崔玉連，楊新鋒

0 引言

面向數(shù)據(jù)集的開發(fā)模式和面向?qū)ο蟮念I(lǐng)域模型是企業(yè)應(yīng)用業(yè)務(wù)邏輯組織的兩種主要模式。

在面向數(shù)據(jù)集的開發(fā)模式中，系統(tǒng)開發(fā)框架提供了大量的數(shù)據(jù)感知組件使得開發(fā)者可以使用RAD組件快速開發(fā)基于DataSet的企業(yè)應(yīng)用。該模式非常適合于中小型的企業(yè)應(yīng)用程序開發(fā)，但是應(yīng)對復(fù)雜的應(yīng)用程序，隨著業(yè)務(wù)邏輯復(fù)雜度的增加其缺點(diǎn)就會逐步顯現(xiàn)。

首先，使用RAD和數(shù)據(jù)感知組件，就意味數(shù)據(jù)表現(xiàn)層同數(shù)據(jù)庫表的緊偶合，任何對數(shù)據(jù)模型的改變都會導(dǎo)致對所有綁定到改動的表或字段的數(shù)據(jù)感知組件的修改。其次，使用數(shù)據(jù)感知組件，意味著同數(shù)據(jù)庫的特有特性的耦合，當(dāng)向不同數(shù)據(jù)庫平臺移植時，需要重新編寫大量的業(yè)務(wù)邏輯[1]。

因此，使用面向?qū)ο蟮钠髽I(yè)應(yīng)用開發(fā)框架來進(jìn)行系統(tǒng)的開發(fā)越來越得到開發(fā)者的重視。但是由于對象和關(guān)系模型之間存在“阻抗不匹配”問題[2]，因此把面向?qū)ο蟮囊恍┎僮饔成涞疥P(guān)系數(shù)據(jù)庫時，需要編寫繁瑣的數(shù)據(jù)訪問代碼，而這些代碼總是有大量重復(fù)內(nèi)容。一旦數(shù)據(jù)層發(fā)生變化，就需要修改業(yè)務(wù)層的代碼來適應(yīng)數(shù)據(jù)層的變化，導(dǎo)致系統(tǒng)難以維護(hù)。

開發(fā)人員試圖采用對象—關(guān)系映射 （ORM，Object Relational Mapping）組件來解決上述問題，即在業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)層之間添加一個組件，將面向?qū)ο缶幊趟⒌膶ο笤跀?shù)據(jù)庫中做一個映射，使之和數(shù)據(jù)庫中的表建立對應(yīng)關(guān)系，把對表的直接操作變?yōu)閷︻惖膶傩院头椒ǖ牟僮鱗3]。用戶不需要為每個類編寫數(shù)據(jù)訪問代碼，把開發(fā)人員從重復(fù)的勞動中解脫出來，使之有更多時間和精力關(guān)注實(shí)際業(yè)務(wù)需求，從而提高系統(tǒng)的開發(fā)效率。

1 NHibernate

NHibernate是基于.NET的ORM開源框架，是來源于非常優(yōu)秀的基于Java的 Hibernate關(guān)系型持久化工具。NHibernate從數(shù)據(jù)庫底層持久化.NET對象到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫[4]。它不僅管理.NET類到數(shù)據(jù)庫表的映射，還提供數(shù)據(jù)查詢、獲取數(shù)據(jù)的方法和代碼自動生成機(jī)制，從而大幅度地減少開發(fā)人員直接使用SQL和ADO.NET處理數(shù)據(jù)的時間，擺脫了SQL、ADO.NET和事務(wù)、緩存等底層。

1.1 NHibernate的特性

NHibernate具有以下特性：

對象持續(xù)性：能夠管理.Net類到數(shù)據(jù)庫表的映射，以對象的方式存取數(shù)據(jù)，支持復(fù)雜對象、復(fù)合對象，支持對象之間的關(guān)聯(lián)。OR Mapping的定義都是基于XML，具有很好的擴(kuò)展性和通用性。可以支持現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫定義，很好地保護(hù)用戶投資。

支持對象查詢：提供了面向?qū)ο蟮牟樵冋Z言（HQL和條件查詢），可以根據(jù)條件查詢復(fù)合對象以及對象集合。

支持事務(wù)：創(chuàng)建還必須支持悲觀鎖的事務(wù)，并提供了樂觀鎖的并發(fā)支持。

性能優(yōu)化：允許用戶使用定制的Sql來提高查詢的性能，提供了多種SQL自動策略開關(guān)，使得框架生成的Sql語句具有非常優(yōu)化的性能。提供了靈活的Cache緩沖機(jī)制，以及延遲加載，批量更新的策略，保證一般應(yīng)用的性能不會低于相應(yīng)的數(shù)據(jù)集應(yīng)用。

數(shù)據(jù)庫平臺無關(guān)性：使用OR Mapping技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫平臺無關(guān)性，可以隨時切換開發(fā)及數(shù)據(jù)庫發(fā)布平臺，方便移植。

1.2 NHibernate的體系結(jié)構(gòu)

NHibernate的體系結(jié)構(gòu)，如圖1所示：

圖1 NHibernate體系結(jié)構(gòu)

采用NHibernate后，.NET的系統(tǒng)架構(gòu)仍然采用N層架構(gòu)，界面層提供用戶的操作接口，業(yè)務(wù)邏輯層同傳統(tǒng)的N層架構(gòu)一樣通過調(diào)用持久層接口實(shí)現(xiàn)了所有對數(shù)據(jù)庫的操作[5]。NHibernate持久化層實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫的隔離，NHibernate會生成相應(yīng)的SQL語句實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)交互。持久化層封裝了使對象持久化的行為，即從持久化存儲對象中讀取、寫入、刪除對象。

1.3 NHibernate的映射機(jī)制

由于關(guān)系模型主要組成成分是數(shù)據(jù)庫中的表和表與表之間的關(guān)系，而對象模型的主要組成成分是對象以及對象之間的聯(lián)系，因此為了消除對象模型與關(guān)系模型的不匹配問題，有必要在它們的組成成分間建立一個映射，這個映射包括結(jié)構(gòu)映射和關(guān)系映射。NHibernate通過XML文件實(shí)現(xiàn)對象和關(guān)系數(shù)據(jù)庫表的結(jié)構(gòu)映射和關(guān)系映射，用戶在XML文件中定義實(shí)體類和數(shù)據(jù)庫表的映射，XML文件必須以類名+.hbm.xml作為文件名[6][7]。NHibernate通過XML文件完成的映射關(guān)系，如圖2所示：

圖2 NHibernate通過XML文件完成的映射關(guān)系

2 在全程辦稅系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)概述

全程辦稅及納稅評估系統(tǒng)是根據(jù)全程辦稅服務(wù)的實(shí)際情況，針對全程辦稅、指標(biāo)管理、臺帳管理、評估性管理等方面進(jìn)行信息化建設(shè),初步建立起一個高集成度、高共享性的現(xiàn)代全程辦稅管理信息系統(tǒng),為全程辦稅質(zhì)量和效率的提高、評估管理的規(guī)范，提供了一個強(qiáng)大、持久、穩(wěn)定的技術(shù)平臺。本系統(tǒng)共包括和全程辦稅服務(wù)的記錄與監(jiān)督、科室與個人的指標(biāo)性管理、納稅臺帳管理、評估性管理、管理五大模塊。本系統(tǒng)采用C#語言開發(fā)基于C/S架構(gòu)的分布式信息管理系統(tǒng)。其中，NHibernate作為數(shù)據(jù)持久層來封裝對數(shù)據(jù)庫的操作。

2.2 系統(tǒng)總體框架

依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計強(qiáng)內(nèi)聚、弱耦合的原則，以及劃分功能模塊要求設(shè)計簡單、權(quán)限分配方便，便于用戶理解的原則，本系統(tǒng)采用了4層架構(gòu)，如圖3所示：

圖3 基于Nhibernate的全程辦稅及納稅評估系統(tǒng)框架

本系統(tǒng)的4層框架分別為：表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)持久層和數(shù)據(jù)存儲層。其中，表示層利用C#進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)用戶界面；業(yè)務(wù)邏輯層封裝了全程辦稅的業(yè)務(wù)邏輯，通過定制業(yè)務(wù)訪問組件NHibernate，實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)邏輯模塊；數(shù)據(jù)持久層封裝了操作業(yè)務(wù)對象的持久化方法，利用Nhibernate進(jìn)行對象－關(guān)系的映射，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的持久操作。數(shù)據(jù)存儲層即數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲、組織和管理。

2.3 NHibernate實(shí)施步驟

（1）創(chuàng)建NHibernate數(shù)據(jù)庫連接

NHibernate數(shù)據(jù)庫連接由配置文件NHibernat.cfg.xml決定，文件中指定NHibernate所使用的數(shù)據(jù)庫以及用戶名、密碼及其他相關(guān)配置。本系統(tǒng)配置文件內(nèi)容如下：

配置文件中參數(shù)的含義，如表1所示：

表1 配置文件中參數(shù)含義

（2）創(chuàng)建對象的相應(yīng)持久化類

持久化類是指其實(shí)例需要持久化到數(shù)據(jù)庫的類。在持久化類中只定義屬性和屬性相對應(yīng)的get、set方法，屬性和數(shù)據(jù)庫表的字段一一對應(yīng)。

（3）創(chuàng)建映射文件

每個數(shù)據(jù)庫表對應(yīng)一個NHibernate映射文件（命名格式為*.hbm.xml），用于生成數(shù)據(jù)模型。在映射文件中，需要定義數(shù)據(jù)存儲到哪個數(shù)據(jù)庫表，哪個屬性映射到數(shù)據(jù)庫表中的哪個列字段，不同的對象如何相互關(guān)聯(lián)。

具體來說，xml文件中的Class元素的name屬性指定了要進(jìn)行映射的類的名稱， table屬性指定了要進(jìn)行映射的類在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行持久存儲的庫表名稱。Id元素用于聲明類標(biāo)識屬性對應(yīng)于數(shù)據(jù)庫表的主鍵字段的映射關(guān)系，其中name屬性標(biāo)識類的標(biāo)識屬性名稱，column屬性標(biāo)識持久存儲的庫表的主鍵字段的名稱,type是標(biāo)識字段的數(shù)據(jù)類型，而內(nèi)嵌的generator元素則指明主鍵字段唯一值的生成方法，若其值為identity則表示NHibernate使用Sql Server數(shù)據(jù)庫本身提供的自增加字段的特性來保證鍵值唯一。

在運(yùn)行過程中，NHibernate根據(jù)映射文件生成各種SQL語句。

（4）持久化操作的實(shí)現(xiàn)

建立映射文件和持久化類之后，可以很容易地實(shí)現(xiàn)針對單個持久類對象所有的基本操作，包括添加、刪除、更新和查找等。其基本過程為：

①加入NHibernate.dll的引用：

using NHibernate;

using Nhibernate.Cfg;

②創(chuàng)建configuration對象：

Configuration cfg=new Configuration();

cfg.AddAssembly("MyAssembly");

③創(chuàng)建會話對象通過調(diào)用Configuration對象的BuildSession－Factory方法創(chuàng)建SessionFactory對象，將Configuration對象包含的配置信息和SessionFactory發(fā)生關(guān)聯(lián)；然后通過調(diào)用SessionFactory對象的OpenSession方法創(chuàng)建Session對象，Session對象提供到后臺數(shù)據(jù)庫的鏈接；接著再通過調(diào)用Session對象的BeginTransaction方法創(chuàng)建可以被NHibernate管理的事務(wù)。

④加載、保存、查詢對象。通過調(diào)用ISessionFactory實(shí)例的openSession方法創(chuàng)建Session實(shí)例，最后通過Session接口的 save()、update()、delete()、load()和 find()等方法完成對數(shù)據(jù)庫對應(yīng)表的操作，完成對持久對象類數(shù)據(jù)的存取。

⑤提交事務(wù)并關(guān)閉會話。

2.4 實(shí)施效果

實(shí)踐表明，由于本系統(tǒng)采用了HNibernate實(shí)現(xiàn)對象－關(guān)系的映射，在對象檢索方式上節(jié)約了大量的資源，尤其當(dāng)系統(tǒng)中進(jìn)行大量數(shù)據(jù)查詢時尤為明顯。同時由于引入對象－關(guān)系映射技術(shù)，開發(fā)人員可以采用面向?qū)ο蟮姆椒▉碓O(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)，用戶更改后臺數(shù)據(jù)庫也不會導(dǎo)致程序的修改，只需要對配置文件進(jìn)行簡單的修改，從而降低程序維護(hù)和更新的成本，大大縮短了開發(fā)時間，提高了程序的可靠性。而且由于采用NHibernate實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)邏輯的分離，使得對各層進(jìn)行獨(dú)立開發(fā)、跟蹤及優(yōu)化成為了可能。

3 總結(jié)

由于NHibernate的設(shè)計集成了很多操作數(shù)據(jù)庫方面的有效經(jīng)驗(yàn)，對生成的SQL語句進(jìn)行最大限度的優(yōu)化，可以高效地利用ADO.NET操作數(shù)據(jù)庫。但是，NHibernate也存在一些明顯的缺點(diǎn)與不足：為了實(shí)現(xiàn)對象與關(guān)系模型之間的映射，需要編寫復(fù)雜的XML映射文件且容易出錯；需要學(xué)習(xí)HQL語言，增加學(xué)習(xí)成本；NHibernate具有較大的靈活性，體系結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，使用難度大；不支持存儲過程、不具備事務(wù)處理等數(shù)據(jù)庫高級功能[8]。這些都需要我們進(jìn)一步研究和探討。

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