Hibernate Framework

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια

Hibernate

Συντηρητής:	Red Hat
Τελευταία Έκδοση:	3.2.2 / 23 Ιανουαρίου, 2007
Λετουργικά Συστήματα:	Cross-platform
Πλατφόρμα:	Java
Είδος:	ORM
Άδεια:	LGPL
Ιστότοπος:	www.hibernate.org

Το Hibernate Framework είναι λογισμικό ανοιχτού κώδικα (ελεύθερο λογισμικό) που σκοπό έχει να συνδέσει τα αντικείμενα που διμιουργούνται σε μία αντικειμενοστρεφή γλώσσα προγραμματισμού (Java) με τους πίνακες μιας σχεσιακής βάσης δεδομένων. Η σύνδεση αυτή επιτυγχάνεται με τη χρήση επιπρόσθετης πληροφορίας (metadata) που τοποθετείται κατάλληλα (μαζί με τον κώδικα Java ή σε ξεχωριστά xml αρχεία) και περιγράφει την αντιστοιχία μεταξύ των αντικειμένων και της βάσης δεδομένων. Γενικά το Hibernate προσφέρει την αυτόματη μετατροπή της μίας μορφής (αντικείμενα) στην άλλη (σχεσιακή βάση δεδομένων).

[Επεξεργασία] Ιστορικό

Το Hibernate είναι λογισμικό που αρχικά κατασκευάστηκε απο προγραμματιστές ανά τον κόσμο με συντονιστή τον Gavin King. Αργότερα η JBoss inc. προσέλαβε τους κύριους προγραμματιστές και ανέπτυξε περεταίρω το Hibernate σχετικά με τα στάνταρτ της J2EE πλατφόρμας. Σήμερα η τελευταία έκδοση του Hibernate είναι η 3.x και ενσωματώνει χαρακτηριστικά όπως interceptor/callback architecture , user defined filters και τα Annotations που παρουσιάστηκαν στη Java (JDK 5.0+).

[Επεξεργασία] Χρήση

Το Hibernate συγκαταλέγεται στην κατηγορία του ORM (object/relational mapping) λογισμικού. Το ORM λογισμικό στοχεύει στη δημιουρία μιας διεπαφής (interface) μεταξύ των διαδεδομένων σχεσιακών βάσεων δεδομένων και του αντικειμενοστρεφούς προγραμματισμού. Με απλά λόγια, προσφέρει τη χρησιμοποίηση μιας σχεσιακής βάσης δεδομένων ως αντικειμενοστεφής. Για να το επιτύχει αυτό δημιουργεί αντιστοιχίες μεταξύ των εννοιών του αντικειμενοστεφούς προγραμματισμού (συσχετίσεις, κληρονομικότητα, πολυμορφισμός) - που δεν υπάρχουν σε μία σχεσιακή βάση δεδομένων - και των πινάκων και σχέσεων μεταξύ των πινάκων μιας σχεσιακής βάσης. Με αυτό τον τρόπο ο προγραμματιστής βλέπει τελικά μία αντικειμενοστρεφή βαση δεδομένων, παρ'όλο που στην ουσία χρησιμοποιεί μια σχεσιακή. Έτσι ο προγραμματιστής χρησιμοποιεί τα αντικείμενα της συγκεκριμένης εφαρμογής, τα τροποποιεί σχετικά με τη λογική της εφαρμογής που αναπτύσσει και τα αποθηκεύει (τροποποιεί, διαγράφει και αναζητά) στη βάση ως αντικείμενα, σκεπτόμενος δηλαδή με αντικειμενοστραφείς έννοιες και όχι με βάση το σχήμα της σχεσιακής βάσης δεδομένων. Σε αυτό το σημείο είναι το Hibernate που, γνωρίζοντας την αντιστοιχία μεταξύ βάσης και λογικής της εφαρμογής, αναλαμβάνει να κατασκευάσει την κατάληλη εντολή της SQL η οποία και στέλνεται τελικά στη βάση δεδομένων. Έπειτα, τα αποτελέσματα που επιστρέφει η βάση το Hibernate τα επιστρέφει στον προγραμματιστή ως αντικείμενα της εφαρμογής. Έιναι δηλαδή ένα ενδιάμεσο επίπεδο μεταξύ εφαρμογής και βάσης δεδομένων.

[Επεξεργασία] Χαρακτηριστικά/Πλεονεκτήματα

Το Hibernate προσφέρει τα παρακάτω στον προγραμματιστή:

Παραγωγικότητα: Στην ανάπτυξη λογισμικού ένα μεγάλο μέρος της προγραμματιστικής προσπάθειας αφιερώνεται στη διεπαφή της εφαρμογής με τη βάση δεδομένων. Το Hibernate αυτοματοποιώντας τις βασικές λειτουργίες (CRUD – Create Read Update Delete) επιτρέπει αρχικά στον προγραμματιστή να επικεντρώνει την προσπάθειά του στη λογική της εφαρμογής (business logic). Επίσης, υπάρχει η δυνατότητα να ακολουθηθούν δύο στρατηγικές αναπτυξης λογισμικού: είτε αρχίζοντας από το μοντέλο δεδομένων είτε από τη βάση δεδομένων. Αυτό μειώνει σε μεγάλο βαθμό το χρόνο ανάπτυξης.

Συντηρισιμότητα: Με τη χρήση του Hibernate γράφονται σημαντικά λιγότερες γραμμές κώδικα και ο κώδικας είναι πιο κατανοητός και καλογραμμενος. Αυτό κάνει τη συντήρηση της εφαρμογής ευκολότερη.

Ανεξαρτησία από τη βάση δεδομένων: Με τη συμβατότητα του Hibernate με διαφορετικές βάσεις δεδομένων και τη δυνατότητα σύνδεσής του με τη βάση μέσω δηλώσεων οριζομένων σε ειδικό αρχείο η αναπτυσσόμενη εφαρμογή μπορεί με ελάχιστες τροποποιήσεις να χρησιμοποιηθεί με βάσεις δεδομένων διαφορετικών κατασκευαστών. Το γεγονός αυτό στερεί μεν από το Hibernate την εκμετάλλευση των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών της χρησιμοποιούμενης βάσης, όμως, και σε αυτή την περίπτωση, δίνεται η δυνατότητα χρήσης πηγαίας SQL μέσα στο Hibernate που εκμεταλλεύεται τα ιδιαίτερα αυτά χαρακτηριστικά. Αυτό βέβαια μειώνει την ανεξαρτησία του Hibernate.

[Επεξεργασία] Παράδειγμα

Το παράδειγμα που αναφέρεται σε αυτή την παράγραφο είναι πολύ βασικό και παρουσιάζει μια πολύ απλή χρήση του Hibernate. Για λεπτομερέστερη περιγραφή των δυνατοτήτων του Hibernate επισκευθείτε την επίσημη ιστοσελίδα.

Για το παράδειγμά μας, υποθέτουμε πως έχουμε ένα μοντέλο στο οποίο ένας άνθρωπος (Person) μπορεί να διαθέτει κανένα ή περισσότερα οχήματα (Vehicle). Το αντίστοιχο διάγραμμα που δείχνει τα αντικείμενα του μοντέλου μας είναι το παρακάτω:

Η κατάσταση αυτή μπορεί να μεταφραστεί σε μια σχεσιακή βάση δεδομένων χρησιμοποιόντας δύο πίνακες (PERSON και VEHICLE) με τα αντίστοιχα πεδία όπως φαίνεται παρακατω:

Προσέξτε ότι το πεδίο PERSON_ID του πίνακα VEHICLE είναι εξωτερικό κλειδί (foreign key) και συνδέει το PERSON με τα VEHICLEs τα οποία κατέχει. Στην εφαρμογή μας πρέπει να κατασκευάσουμε δύο αντικείμενα τα Person και Vehicle:

Αρχείο Person.java

package example;
class Person{
    private long id;
    private String name;
    private boolean sex;
    private int age;
    private List vehicles;
    public Person(){}
    public String getName(){
        return this.name;
    }
    public void setName(String name){
        this.name=name;
    }
    //το ίδιο και για τα άλλα τέσσερα χαρακτηριστικά
     …
}

Αρχείο Vehicle.java

package example;
class Vechicle{
    private long id;
    private String registration; //πινακίδα
    private int engine; //κυβισμός
    private String make; //μάρκα 
    public Vehicle(){}
    public String getRegistration(){
        return this.registration;
    }
    public void setRegistration(String registration){
        this.registration=registration;
    }
    //το ίδιο και για τα άλλα τρία χαρακτηριστικά
     …
}

Χρησιμοποιόντας το Hibernate πρέπει να κατασκευάσουμε τα XML αρχεία που περιγράφουν την αντιστοιχία μεταξύ των αντικειμένων και των πινάκων της βάσης δεδομένων:

Αρχείο engine/Person.hbm.xml

<xml version = “1.0”?>
<!DOCTYPE hibernate-mapping PUBLIC “-//Hibernate/Hibernate Mapping DTD//EN”
“http://hibernate.sourceforge.net/hibernate-mapping-2.0.dtd”>
    <class name=”example.Person” table=”PERSON”>
        <id name=”id” column=”PERSON_ID” type=”long”>
            <generator class=”native”>
        </id>
        <property name=”name” column=”P_NAME” type=”string”/>
        <property name=”sex” column=”P_SEX” type=”boolean”/>
        <property name=”age” column=”P_AGE” type=”integer”/>
        <set name=”vehicles” inverse=”true” cascade=”save-update”>
            <key column=”PERSON_ID” />
            <one-to-many class=”example.Vehicle”/>
        </set>
   </class>               
</hibernate-mapping>

Αρχείο engine/Vehicle.hbm.xml

<xml version = “1.0”?>
<!DOCTYPE hibernate-mapping PUBLIC “-//Hibernate/Hibernate Mapping DTD//EN”
“http://hibernate.sourceforge.net/hibernate-mapping-2.0.dtd”>
    <class name=”example.Vehicle” table=”VEHICLE”>
        <id name=”id” column=”VEHICLE_ID” type=”long”>
            <generator class=”native”>
        </id>
        <property name=”registration” column=”V_REGISTRATION” type=”string”/>
        <property name=”engine” column=”V_ENGINE” type=”integer”/>
        <property name=”make” column=”V_MAKE” type=”string”/>
        <many-to one name=”person” column=”PERSON_ID” class=”example.Person” not-null=”true”/>
    </class>              
</hibernate-mapping>

Επίσης πρέπει να ορίσουμε ένα αρχείο με τα χαρακτηριστικά της βάσης δεδομένων που χρησιμοποιούμε. Για παράδειγμα, αν χρησιμοποιούμε PostgreSQL και η βάση μας λέγεται myBD τότε το αρχείο μας περιέχει τα παρακάτω:

Αρχείο hibernate.properties

hibernate.connection.driver_class= org.postgresql.Driver
hibernate.connection.url=jdbc:postgresql://localhost/myDB
hibernate.connection.username = user
hibernate.connection.password = pass
hibernate.dialect = net.sf.hibernate.dialect.PostgreSQLDialect

Γράφοντας τα παραπάνω έχουμε κάνει τα εξής:

Έχουμε αντιστοιχίσει τα αντικείμενα Person και Vehicle με τους πίνακες PERSON και VEHICLE της βάσης δεδομένων (με το class των XML αρχείων).

Έχουμε ορίσει τα πρωτεύοντα κλειδιά (με το id των XML αρχείων).

Έχουμε αντιστοιχίσει τα χαρακτηριστικά των αντικειμένων (name, sex, age, registration, engine, make) με τις αντίστοιχες στήλες των σχεσιακών πινάκων (P_NAME, P_SEX, P_AGE, V_REGISTRATION, V_ENGINE, V_MAKE) (με το property των XML αρχείων).

Έχουμε ορίσει τη συσχέτιση (association) μεταξύ των δύο πινάκων (με τα many-to-one, one-to-many και set των XML αρχείων).

Έχουμε ορίσει τη βάση δεδομένων που θα χρησιμοποιήσει το Hibernate (το αρχείο αυτό τοποθετείται στο classpath της εφαρμογής μας και to Hibernate το βρίσκει αυτόματα).

Έχοντας ορίσει όλα αυτά μπορούμε να αρχίσουμε το Hibernate και να αναφερθούμε στα αντικείμενά μας όπως περιγράφεται στη συνέχεια:

//αρχίζουμε το Hibernate
Configuration cfg=new Configuration();
cfg.addResource(“engine/Person.hbm.xml”);
cfg.addResource(“engine/Vehicle.hbm.xml”);
SessionFactory session=new cfg.buildSessionFactory();

//δουλεύουμε με τα αντικείμενα
//αποθήκευση αντικειμένων
Session session=getSessionFactory().openSession();
Transaction tx=session.beginTransaction();
Vehicle v=new Vehicle();
v.setRegistration(“XXX-1234”);
v.setEngine(2000);
v.setMake(“Nissan”);
Person p=new Person();
p.setName(”Nick”);
p.setSex(true); //άνδρας
p.setAge(29);
p.getVehicles().add(v);
session.save(p);
tx.commit();
session.close();

//αναζήτηση αντικειμένων
Session newSession=getSessionFactory().openSession();
Transaction newTx=newSession.beginTransaction();
Person p2 = (Person) newSession.load(Person.class, new Long(1));
List vehicles=p2.getVehicles();
System.out.println(“Number of Vehicles: ”+vehicles.size());
newTx.commit();
newSession.close();

Στο παράδειγμα αυτό αποθηκεύσαμε στη βάση δεδομένων, στους αντίστοιχους πίνακες, τα αντικείμενά μας p και v και αναζητήσαμε το person και τα vehicles που έχει. Παρατηρήστε ότι σε όλη την έκταση του παραδείγματος δε χρησιμοποιήσαμε καθόλου SQL κώδικα, πράγμα που επιτρέπει το διαχωρισμό του business logic της εφαρμογής απο τη βάση δεδομένων. Ο προγραμματιστής μπορεί ετσι να αφοσιωθεί στην κωδικοποίηση της εφαρμογής χωρίς να συνδέει στενά τον κώδικα της εφαρμογής με τον κώδικα που χρειάζεται για την τροποποίηση των δεδομένων στη βάση. Επίσης, οι αλλαγές στη βάση δεδομένων είναι ευκολότερο να αντιμετωπιστούν στα XML αρχεία των αντιστοιχίσεων παρα οπουδήποτε μέσα στον κώδικα. Ακόμα, χρειάζονται πολύ λιγότερες γραμμές κώδικα για τις βασικές τροποποιήσεις των δεδομένων (CRUD – Create Read Update Delete) στη βάση δεδομένων. Αυτά, σε μεγάλης έκτασης εφαρμογές, αποδυκνύονται πολύτιμα τόσο όσον αφορά το χρόνο ανάπτυξης της εφαρμογής όσο και στην αποσφαλμάτωση του κώδικα κατα την ανάπτυξη της εφαρμογής.

Το παράδειγμα που περιγράψαμε είναι πολύ απλό και ενδεικτικό της χρήσης του Hibernate. Το Hibernate υποστηρίζει πολύπλοκες συσχετίσεις μεταξύ αντικειμένων όπως συσχετίσεις (associations), πολυμορφισμό (polymorphism) και κληρονομικότητα (inheritance) και τις κυριότερες βάσεις δεδομένων (Oracle, MySQL, PostgreSQL, Microsoft SQL Server, DB2, Sybase κτλ.). Επίσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο σε unmanaged (π.χ. το παράδειγμα που αναφέραμε) όσο και σε managed application περιβάλλοντα (π.χ. JBoss).

[Επεξεργασία] Δείτε επίσης

EJB 3.0
NHibernate
Spring Framework
Serialization
iBATIS
JDO

[Επεξεργασία] Εξωτερικές Συνδέσεις

http://www.hibernate.org/ To Hibernate.org είναι ο επίσημος ιστοχώρος για την τεχνολογία Hibernate. Μπορείτε να το κατεβάσετε από εκεί, καθώς επίσης να διαβάσετε ενδιαφέροντα κείμενα που περγράφουν τη λειτουργία και τη χρήση του.