J2EE 應用程序中的數據管理和數據持久性

2019-11-18 12:29:01

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　　本文分析了在 java 平臺上可用的兩個數據治理策略：Java 對象序列化和 Java 數據庫連接（JDBC）。盡管本質上這兩種數據治理策略并不存在孰優孰劣的問題，但在治理企業信息系統時，JDBC 輕而易舉地得以勝出。在本文中，Java 開發人員 G.V.B. Subrahmanyam 和 Shankar Itchapurapu 對序列化和 JDBC都進行了介紹，并通過討論和實例來向您展示了 JDBC 是您的最佳選擇的原因。
　　
　　當您正在建立企業信息系統時，需要確保以某種有效的方式存儲、檢索和顯示企業數據。對于所有業務而言，數據都是獨一無二的最大資產。所有軟件系統都涉及數據，因此，數據的重要性是無論如何強調都不過分的。
　　
　　應用程序的數據治理功能包括四個基本操作，通常也需要對企業數據執行這四個操作，它們是：建立、檢索、更新和刪除（即 CRUD）。治理在企業系統的數據涉及在很長一段時間范圍之內，始終如一地、成功地執行 CRUD 操作，而不必頻繁地更改實際執行這些操作的代碼。換句話說，治理數據意味著開發穩健的、可擴展和可維護的軟件系統，以確保成功地進行 CRUD 操作，在軟件的生命期中能夠以一致的方式執行操作。
　　
　　本文討論了 J2EE 中的兩種可用數據治理策略：Java 對象序列化和 Java 數據庫連接（JDBC）。我們將查看這兩種方法的優缺點。這兩種數據治理策略實質上不存在孰優孰劣。在特定實現中，策略的可用性取決于項目的范圍（出現在系統環境中的活動的活動范圍），系統的上下文（驅動系統/子系統運行時的值的集合），以及其他的外部因素。然而，Java 序列化并不適合于企業系統，其數據需要用一種定義良好的結構（如RDBMS）來組織。我們首先將快速瀏覽 Java 對象序列化，然后查看 JDBC 更重要的一些方面，從而了解后者是如何實現前者所缺乏的一些要害特性的。
　　
　　本文并不打算對 Java 對象序列化或者 JDBC 進行全面介紹。有關這兩項技術的更多信息，請回顧參考資料小節。
　　
　　Java 對象序列化
　　對象序列化是最簡單的 Java 持久性策略。對象序列化是一個將對象圖平面化為一個字節的線性序列的過程。對象圖是作為對象繼續、關聯和聚合的結果而實現的一些關系式。對象的非暫態實例屬性以字節的形式被寫入到持久存儲中。實例屬性的值就是執行時間序列化時內存中的值。假如一個 Java 對象是可序列化的，那么它至少必須實現 java.io.Serializable 接口，該接口具有如下所示的結構：
　　
　　package java.io;
　　public interface Serializable
　　{}
　　
　　您可以看到，java.io.Serializable 接口并沒有聲明任何方法。它是一個記號或者標記接口。它告訴 Java 運行時環境，該實現類是可序列化的。列表 1 顯示實現該接口的一個示例類。
　　
　　列表 1. MySerializableObject.java
　　
　　import java.io.Serializable;
　　
　　public class MySerializableObject extends MySuperClass implements Serializable
　　{
　　 PRivate String property1 = null;
　　private String property2 = null;
　　
　　public String getProperty1()
　　{
　　 return property1;
　　}
　　
　　public void setProperty1(String val)
　　{
　　 property1 = val;
　　}
　　public String getProperty2()
　　{
　　 return property2;
　　}
　　
　　public void setProperty2(String val)
　　{
　　　property2 = val;
　　}
　　　private void writeObject(ObjectOutputStream out)
　　　throws IOException
　　　{
　　　 out.writeObject (getProperty1 ());
　　 out.writeObject (getProperty2 ());
　　　}
　　
　　　private void readObject (ObjectInputStream in)
　　　throws IOException, ClassNotFoundException
　　　{
　　　 setProperty1 ((String) in.readObject ());
　　　 setProperty2 ((String) in.readObject ());
　　　}
　　}
　　
　　無需自己實現 writeObject(...) 和 readObject(...) 方法來執行序列化；Java 運行時環境具有使這些方法可用的默認實現。然而，您可以重寫這些方法，提供如何存儲對象狀態的您自己的實現。
　　
　　關于序列化，您需要記住一些要點。首先，在序列化期間，整個對象圖（即，所有父類和被引用類）都將被序列化。其次， Serializable 類的所有實例變量自身都應該是可序列化的，除非已經非凡聲明它們為暫態，或者已經重寫 writeObject(...) 和 readObject(...) 來只序列化那些可序列化的實例變量。假如違反了后一規則，在運行時將出現一個異常。
　　
　　每個后續 J2SE 版本都對對象序列化系統進行少量的增加。J2SE 1.4 也相應地向 ObjectOutputStream and ObjectInputStream 增加 writeUnshared() and readUnshared()方法。通常，一個序列化的流只包含任何給定對象的一個序列化實例，并且共享對該對象引用的其他對象可以對它進行后向引用。通常期望序列化一個對象獨立于其他對象可能維護的任何引用。非共享的讀寫方法答應對象作為新的、獨一無二的對象被序列化，從而獲得一個類似于對象克隆但開銷更少的效果。
　　
　　Java 對象序列化存在的問題
　　序列化涉及到將對象圖從內存具體化到持久存儲（例如硬盤）中。這涉及到大量 I/O 開銷。通常，對應用程序而言，序列化并不是最佳選擇：
　　
　　治理幾十萬兆字節的存儲數據
　　頻繁地更新可序列化對象
　　對存儲企業數據而言，序列化是一個錯誤選擇，因為：
　　
　　序列化的字節流只對 Java 語言是可讀的。這是一個重大缺陷，因為企業系統通常是異構的，許多應用程序要與其他應用程序共同處理相同的數據。
　　
　　對象檢索涉及大量的 I/O 開銷。
　　
　　沒有一個用來從序列化對象圖中檢索獲取數據的查詢語言。
　　
　　序列化沒有內置的安全機制。
　　
　　序列化本身并不提供任何事務控制機制，因此不能在那些需要并發訪問從而不使用輔助 API 的應用程序中使用它。
　　Java 數據庫連接（JDBC）
　　Java 數據庫連接（JDBC）是一個標準的 API，它使用 Java 編程語言與數據庫進行交互。諸如 JDBC 的調用級接口是編程接口，它們答應從外部訪問 SQL 命令來處理和更新數據庫中的數據。通過提供與數據庫連接的庫例程，它們答應將 SQL 調用集成到通用的編程環境中。非凡是，JDBC 有一個使接口變得極其簡單和直觀的例程的豐富收集。
　　
　　在下面幾個小節中，我們將查看通過 JDBC 與數據庫連接所涉及的一些步驟。我們將非凡關注與 Java 對象序列化相比，JDBC 是如何成為一個企業數據治理策略的。
　　
　　建立一個數據庫連接
　　在利用 JDBC 做任何其他事情之前，需要從驅動程序供給商那里獲取數據庫驅動程序，并且將該庫添加到類路徑中。一旦完這項工作，就可以在 Java 程序中使用類似于下面所示的代碼來實現實際的連接。
　　
　　Class.forName(<your driver class Name>);
　　Java.sql.Connection conn = DriverManager.getConnection(<connection URL>);
　　
　　Java 對象序列化并不需要這個該步驟，因為使用序列化來執行持久性操作并不需要 DBMS。序列化是一個基于文件的機制；因此，在序列化一個對象之前，需要在目標文件系統中打開一個 I/O 流。
　　
　　創建 JDBC Statement 和 PreparedStatement
　　可以用 JDBC Statement 對象將 SQL 語句發送到數據庫治理系統（DBMS），并且不應該將該對象與 SQL 語句混淆。 JDBC Statement 對象是與打開連接有關聯，而不是與任何單獨的 SQL 語句有關聯?？梢詫?JDBC Statement 對象看作是位于連接上的一個通道，將一個或多個（您請求執行的）SQL 語句傳送給 DBMS。
　　
　　為了創建 Statement 對象，您需要一個活動的連接。通過使用我們前面所創建的 Connection 對象 con——下面的代碼來完成這項工作。
　　
　　Statement stmt = con.createStatement();
　　
　　到目前為止，我們已經有了一個 Statement 對象，但是還沒有將對象傳遞到 DBMS 的 SQL 語句。
　　
　　當數據庫接收到語句時，數據庫引擎首先會分析該語句并查找句法錯誤。一旦完成對語句的分析，數據庫就必須計算出執行它的最有效方法。在計算上，這可能非常昂貴。數據庫會檢查哪些索引可以提供幫助，假如存在這樣的索引的話，或者檢查是否應該完全讀取表中的所有行。數據庫針對數據進行統計，找出最佳的執行方式。一旦創建好查詢計劃，數據庫引擎就可以執行它。
　　
　　生成這樣一個計劃會占用 CPU 資源。理想情況是，假如我們兩次發送相同的語句到數據庫，那么我們希望數據庫重用第一個語句的訪問計劃，我們可以使用 PreparedStatement 對象來獲得這種效果。
　　
　　這里有一個主要的特性是，將 PreparedStatement 與其超類 Statement 區別開來：與 Statement 不同，在創建 PreparedStatement 時，會提供一個 SQL 語句。然后了立即將它發送給 DBMS，在那里編譯該語句。因而， PreparedStatement 實際上是作為一個通道與連接和被編譯的 SQL 語句相關聯的。
　　
　　那么，它的優勢是什么呢？假如需要多次使用相同的查詢或者不同參數的類似查詢，那么利用 PreparedStatement，語句，只需被 DBMS 編譯和優化一次即可。與使用正常的 Statement 相比，每次使用相同的 SQL 語句都需要重新編譯一次。
　　
　　還可以通過 Connection 方法創建PreparedStatement 。下面代碼顯示了如何創建一個帶有三個輸入參數的參數化了的 SQL 語句。
　　
　　Prepa

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