應(yīng)支持。 5）易交互。如果應(yīng)用程序是 Web 應(yīng)用的話，中間件可以直接向 Web 應(yīng)用返回JSON。因?yàn)?Web 應(yīng)用需要給瀏覽器端返回的正是 JSON。 JSON 因其結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、語(yǔ)言明確，可以以簡(jiǎn)單的方式表達(dá)出關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的復(fù)雜的表間關(guān)系； JSON 因其純文本、跨平臺(tái)，故可以滿足異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)、異構(gòu)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(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的映射技術(shù) 以關(guān)系模型為理論基礎(chǔ)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)與結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)類型 JSON怎樣關(guān)聯(lián)映射起來是本文要做的重點(diǎn)工作，是關(guān)乎本文的成敗關(guān)鍵。映射方案合理的話不但解決了異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的整合問題，也保證的了整合后數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的性能，方案不合理的話就達(dá)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(duì)外訪問數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的接口。每個(gè)接口對(duì)應(yīng)一個(gè) SQL 語(yǔ)句。該接口返回的就是該 SQL 語(yǔ)句執(zhí)行完畢后得到的記錄所轉(zhuǎn)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(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)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(nèi)容針對(duì) 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(gè)統(tǒng)一的接口來實(shí)現(xiàn)對(duì)象 Author 數(shù)據(jù)表的 CURD 操作了。 基于 數(shù)據(jù)庫(kù)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(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的模型 信息來將數(shù)據(jù)庫(kù)的記錄轉(zhuǎn)換成 JSON。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的模型信息主要有兩類： 數(shù)據(jù)表的信息和 POJO 對(duì)象的屬性的。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)表屬于關(guān)系模型， POJO 對(duì)象屬于對(duì)象模型，這兩種方式都屬于數(shù)據(jù)庫(kù)的模型，所以這種方法稱為基于數(shù)據(jù)庫(kù)模型的 JSON 映射方法。 數(shù)據(jù)庫(kù)模型體現(xiàn)在很多方面，如 POJO 對(duì)象的反射信息，Hibernate 的 hbm配置文件。所以有兩種途徑來實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)，他們都會(huì)使用 ORM 配置文件，用來建立數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)表和 POJO 類的詳細(xì)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(gè)字段，并其將其與 POJO 的屬性作來對(duì)應(yīng)，同時(shí)也指出了其數(shù)據(jù)類型。下面代碼是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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=