Spring Boot「29」扩展：使用 Hibernate & JPA 持久化 Java 对象

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2023年06月01日 23:54 · 阅读数 18

Hibernate 是业界名气非常大的一款 ORM（Object/Relational Mapping）解决方案。 ORM 是指将 Java 中的域模型映射到关系数据库的数据模型。 Hibernate 能够很好的处理从 Java 类到数据库表的映射，以及从 Java 数据类型到 SQL 数据类型的映射。今天，我将介绍如何使用 Hibernate API 和 JPA 进行数据持久化。

在开始之前，我们先定义一个域类型 Event，用来表示需要持久化的对象。

public class Event {
    private Long id;
    private Date time;
    private String title;
    /** 省略属性的 getter/setter 以及无参构造器 */
}

01-使用 Hibernate 原生 API

在 Hibernate 原生 API 中，提供数据持久化能力或接口的是org.hibernate.Session。 Hibernate 提供了一个工厂类org.hibernate.SessionFactory，用来创建 Session 对象，

在 Hibernate 的早期版本中，需要使用 hibernate.cfg.xml 搭配 hbm.xml 文件来配置对象持久化。随着语言的发展，hbm.xml 逐渐被@Entity注解等替代。接下来，我们将逐一学习这两种方式，注意体会两者的不同。

01.1-原生 API 和 hbm.xml

首先，我们先介绍下用到的 hibernate.cfg.xml，它是用来配置 SessionFactory 行为的。

<hibernate-configuration>
    <session-factory>
        <!-- 省略其他的 property -->
        <property name="connection.driver_class">org.h2.Driver</property>
        
        <mapping resource="hbm/Event.hbm.xml"/>
    </session-factory>

</hibernate-configuration>

<property/>是用来设置诸如使用得数据库类型、数据库驱动类、数据库链接、用户、密码等属性的。 <mapping/>主要是用来引入需要用到的 hbm.xml 文件，其中定义了 Java 类与数据库表的映射关系。例如：


<hibernate-mapping package="self.samson.example.jpa">

    <class name="self.samson.example.jpa.entity.Event" table="EVENTS">
        <id name="id" column="EVENT_ID">
            <generator class="increment"/>
        </id>
        <property name="time" type="timestamp" column="EVENT_DATE"/>
        <property name="title"/>
    </class>

</hibernate-mapping>

<class/>标签指定了要映射的类、其映射的表及它们之间具体的映射关系（<id/>和<property/>）。

配置好上述文件，即可对使用 Hibernate 原生 API 持久化 Java 对象进行测试了。

final StandardServiceRegistry registry = new StandardServiceRegistryBuilder()
        .configure()
        .build();

try (SessionFactory sessionFactory = new MetadataSources(registry)
        .buildMetadata()
        .buildSessionFactory()){

    final Session session = sessionFactory.openSession();
} catch (Exception e) {
    StandardServiceRegistryBuilder.destroy(registry);
    e.printStackTrace();
}

通过 SessionFactory 创建的 Session 对象提供了持久化数据相关操作的主要接口，例如 persist / find 等。例如，我们向通过 Session 持久化两个对象，则可以这样实现：

session.beginTransaction();
session.save(new Event(new Date(), "Our very first event!"));
session.save(new Event(new Date(), "A follow up event!"));
session.getTransaction().commit();

01.2-原生 API 和`@Entity`注解

除了像 hbm.xml 文件这种表述映射关系的方式外，Hibernate 还支持使用@Entity/@Id/@Column等注解方式实现。接下来我们将看一下如何实现。

首先，在 Java 类上增加对应的注解，以下注解等价于上节中的 Event.hbm.xml 中描述的映射关系。

public class Event {
    @Id
    @GeneratedValue(generator = "increment")
    @GenericGenerator(name = "increment", strategy = "increment")
    private Long id;
    
    @Temporal(TemporalType.TIMESTAMP)
    @Column(name = "EVENT_DATE")
    private Date time;
    private String title;

    /** 省略属性的 getter/setter 以及无参构造器 */
}

@Id与 hbm.xml 中的<Id/>作用是一样的。 @GeneratedValue(generator = "increment")和@GenericGenerator(name = "increment", strategy = "increment")等价于<generator/>。

然后，需要修改下 hibernate.cfg.xml 中的<mapping/>内容，将 resource 替换为 class，如下：


<mapping class="self.samson.example.jpa.entity.Event"/>

之前使用的创建 SessionFactory 和 Session 的代码不用改变。运行程序后，发现数据被持久化到了数据库中。

02-使用 Hibernate JPA API

JPA（Java Persistence API）是一个规范，通过提供 ORM 功能，使开发者能够利用 Java Domain Model 控制关系数据库。 JPA 仅是一个规范，目前业界有几种不同的实现，例如 Hibernate、EclipseLink、TopLink、Open JPA 等。 Spring Boot2 默认使用 Hibernate 作为底层实现。

JPA 中定义的启动流程与 Hibernate 原生的方式不太一样。 JPA 使用 META-INF/persistence.xml 作为配置文件。而且 JPA 中定义了持久化单元和 EntityManger 的概念，与 Hibernate 原生也不太一样。

不过，从使用方式上来看，org.hibernate.Session 和 javax.persistence.EntityManager 都表示处理持久化数据的上下文，称为"持久化上下文"。持久化数据具有一个与持久化上下文和底层数据库都有关系的状态，称为实体状态，共有以下几种取值：

new/transient，指实体刚被实例化，尚未与持久化上下文关联。它在数据库中没有持久化表示，也没有分配标识符（identifier）值。
managed/persistent，指实体具有关联的标识符，且与持久化上下文关联。
removed，指计划被数据库删除的 managed/persistent 状态的实体。
detached，指实体具有关联的标识符，但却不再与持久化上下文关联。造成实体处于这种状态通常有两种常见原因：其一，持久化上下文被关闭；其二，实体从上下文中被擦除。

02.1-使用 persistent.xml

前节中的例子，如果要使用 JPA 方式，需要做如下的修改。首先，先定义一个 persistent.xml 文件，其中定义了持久化单元。


<persistence xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/persistence"
             xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
             xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/persistence http://java.sun.com/xml/ns/persistence/persistence_2_0.xsd"
             version="2.0">
    <persistence-unit name="self.samson.example.jpa">
        <description>jpa entity-manager example</description>
        <class>self.samson.example.jpa.entity.Eventself.samson.example.jpa.entity.Event</class>

        <properties>
            <property name="javax.persistence.jdbc.driver" value="org.h2.Driver"/>
            <property name="javax.persistence.jdbc.url" value="jdbc:h2:mem:db1;DB_CLOSE_DELAY=-1"/>
            <property name="javax.persistence.jdbc.user" value="sa"/>
            <property name="javax.persistence.jdbc.password" value=""/>

            <property name="hibernate.show_sql" value="true"/>
            <property name="hibernate.hbm2ddl.auto" value="create"/>
        </properties>
    </persistence-unit>
</persistence>

可以看出，持久化单元中的<class/>与 hibernate.cfg.xml 中的<mapping class=xxx/>是等价的。

然后，需要创建 EntityManager。类似地，JPA 中也通过 EntityManagerFactory 的方式生成 EntityManager。

final EntityManagerFactory sessionFactory = Persistence.createEntityManagerFactory("self.samson.example.jpa");
final EntityManager entityManager = sessionFactory.createEntityManager();

得到 EntityManager 对象后，使用方式与 Hibernate 中的 Session 类似：

entityManager.getTransaction().begin();
entityManager.persist(new Event(new Date(), "Our very first event!"));
entityManager.persist(new Event(new Date(), "A follow up event!"));
entityManager.getTransaction().commit();

02.2-使用程序化方式

根据上一小节的介绍，需要用到 persistent.xml 作为启动 JPA 的配置文件。除此之外，也可完全采用 Java 方式启动 JPA。

采用程序化方式启动 JPA 需要借助 PersistenceUnitInfo 接口，它定义了一系列的方法能够获得创建 EntityMangerFactory 必要的信息。例如，以下 Java 类提供的信息与上小节的 persistent.xml 信息等价：

public class HibernatePersistenceUnitInfo implements PersistenceUnitInfo {
  /**
   * 等价于  <persistence-unit name="self.samson.example.jpa">
   * @return
   */
  @Override
  public String getPersistenceUnitName() {
    return "self.samson.example.jpa";
  }

  /**
   * 等价于 <class>self.samson.example.jpa.entity.Event</class>
   * @return
   */
  @Override
  public List<String> getManagedClassNames() {
    return Arrays.asList(Event.class.getName());
  }

  /**
   * 等价于 <properties/>
   * @return
   */
  @Override
  public Properties getProperties() {
    Properties properties = new Properties();
    properties.put("hibernate.dialect", "org.hibernate.dialect.H2Dialect");
    properties.put("hibernate.id.new_generator_mappings", false);
    properties.put("hibernate.show_sql", true);
    properties.put("hibernate.hbm2ddl.auto", "create");
    return properties;
  }

  /**
   * 等价于 <properties/> 中定义的数据库连接信息
   * 这里，只不过是直接返回一个 DataSource 实例
   * @return
   */
  @Override
  public DataSource getNonJtaDataSource() {
    return new EmbeddedDatabaseBuilder()
            .setType(EmbeddedDatabaseType.H2)
            .build();
  }
}

创建 EntityManagerFactory 时与上节中的方式也略有不同。

EntityManagerFactory sessionFactory = new EntityManagerFactoryBuilderImpl(
          new PersistenceUnitInfoDescriptor(new HibernatePersistenceUnitInfo()), new HashMap<String, Objects>(32)).build();

创建完毕后，获得 EntityManager 的方式和后续 EntityManger 的使用方式上与之前的并无差别。

03-总结

我今天介绍了使用 Hibernate API 和 JPA 进行 Java 实体类对象持久化方法。希望今天的介绍能对你有所帮助。