Dátová vrstva

1. Dátová vrstva

2. Architektúra IS na báze vrstiev aplikačná vrstva dátová vrstva prezentačná vrstva J2EE kontajner JSP Servlet XSLT EJB (session message driven) servisné Java triedy WEB browser tenký tučný Java klient DAO ORM RDBMS ODBMS XML súbory dátový zdroj prepojenie na dátový zdroj

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. Association Table Mapping – M:N • väzobná tabuľka väčšinou nemá in-memory reprezentáciu => nemá ID • použitie • M : N asociácie • asociácie medzi tabuľkami, ktorým nemôžeme pridať stĺpec

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

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

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

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 • Data Mapper – dátový mapovač

28. Objektovo-relačné mapovanie

29. Objektovo-relačné mapovanie

30. Objektovo-relačné mapovanie

31. Objektovo-relačné mapovanie

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

37. Unit of Work

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 ValueHolderproducts; 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