Dátová vrstva

1

Dátová vrstva

2

Architektúra IS na báze vrstiev

prezentačná vrstva aplikačná vrstva dátová vrstva

prepojenie

na dátový zdroj

dátový zdroj

WEB

browser

tenký

tučný

Java klient

JSP

Servlet

XSLT

EJB

(session

message driven)

servisné Java triedy

DAO

ORM

RDBMS

ODBMS

XML súbory

J2EE kontajner

3

Dátová vrstva

• tradičný dátový zdroj – RDBMS• objektový a relačný svet štruktúrujú dáta

rôznym spôsobom

• problémy na riešenie• mapovanie štruktúr (štrukturálne vzory)

identifikovanie entít mapovanie asociácií, dedičnosti, ...

• pripojenie aplikačnej vrstvy k dátovej vrstve (vzory dátového zdroja)

• správanie (vzory správania) riešenie konfliktov pri zápise objektov postupné donačítavanie asociovaných objektov

4

Štrukturálne vzory

5

Idetity Field – identita objektov

• uloženie databázového ID pola (PK) ako atribút objektu

• požiadavky na Idetity Field • jedinečnosť• nemennosť

• treba zvážiť nasledovné aspekty• umelý vs. prirodzený (rodné číslo, SSN)• jednoduchý vs. zložený (orderID + seqNum)• dátový typ – efektivita => long• table-unique vs. database-unique key

inheritance unique key

6

Idetity Field – identita objektov

• tvorba nasledujúcich hodnôt ID• auto generované ID pole databázou

problém so spojenými objektami, transakciami a ohraničeniami

• database counter (Oracle Sequence) neštandardné riešenie

• GUID (Globally Unique IDentifier) veľký reťazec => výkonnostný problém

• key table

7

Foreign Key Mapping – N:1

• mapovanie asociácie medzi objektami na referenciu cudzím kľúčom medzi tabuľkami

8

Foreign Key Mapping – N:1

9

Foreign Key Mapping – 1:N

10

Foreign Key Mapping – 1:N

11

Association Table Mapping – M:N

• mapovanie asociácie M:N pomocou väzobnej tabuľky

• väzobná tabuľka väčšinou nemá in-memory reprezentáciu => nemá ID

12

• väzobná tabuľka väčšinou nemá in-memory reprezentáciu => nemá ID

• použitie• M : N asociácie• asociácie medzi tabuľkami, ktorým nemôžeme

pridať stĺpec

Association Table Mapping – M:N

13

Asociácie k N (kolekcie)

• komplikácie pri update• delete a insert• spätný pointer (referencia)• diff kolekcie

• mazanie z kolekcie ?• vymazanie objektu • zrušenie asociácie na objekt,

resp. premiestnenie do inej kolekcie

14

Embedded Value

• mapuje závislý objekt do tabuľky vlastníka• použitie

• asociácie s kardinalitou 1 až malý fixný počet• Value Objects• objekty ako pri Serialized LOB z výhodou použitia SQL

15

Serialized LOB

• uloženie asociovaného grafu malých objektov v podobe jedného serializovaného objektu

16

Serialized LOB

• BLOB – binárny LOB• jednoduché použiť (existencia serializácie grafu

objektov)• graf nie je možné zrekonštruovať bez existencie

zodpovedajúcich objektov (tried) hľadanie (chybných) dát človekom verzionovanie

• CLOB – znakový LOB• horší výkon a väčšie miesto na diskoch• vlastný parser textovej reprezentácie (XML)

• pozor na duplikovanie dát v LOBoch

17

Serialized LOB

• použitie• zložitý graf objektov, na ktorý sa referencuje

iba jeho vlastníkom

• výhody• jednoduchšia DB štruktúra• menšie množstvo dát

• nevýhody• nemožno realizovať SQL dotazy na dáta v

LOBoch

18

Mapovanie dedičnosti

• RDBMS neposkytujú realizáciu dedenia=> potreba mapovania dedičnosti na relačné

štruktúry

• Tabuľka pre dedenie

• Tabuľka pre každú triedu

• Tabuľka pre konkrétnu triedu

19

Tabuľka pre dedenie

idSadzbyplatnostOdplatnostDo

vypocitajPoplatok()

SadzbaPoplatku

sadzba

vypocitajPoplatok()

SadzbaPoplatkuZakladna

minSadzbamaxSadzba

vypocitajPoplatok()

SadzbaPoplatkuOhranicena

sumaOperacieOdsumaOperacieDo

vypocitajPoplatok()

SadzbaPoplatkuHladinova

idSadzbyplatnostOdplatnostDosadzbaminSadzbamaxSadzbasumaOperacieOdsumaOperacieDotyp

«table»SADZBA_POPLATKU

20

Tabuľka pre dedenie

• výhody• jednoduchá údržba (jediná tabuľka)• žiadne join-y pri získavaní dát• jednoduchší refactoring

posúvanie atribútov v objektovej hierarchii

• nevýhody• niektoré polia v tabuľke nemajú vždy význam• plytvanie miestom (nepoužité stĺpce)• výkonnostný problém (jedna veľká tabuľka s

množstvom indexov ...)

21

Tabuľka pre každú triedu


vypocitajPoplatok()

SadzbaPoplatku

sadzba

vypocitajPoplatok()


minSadzbamaxSadzba

vypocitajPoplatok()



vypocitajPoplatok()


SADZBA


sadzba

«table»SADZBA_ZAKLADNA

minSadzbamaxSadzba

«table»SADZBA_OHRANICENA


«table»SADZBA_HLADINOVA

22

Tabuľka pre každú triedu

• výhody• OR mapovanie je priamočiare• všetky stĺpce sú relevantné

• nevýhody• informácie o jednom objekte vo viacerých

tabuľkách (veľa join-ov)• refactoring OO hierarchie spôsobuje zmenu

DB• supertype tabuľka môže byť úzke miesto

(často sa používa) - výkonnostný problém

23

Tabuľka pre konkrétnu triedu


vypocitajPoplatok()

SadzbaPoplatku

sadzba

vypocitajPoplatok()


minSadzbamaxSadzba

vypocitajPoplatok()



vypocitajPoplatok()


«table»SADZBA_ZAKLADNA

idSadzbyplatnostOdplatnostDosadzba

«table»SADZBA_OHRANICENA

idSadzbyplatnostOdplatnostDosadzbaminSadzbamaxSadzba

«table»SADZBA_HLADINOVA

idSadzbyplatnostOdplatnostDosadzbasumaOperacieOdsumaOperacieDo

24

Tabuľka pre konkrétnu triedu

• výhody• každá tabuľka je self-contained (všetky polia využité

a patria k jednému typu objektu)• žiadne join-y pri získavaní objektov konkrétneho typu• dobrá výkonnosť (každá tabuľka pre jednu triedu)

• nevýhody• nemožné realizovať FK mapovanie na abstraktný typ• ťažší refactoring (zmena atribútu v nadtriede =>

zmena všetkých tabuliek)• získanie kolekcie supertriedy vyžaduje viacero

selektov

25

Vzory dátového zdroja

26

Vzory dátového zdroja

• Table Data Gateway• inštancia obsluhuje všetku funkcionalitu súvisiacu s

jednou tabuľkou

• Row Data Gateway• inštancia zodpovedá jednému riadku tabuľky

(rovnaká štruktúra objektu a DB záznamu)• rieši doménovú logiku a svoju perzistenciu (vzniká

priama závislosť na DB)

• Data Mapper – objektovo-relačné mapovanie (ORM)• transformuje záznam DB na objekt doménového

modelu (transparentne)

27

Objektovo-relačné mapovanie

Operacia

idOperaciedatumsumaprotiucetbankaProtiuctu

OperaciaMapovac

najdiOperaciePodlaDatumu()uloz()...()

RDBMS«use»«use»«instantiate»«instantiate»

AbstraktnyMapovac

najdiMnoho(ZdrojePrikazu) : Listnapln(ResultSet) : ListnaplnSpecialne(id, Object) : Object

ZdrojePrikazu

sql() : Stringparametre() : Object[]

NajdiOperacieDatumovo

«use»«use»

«create»«create»

• Data Mapper – dátový mapovač

28


29


30


31


32

Metadátové OR mapovania

33

Metadátové OR mapovania

• výhody• nezávislosť objektového modelu od dátového

zdroja (možnosť použiť aj bez dátového zdroja – testovanie, paralelný vývoj)

• veľká efektívnosť vývoja a údržby

• nevýhody• ťažšie ovplyvniť generované SQL dotazy (dopad

na výkonnosť)

34

Vzory správania

35

Vzory správania

• Identity Map – Mapa identít• cache načítaných objektov v rámci obchodnej

transakcie (prevencia konfliktov pri zápise) man with two watches never knows what time it is

• Unit of Work – Jednotka práce• čítanie objektov v rámci obchodnej transakcie• koordinácia zápisu zmenených objektov do DB a

riešenie konfliktov v rámci obchodnej transakcie zvyčajne obsahuje Identity Map zvyčajne je súčasťou Data Mappera

• Lazy Load – Lenivé čítanie• transparentné čítanie asociovaných objektov na

požiadanie

36

Identity Map

finder anIdentityMap

find(1)

[found is null] found = select where id = 1

found=get(1)

database

[found not null] found

37

Unit of Work

klient

operacia

databaza jednotkaPrace

commitcommit

updateupdate

selectselect

nastav stornonastav storno

savesave

newnew

register cleanregister clean

register dirtyregister dirty

38

Lazy Load

• optimalizované získavanie grafu objektov• nie je načítaný celý graf, ale je možné ho

transparentne donačítať

• Lazy Initialization• v každej metóde kontrola či je objekt loadnuty• závislosť medzi aplikačnou a databázovou vrstvou

39

Lazy Load

• Virtual Proxy• problémy s identitou (proxy sa tvári ako skutočný

objekt ale nie je to on)• pre každý typ treba proxy objekt

Java dynamic proxies, bytecode modification

• vhodné pre kolekcie

• Value Holder• lose of explixitness of strong typing

40

Lazy Initialization - príklad

class Supplier... {

public List getProducts() {

if (products == null)

products = Product.findForSupplier(getID());

return products;

}

}

41

Virtual Proxy - príklad

class SupplierVL...

private List products;

public interface VirtualListLoader {

List load();

}

class SupplierMapper...

protected DomainObject doLoad(Long id, ResultSet rs) throws SQLException {

String nameArg = rs.getString(2);

SupplierVL result = new SupplierVL(id, nameArg);

result.setProducts(new VirtualList(new ProductLoader(id)));

return result;

}

42

Virtual Proxy - príklad

public class VirtualList extends List {

private List source;

private VirtualListLoader loader;

public VirtualList(VirtualListLoader loader) {

this.loader = loader;

}

private List getSource() {

if (source == null) source = loader.load();

return source;

}

public int size() { return getSource().size(); }

public boolean isEmpty() { return getSource().isEmpty(); }

// ...

}

43

Value Holder - príklad

class SupplierVH...

private ValueHolder products;

public List getProducts() { return (List) products.getValue(); }

class ValueHolder...

private Object value;

private ValueLoader loader;

public ValueHolder(ValueLoader loader) {

this.loader = loader;

}

public Object getValue() {

if (value == null) value = loader.load();

return value;

}

public interface ValueLoader { Object load(); }

44

Value Holder - príklad

class SupplierMapper...

protected DomainObject doLoad(Long id, ResultSet rs) throws SQLException {

String nameArg = rs.getString(2);

SupplierVH result = new SupplierVH(id, nameArg);

result.setProducts(new ValueHolder(new ProductLoader(id)));

return result;

}

public static class ProductLoader implements ValueLoader {

private Long id;

public ProductLoader(Long id) { this.id = id; }

public Object load() {

return ProductMapper.create().findForSupplier(id);

}

}

45

Zhrnutie

• používať metadátové mapovanie

• realizácia metadátového mapovania je časovo a odborne náročná

• existujúce OR mapovacie nástroje• okrem riešenia mapovania OO na R štruktúry

riešia aj ostatné popísané problémy Unit of Work + Identity Map Lazy Load optimalizáciu SQL dotazov použitie SQL dialektov pre rôzne RDBMS

• TOPLink, Hibernate, OJB, Torque, iBatis

Documents

Dátová vrstva