1.2 Java持久化技术

在Java领域中，持久化也是企业应用开发中一项必不可少的技术。Java社区在努力解决持久化数据管理的过程中，曾经涌现出了非常多试图解决这个问题的技术方案。从最早的序列化（Serialization）到JDBC、关系对象映射（ORM）、对象数据库（ODB），再到EJB 2.X、Java数据对象（JDO），一直到目前最新的Java持久化API（JPA）。

下面简单地回顾一下在JPA出现之前，Java社区中曾经试图为持久化数据管理提供完整解决方案的技术。

1.2.1 序列化（Serialization）

序列化（Serialization）也叫串行化，是Java内置的持久化Java对象的机制。只要某个类实现了java.io.Serializable接口，就能够使用java.io.ObjectOutputStream将该类对象以二进制字节码的形式写到硬盘上，并能使用java.io.ObjectInputStream将该对象从硬盘上还原。这样，即使重启了机器，该Java对象也能够从硬盘上恢复。

对应简单的应用，可以使用序列化实现对Java对象的持久化。序列化的对象一般为普通的Java Bean。

例如下面的Person类，为一个普通的Java Bean，Person类只有name和hobby两个属性，代码如下：

Person.java

        package com.fengmanfei.intro;
        import java.io.Serializable;
        import java.util.ArrayList;
        import java.util.List;
        public class Person implements Serializable {
            private static final long serialVersionUID = -3067867193032937191L;
            private String name;//姓名
            private List<String> hobby = new ArrayList<String>();//爱好
            //获得爱好的Getter方法
            public List<String> getHobby() {
                return hobby;
            } //设置爱好的Setter方法
            public void setHobby(List<String> hobby) {
                this.hobby = hobby;
            }
            //获得姓名的Getter方法
            public String getName() {
                return name;
            }
            //设置姓名的Setter方法
            public void setName(String name) {
                this.name = name;
            }
            @Override
            public String toString() {
                return "姓名: " + name + ", 爱好: " + hobby;
            }
        }

使一个普通Java类可序列化，要注意以下几个方面。

●类一定要实现Serializable接口，并声明一个private static final的long类型的serialVersionUID属性，如上面代码中加粗部分所示。

● 类所有属性也需要是可序列化的。Person类中，属性name为String类型，属性hobby为ArrayList类型。String和ArrayList都是实现了Serializable接口，也是可序列化的。

● 这样，可序列化的类可以通过ObjectOutput类中的writeObject方法和readObject保存和读取。

下面编写一个简单的对象序列化与还原程序，当输入“save”后，然后依次输入人员，最后保存；当输入“load”后，然后输入人员名称，自动将匹配的人员查找出来，并且显示其信息。该程序运行后，效果如图1-2所示。

图1-2 对象序列化程序运行结果

该程序的源代码如下所示。

Console.java

        package com.fengmanfei.intro;
        import java.io.＊;
        import java.util.Arrays;
        public class Console {
            // 当前文件夹
            public static File directory = new File(System.getProperty("user.dir"));
            // 控制台输入
            public static String systemRead() throws IOException {
                BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(
                          System.in));
                return reader.readLine();
            }
            // 将 person 对象持久化到硬盘上
            public static void persist(Person person) throws IOException {
                File file = new File(directory, person.getName() + ".dat");
                ObjectOutput output = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(file));
                //保存对象
                output.writeObject(person);
                output.close();
                System.out.println("文件保存在：" + file);
            }
            // 将 person 对象从硬盘上恢复
            public static Person load(String name) throws Exception {
                File file = new File(directory, name + ".dat");
                if (!file.exists())
                      return null;
                ObjectInput ins = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
                //读取对象
                return (Person) ins.readObject();
            }
            public static void main(String[] args) throws Exception {
                System.out.println("人员信息管理系统. ");
                System.out.println("1. 输入'save'开始录入人员信息. ");
                System.out.println("2. 输入'load'开始查询人员信息. ");
                System.out.println("3. 输入'exit'退出系统. ");
                System.out.print("请输入(回车结束输入): ");
                //获取用户输入信息
                String menu = systemRead();
                //如果输入的为save，则继续输入人员的姓名、爱好
                if ("save".equalsIg否reCase(menu)) {
                      System.out.print("请输入要录入的人员姓名: ");
                      //获得输入人员的姓名
                      String name = systemRead();
                      System.out.print("请输入'" + name + "'的爱好，用','隔开：");
                      //获得输入人员的爱好
                      String hobbies = systemRead();
                      //创建人员对象
                      Person person = new Person();
                      person.setName(name);
                      person.setHobby(Arrays.asList(hobbies.split(",")));
                      //持久化人员对象
                      persist(person);
                //如果输入的为load，则继续查找人员的姓名，然后根据姓名查询该人员的信息
                } else if ("load".equalsIg否reCase(menu)) {
                      System.out.print("请输入要查找的人员姓名：");
                      //获得输入人员的姓名
                      String name = systemRead();
                      //根据姓名查询人员，并返回人员相关信息
                      Person person = load(name);
                      if (person == null)
                          System.out.println("没有此人信息。");
                      else
                                                  System.out.println("查询结果: " + person);
                //如果输入的为exit，则退出程序
                } else if ("exit".equalsIg否reCase(menu)) {
                      System.out.println("再见. ");
                      System.exit(0);
                //否则，提示错误信息
                } else {
                      System.out.println("无效输入: " + menu);
                }
                System.out.println();
                // 继续执行main主函数
                main(null);
            }
        }

在实际的应用中，Tomcat的会话（Session）中使用的就是序列化技术。当Tomcat关闭的时候，Tomcat会把Session中的Java对象通过序列化保存到硬盘上，这样，重启Tomcat时又会把这些对象还原并重新放回Session中。因此，保存在Session中的对象最好实现Serializable接口。

虽然序列化使用起来快速、高效，能够直接持续化Java对象，但是缺陷也很明显，比如不能进行复杂查询，可序列化的类结构、serialVersionUID值都不能发生改变（否则恢复时会出错）等。

1.2.2 JDBC

JDBC（Java Database Connectivity）是最常用的持久化方法，它能够把数据保存进关系型数据库，并且高效地将数据从数据库中查询出来。JDBC作为一种成熟的持久化方法，与序列化技术相比，其优势是相当明显的。它能快速地读写大量的数据、支持事务性、保证数据的完整性、支持数据的并发读取等。也正是因为如此，JDBC作为Java的持久化技术，广泛用在各种商业程序中。

但美中不足的是，JDBC并不支持对Java对象的持久化。由于数据库大多数是二维的关系型数据库，因此持久化Java对象的时候，需要将Java对象变成相应的SQL语句；还原Java对象的时候，需要从数据库结果集中取出各列的值，然后通过setter方法设置到Java对象上。

例如，使用JDBC技术，持久化Person对象时可能需要使用SQL代码，将数据保存到数据库中，示例如下所示。

PersonDAO.java

            public void persist(Person person) throws Exception {
                //获得数据库连接
                Connection conn = DbManager.getConnection();
                PreparedStatement preStmt = null;
                try {
                    //创建预编译对象
                    preStmt = conn.prepareStatement(" "
                              + " INSERT INTO tb_person ( name ) values (?) ");
                    preStmt.setString(1, person.getName());
                    //插入一条人员数据
                    preStmt.executeUpdate();
                    //分别插入爱好数据
                    for (String hobby : person.getHobby()) {
                          preStmt = conn.prepareStatement(" INSERT INTO tb_hoby "
                                  + " ( person_name, hoby ) " + " values (?, ?) ");
                          preStmt.setString(1, person.getName());
                          preStmt.setString(2, hobby);
                          //执行插入操作
                          preStmt.executeUpdate();
                    }
                } catch (Exception e) {
                    preStmt.close();
                    conn.close();
                }
            }

通过以上代码可以看出，使用JDBC持久化Java对象时需要写大量的SQL语句，当数据表结构或Java对象属性发生变化的时候，JDBC的缺点就更加明显了。

1.2.3 关系对象映射（ORM）

ORM（Object-Relational Mapping）是针对JDBC不能直接持久化Java对象的解决方案。ORM框架能够将Java对象映射到关系数据库，能够直接持久化复杂的Java对象。在操作持久化Java对象的时候ORM框架会自动更新相应的一个或多个数据表。

ORM框架的出现，使开发者从数据库编程中解脱出来，把更多的精力放在了业务模型与业务逻辑上。目前比较流行的ORM框架有Hibernate、iBatis、TopLink等。

ORM框架技术目前已经很成熟，并且已经在众多商业项目中使用。但在JPA规范出台之前，由于没有官方的标准，使得各ORM框架之间的API差别很大，使用了某种ORM框架的系统会严重受制于该ORM的标准。例如一个使用Hibernate完成的系统，将无法改用iBatis。有关对象关系映射的相关知识，将在第1.4节详细讲述。

1.2.4 对象数据库（ODB）

ODB（Object Database，面向对象数据库）是数据库技术发展的趋势之一。面向对象数据库的目标是能够直接保存Java对象。目前市面上已经有几种比较成熟的面向对象数据库产品，例如DB4O等。

面向对象数据库使用简单，虽然拥有关系数据库组织（Object Database Management Group ，ODMG）规定了持久化Java对象的标准API，但是大多数的面向对象数据库目前位置都没有遵循这个API。而且相对于理论上很完善、数据容量达到TB级的关系数据库，面向对象数据库还有技术上、效率上的不足。

面向对象数据库目前主要应用于嵌入式系统、演示程序、小数据量程序等。

1.2.5 Java数据对象（JDO）

JDO（Java Data Object）是Java EE标准中除JPA外，另一个支持管理持久化数据的规范，但与JPA不同的是，它通常是通过JCA技术集成到应用服务器上。JDO不能够支持容器级别的声明式安全、事务等特性，也无法对远程方法调用提供支持，是针对轻量级容器而设计的持久化规范。

1.2.6 EJB 2.X

EJB 2.X中的实体Bean是EJB组件中管理持久化数据的组件框架。与ORM框架类似，EJB 2.X实体Bean提供对Java对象持久化的功能，但与ORM框架不同的是，EJB 2.X实体Bean不仅仅局限于数据库，也可以持久化EIS（Enterprise Information System）信息和其他持久化设备。

EJB 2.X实体Bean最大的缺点是规定了太过于严格的标准，这些标准虽然保证了企业应用能够在不同的EJB容器之间可以移植，但是也让EJB2.X实体Bean规范变得非常复杂并且开发起来十分复杂。同时EJB 2.X标准在面向对象特性处理方面的支持非常有限，无法支持继承、多态和复杂关系等面向对象的高级特性。

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