Hibernate概念初探

概述

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Hibernate是一个开源代码的对象关系映射（ORM）框架，是基于Java的持久化中间件，它对JDBC进行轻量级的对象封装。

它不仅提供了从Java类到数据表之间的映射，也提供了查询和事务机制。

相对于使用JDBC和SQL操作数据库，Hibernate大大减少了操作数据库的工作量。

作用

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作为持久化的中间件，Hibernate采用ORM映射机制，实现Java对象和关系数据库之间的映射，把SQL语句传给数据库，并且把数据库返回的结果封装成对象。

内部封装了JDBC访问数据库的操作，向上层应用提供了面向对象的数据库访问API。从而使程序员使用面向对象的思维来操作数据库。

如图示：

两个重要概念

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1）数据持久化

数据持久化就是把内存中的数据（对象）永久保存到数据库中，实际上数据“持久化”包括了与数据库相关的各种操作。比如，保存、更新、删除、查询和加载。

说一下“加载”：

根据特定对象OID，把一个对象从数据库中加载到内存中。为了在系统中能够找到所需的对象，需要为每一个对象分配一个唯一的标识号。关系型数据库中称之为主键，而在对象术语中则称为对象标识（Object identifier-OID）。

数据持久化负责封装数据的访问操作，为业务逻辑提供面向对象的数据操作接口。

在Hibernate框架中，提供了访问数据库的方法，在使用时候直接调用即可。

2）ORM

全称Object/Relation Mapping，即对象/关系映射，是一种数据持久化技术，其基本思想是把对象模型（如JavaBean对象）与关系数据库的表建立映射关系。

在JDBC中，我们要做的是使用SQL语句操作数据库中的表；

而在Hibernate中我们不再需要直接操作数据库，而是转化为了对JavaBean对象的操作，就可以实现数据的存储、查询、更改和删除等操作。

ORM中对象与数据库表的映射关系
面向对象概念	面向关系表（结构）概念
类	数据表
对象	数据表中的行（记录）
属性	数据表中的列（字段）

Hibernate框架的结构体系

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基于Hibernate的应用程序是通过配置文件（hibernate.properties或hibernate.cfg.xml）和映射文件（*.hbm.xml）把持久化对象（Persistence Object，PO）映射到数据库的数据表，然后通过操作持久化对象（PO），对数据库中的数据进行增删查改。

由图中可以看出，使用Hibernate的开发人员的主要任务就是编写Hibernate配置文件（对应图中hibernate.properties）、设计PO类及对象-关系映射文件（对应图中XML Mapping），然后利用HibernateAPI来操作数据库。

Hibernate的核心组件

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Hibernate全面解决方案体系架构：

Hibernate组件层次架构：

这些组件按被使用的次序分为5层，上层可对下层进行调用和使用。

1）Hibernate配置文件：主要用来配置数据库连接参数。如数据库驱动程序、URL、用户名和密码等。

它有两种格式：hibernate.properties和hibernate.cfg.xml。两者配置内容基本相同，通常使用后者。

2）持久化对象（PO）：可以是普通的JavaBean。

3）映射文件：用来把PO与数据库中的数据表映射起来，是Hibernate的核心文件。

4）Configuration类：用来读取Hibernate配置文件和映射文件，并创建SessionFactory对象。

5）SessionFactory接口：产生Session实例的工厂，是Hibernate的容器。（该接口是线程安全的，可以被多个线程调用。因为构造SessionFactory很消耗资源，所以多数情况下应用中只初始化一个SessionFactory对象，为不同的线程提供Session。当客户端发送一个请求时，从SessionFactory中获取Session对象，由Session对象处理客户请求）

6）Session接口：用来操作PO，它有get()、save()、update()、delete()等方法，用来对PO进行加载、保存、更新及删除等操作。它是Hibernate的核心接口。（持久化对象 的生命周期、事务管理，以及持久化对象的查询、更新和删除等操作都是通过Session对象完成）

7）Transaction接口：用来管理Hibernate事务，主要的方法有commit()和rollback()，可从Session的beginTransaction()方法生成。

8）Query接口：对PO进行查询操作。它可以从Session的createQuery()方法生成。

Hibernate运行过程

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1）应用程序先调用Configuration类，该类读取配置文件和映射文件，根据这些信息生成SessionFactory对象。

//创建Configuration对象：加载Hibernate的基本配置信息和对象关系映射
Configuration configuration=new Configuration.configure();
//创建一个ServiceRegistry对象:Hibernate 4.x新添加的对象，Hibernate的任何配置和服务都需要在该对象中注册后才能生效
ServiceRegistry serviceRegistry=new StandardServiceRegistryBuilder().applySettings(configuration.getProperties()).build();

2）每次执行数据库事务时，先从SessionFactory中获取一个Session实例。

//创建SessionFactory对象
SessionFactory  sessionFactory=configuration.buildSessionFactory(serviceRegistry);

3）由Session对象启动事务，并生成Transaction对象。

//创建一个Session
Session session=sessionFactory.openSession();
//开启事务
Transaction transaction=session.beginTransaction();

4）通过Session对象的方法对PO进行加载、保存、更新和删除等操作。在查询的情况下，通过Session对象生成Query对象，执行查询操作。

//执行保存操作——通过实体对象实现对数据库表的操作，是数据库的核心
//例如有一个实体类Book
Book book=new Book();
book.setBookId("1");
book.setBookName("java编程思想");
session.save(book);//通过对象实现向数据库中的数据表存放信息

5）若没有异常，Transaction对象将提交操作结果到数据库中，否则事务将回滚。

//提交事务
transaction.commit();

6）当事务操作完成后，关闭Session实例对象。

//关闭Session对象
session.close();

设计PO类及对象-关系映射文件（*.hbm.xml）

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1）建立持久化对象模型（即实体类，包括相应的setter/getter方法），自不必多说；

2）建立对象-关系映射文件（*.hbm.xml）。

这里的*要与对应的持久化类类名相同，即“持久化类类名.hbm.xml”。且映射文件要求与持久化实体类在同一个包内。

该文件给出了“实体类”与“数据库表”，以及“类属性”与“表字段”之间的映射关系。

以实体类Person.java为例。

右击Person.java选项，在弹出的快捷菜单中选择New——Other——Hibernate——Hibernate XML Mapping file（hbm.xml）命令。在弹出的对话框中单击Next按钮，选择类Person，单击Next按钮两次，再单击Finish按钮，即可生成映射文件。

<hibernate-mapping>
<!--实体类Person与数据库表PERSON之间的对应关系-->
<class  name="com.entity.Person"  table="PERSON">
<!--主键配置定义-->
<id name="id" type="java.lang.Tnteger">
<column name="ID"/>
<!--设置主键生成的方式，该元素的作用是指定主键的生成器，通过class属性指定生成器对应的类，这里使用的Hibernate提供的常用内置生成器-->
<generator class="native">
</id>
<!--配置一般属性与字段配置-->
<property  name="name" type="java.lang.String">
<column name="NAME"/>
</property>
<property  name="sex" type="java.lang.String">
<column name="SEX"/>
</property>
<property  name="age" type="int">
<column name="AGE"/>
</property>
</class>
</hibernate-mapping>

建立数据库配置文件hibernate.cfg.xml。

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该文件建立在src目录下。

其配置信息：采用MySQL数据库为例，数据库的基本配置有：驱动类、数据库url、数据库操作用户名、密码、所采用数据库的方言（必须指定，表示连接的是哪种数据库）。

同时利用映射文件信息，自动创建数据库表PERSON。

具体步骤：

右击src选项，在弹出的快捷菜单中选择New——Other——Hibernate——Hibernate Configuration File（cfg.xml）命令。在弹出的对话框中单击Next按钮两次，再单击Finish按钮，即可生成配置文件。

<hibernate-configuration>
<session-factory>
<!--数据库基本配置-->
<property name="connection.driver_class">com.mysql.jdbc.Driver</property>
<property name="connection.url">jdbc:mysql:///javaee数据库名</property>
<property name="connection.username">root</property>
<property name="connection.password">123456</property>
<property name="dialect">org.hibernate.dialect.MySQL5InnoDBDialect</property>

<!--非数据库基本配置-->
<!--表示可由类和映射文件自动生成数据库表-->
<property name="hbm2ddl.auto">update</property>
<!--显示运行中执行的sql语句，一般调试时设置为true，便于观察代码执行的SQL语句的细节-->
<property name="show_sql">true</property>
<!--在控制台按格式显示SQL语句-->
<property name="format_sql">true</property>

<!--配置实体类的映射文件，指定路径名，可以配置多组-->
<mapping resource="com/entity/Person.hbm.xml"/>
</session-factory>
</hibernate-configuration>

Hibernate 核心组件详解

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1）Hibernate配置文件。

主要用来设置访问数据库所需要的参数，最基本的有3类：

1.JDBC连接参数的基本配置。

2.Hibernate连接池的参数配置（可以不配置，但在实际应用项目中必须配置，以提高系统性能）

3.注册ORM映射文件的配置参数。

在Hibernate中使用C3P0数据源来支持连接池。

2）Hibernate的PO对象

原则：

1.无参构造方法（必须）；

2.提供一个标识属性（OID）：通常映射为数据库表的主键字段；

3.每个属性都有getter/setter方法

Hibernate的PO的状态及转换条件

与普通的JavaBean对象不同的是PO对象与Session（缓存）相关联。PO在Hibernate中存在下列4种状态。

1.瞬时（Transient）：数据库中没有数据与之对应，超过作用域会被JVM垃圾回收器回收，一般是new创建，且与session没有关联的对象，OID为0或null。

2.持久（Persistent）：数据库中有数据与之对应，当前与session有关联，并且相关联的session没有关闭，事务没有提交。

3.删除（Removed）:在数据库中没有与OID对应的记录，不再处于Session缓存中，一般情况下，应用程序不该再使用被删除的对象。

4.脱管（Detached）：数据库中有数据与之对应，但当前没有session与之关联。

3）Hibernate的映射文件

Hibernate的映射文件把一个PO类和数据库表联系起来。通常一个PO类对应一个映射文件，其命名规范为：PO类名称.hbm.xml，且与PO类在同一包下。

主键使用<id>标签来配置。Hibernate使用OID（对象标识符）来标识对象的唯一性。在运行时，Hibernate根据OID来维持Java对象和数据库中记录的对应关系。

HQL语言与Query接口应用

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1）Hibernate提供了一种功能强大的查询语言——HQL（Hibernate  Query  Language），直接使用实体类名及属性实现查询。

与SQL语言类似。只不过SQL是针对表中的字段进行查询，而HQL是一种完全面向对象的语言，能够直接查询实体类及属性。

语法与SQL语言类似。是一种“select...from...”的结构。其中，from后面跟的是实体类名，而不是表名。select后面跟的可以是实体对象，也可以是实体对象的属性或者其他的值。

String  hql="select  person.name  from  Person  as  persons";
//查询所有的Person
//创建Query对象
Query  query =session.createQuery(hql);
//执行查询，返回List
List  list=query.list();

2）设置分页

分页是查询中最常用的功能，当查询结果很多时，通常要将查询结果分页显示。

在Hibernate中，查询结果的分页主要是通过以下方法来实现的。

setFirstResult();//设置起始位置（索引位置是从0开始）

setMaxResults();//设置返回最大记录数

Hibernate的QBC查询

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当查询数据时，通常都需要设置查询条件，例如在SQL语句或HQL语句中，查询条件常常放在where子句中，当查询参数较多时，使用SQL语句或HQL语句过长、复杂、极易出错。

为此，Hibernate把查询条件封装为一个Criteria对象，基于Criteria对象实现查询——Query By  Criteria查询（QBC查询）

//创建查询条件的查询对象
Crieria cr=session.createCriteria(student.class);
//向查询对象中添加查询条件：性别sex为“男”，可以连续添加多个查询条件
cr.add(Restrictions.eq("sex","男"));
//实现查询，获取查询对象集合studentList
List<student> studentList=cr.list();

Hibernate的Native SQL查询

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Hibernate提供的Native SQL,可以使用标准的SQL语句实现对数据库的操作。

String sql="select  * from t_studnet";
//创建SQLQuery实例
SQLQuery sqlQuery=session.createSQLQuery(sql);
//还需要传入查询的实体类
sqlQuery.addEntity(student.calss);
//实现查询，获得查询结果集合
List<Student> list=sqlQuery.list();

Hibernate实体关联关系映射

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在一个应用系统中通常有多个实体，并且实体之间存在互相关联。

实体关系要从方向性和数量性两个方面来考虑。

实体间关系从方向上可分为单向关联和双向关联。单向关联只需在一方进行映射配置，而双向关联则需要在关联的双方进行映射配置。

实体间的关系从引用的数量上分为：一对一、一对多、多对一、多对多。

实体之间的关联关系的实现方式有：基于外键、基于主键和基于关联表的实现。

实体之间的各种关联关系分类：

1）一对一映射

例子：一个人拥有一个身份证。

一对一关系在Hibernate中的实现有两种方式，分别是主键关联和外键关联，并且既可以是单向关联，也可以是双向关联。

1.共享主键方式双向关联

就是两个相关联的数据表，使用相同的主键实现映射。

在实体关系中，由于双向关联，每个实体类都有对另一方的对象引用。

在数据表关系中，两个表的主键名称一样（主键名称也可以不同），但对应记录的两个主键取值是一样的（由一方产生主键值，然后提供给另一方的主键值）

由于两个表要共享主键，那么在映射时，如何创建主键，由谁来创建？在Hibernate的映射文件中使用主键的foreign生成机制。

（以Person（人）和IdCard（身份证）为例）

在本例中，主键由Person产生，然后，利用foreign生成机制，赋值给IdCard的主键，从而保证两个主键具有相同的值。

package  com.entity.one2one;

public class Person{

private int id;
private String name;
private IdCard idCard;//与另一方关联，需要使用对方的对象属性
}

package  com.entity.one2one;

public class IdCard{

private int id;
private String cardNo;
private Person person;//与另一方关联，需要使用对方的对象属性
}

Person映射文件：

<hibernate-mapping>
<!--lazy="true"是配置延迟加载-->
<class name="com.entity.one2one.Person" lazy="true">

<id name="id" type="int">
<column name="ID"/>
<generator class="native"/>
</id>

<property name="name"/>

<!--双向关联，需要在两个配置文件中都配置one-to-one-->
<!--通过cascade="all"配置了级联操作，当“人”更新时，自动对“身份证”信息进行更新-->
<one-to-one name="idCard" class="com.entity.one2one.IdCard" fetch="join"  cascade="all">
</one-to-one>

</class>
</hibernate-mapping>

说明，

代码中配置了延迟加载，若其值配置为false，则表示立即加载。

　　　　立即加载：表示Hibernate在从数据库中取得数据，组装成一个对象后，会立即再从数据库取得所关联的对象。

　　　　延迟加载：表示Hibernate在从数据库中取得数据，组装成一个对象后，不会立即再从数据库取得所关联的对象，而是等到需要时再从数据库取得关联对象。

cascade属性表明操作是否从父对象级联到被关联的对象（称为“级联”）。

fetch属性的值是join或select，默认值是select。

　　　　当fetch="join"时，表示连接抓取（Join fetching）：Hibernate通过在SELECT语句使用OUTER JOIN（外连接）来获取对象的关联实例或者关联集合。

　　　　当fetch="select"时，表示查询抓取（Select fetching）：需要另外发送一条SELECT语句抓取当前对象的关联实体或集合。

　　　　当cascade="all"，表示增加、删除及修改Student对象时，都会级联增加、删除和修改Card对象。

Id_Card映射文件：

<class name="com.entity.one2one.Id_Card"  table="IDCARD" lazy="true">

<id name="id" type="int">
<column name="ID"/>
<!--主键id使用外键（foreign）生成机制，引用代号为person对象的主键作为IdCard表的主键和外键-->
<generator class="foreign">
<param name="property">person</param>
</generator>

</id>

<property name="cardNo"/>
<!--person在该标签中进行了定义-->
<!--constrained="true"表示IdCard引用了person的主键作为外键-->
<one-to-one  name="person" class="com.entity.one2one.Person" constrained="true">
</one-to-one>

</class>

2.基于外键实现一对一双向关联

要点：两个数据表各自有不同的主键，但其中一个数据表包含有一个新字段——对另一个数据表主键的引用（外键）。

这种一对一的关系其实就是多对一关系的一种特殊情况（外键取值是唯一的）

（本部分未给出代码和上面实例一致）

Id_Card映射文件：

对于Id_Card的映射，实际上要添加外键字段，该外键就是Person的主键。在配置映射时，将实体类Id_Card中的person，对应于实体类Person的主键即可。

<many-to-one  name="person"  class="com.entity.one2one.Person" column="person_id" unique="true">

</many-to-one>

2）多对一单向外键映射

其中，“多方”是主动方，“一方”是被动方，而“多方”的外键是由“一方”产生并提供给“多方”的。

（以Employee（雇员）和Department（部门）为例）

　　　　两个实体类之间关系：在“多方（employee）”中必须含有对“一方（Department）”的对象的引用，才能实现多对一的单向关联。

　　　　两个数据表之间的关系：采用外键关联，且外键字段为depart_id。

实现的关键：

　　　　在“多方（Employee）”含有对“一方（Department）”的对象引用。

　　　　在“多方（Employee）”的映射文件内，使用<many-to-one>标记进行关联关系映射并制定外键。

<many-to-one name="depart" class="com.entity.Department"  fetch="join">
<column name="depart_id"/>
</many-to-one>

3）一对多单向外键映射

其中，“一方”是主动方，“多方”是被动方，而“多方”的外键是由“一方”产生并提供给“多方”的。

（以Employee（雇员）和Department（部门）为例）(一个部门里有多个雇员)

实现关键：

　　　　在“一方（Department）”有对“多方（Employee）”集合类型的引用。

例：

public  class  Department{
//...
private  Set<Employee>  employees;
}

　　　　由于“一方（Department）”是主动方，需要在Department的映射文件中使用<set>、<one-to-many> 和<key>标记进行映射，给出多方的相关联的外键。

在Department映射文件中，由于Department是主动方，需要在该映射文件中使用<one-to-many>标记进行映射，给出相关联的外键。

<set name="employees" lazy="true">
<key><column name="DEPART_ID"></key>
<one-to-many class="com.entity.one2many.Employee"/>
</set>

说明，

使用<key>指定关联外键。

4）一对多双向外键映射

“一对多双向外键映射”与“多对一双向外键映射”一样，因为双方既是主动方也是被动方。双方都需要给出映射关系的配置，并制定主控方，用于控制“外键”。

（以Employee（雇员）和Department（部门）为例）

实现关键：

　　　　在“一方（Department）”有对“多方（Employee）”集合类型的引用。

　　　　在“多方（Employee）”有对“一方（Department）”对象的引用。

　　　　双方都需要给出映射关系的配置，并制定主控方，用于控制“外键”。

在Employee映射文件中：

<many-to-one name="depart" class="com.entity.Department" fetch="join">
<column name="DEPART_ID"/>
</many-to-one>

在Department映射文件中：

<set name="employees" table="EMPLOYEE" inverse="true" lazy="true">

<key>
<column name="DEPART_ID"/>
</key>

<one-to-many  class="com.entity.Emplyee"/>
</set>

说明，

inverse="false"

inverse属性用在”一对多“和”多对多“双向关联上，inverse默认为false，表示本端可以维护关系，若inverse为true，则本端不能维护关系，交给另一端维护关系。

5）多对多映射

需要通过”关联表“实现。

（以学生（Student）选课（Course）为例）

实体类之间的关系：在Student中必须含有对Course的对象集合的引用；在Course中必须含有对Student的对象集合的引用，这样才能实现双向关联。

数据表之间的关系：使用连接表（Student_Course）实现，Student_Course表包含两个字段：CourseId和StuId。

实现关键：

　　　　两个实体类的设计，在一方都含有另一方的对象集合的引用。

　　　　因为双方既是主动方也是被动方。双方都需要给出映射关系的配置，并制定主控方，用于控制“外键”。

Student实体类的映射文件Student.hbm.xml。

<!--使用关联表Student_Course-->
<!--配置inverse="false"-->
<set name="course" table="Student_Course" inverse="false" lazy="true">
<!--使用<key>指定关联表外键：StuId-->
<key><column name="StuId"></key>
<many-to-many class="com.entity.Course" column="CourseId"/>
</set>

Course实体类的映射文件Course.hbm.xml。

<!--使用关联表Student_Course-->
<!--配置inverse="true"-->
<set name="students" table="Student_Course" inverse="true" lazy="true">
<!--使用<key>指定关联表外键：CourseId-->
<key><column name="CourseId"></key>
<many-to-many class="com.entity.Student" column="StuId"/>
</set>

使用inverse指定Student为关联对象的主控方。