《系统架构设计师教程（第2版）》第13章-层次式架构设计理论与实践-04-数据访问层设计

1. 五种数据访问模式

1.1 在线访问

• 占用一个数据库连接与数据库交互

1.2 DAO

• 概念
  • Data Access Object
  • 是标准 J2EE 设计模式之一（教材中原话，但这种说法并不对，如果考，还是按教材来）

上一篇笔记《中间层设计》 中我们提到过，业务逻辑组件以它为基础

• 作用
  • 用于抽象和封装所有访问数据库的请求
  • 将底层的数据访问逻辑与业务逻辑分离
  • 从而实现低耦合和高内聚

• DAO的常见组件
  • 一个DAO工厂类
  • 一个DAO接口
  • 一个实现了DAO接口的具体类
    • 包含访问特定数据源的数据的逻辑
  • 数据传输对象

1.3 DTO

• 概念

  • Data Transfer Object
  • 用于在不同应用层或系统之间传输数据的对象
  • 可以看做一个“数据容器”或者“数据包装器”
  • 本身应该不包含具体的业务逻辑
  • 通常只包含内部一致性检查和基本验证的方法，且不调用其他方法

• 两种设计方法

  • 使用编程语言内置的集合对象
  • 通过创建自定义类来实现DTO 对象

• 两种设计方法的融合技术

  1. 代码生成技术
     • 该技术可以生成脱离现有元数据的自定义的DTO类的源代码
  2. 提供更强大的集合
     • 如：微软 ADO.NET 中的DataSet

1.4 离线数据模式

• 概念
  • 从数据源获取数据后，安装预定结构存放在系统中
    • 其预定结构如： ADO.NET 中的关系结构、SDO 中的Data图表结构
• 特点：
  • 对数据的操作独不依赖与数据源的连接
  • 可以脱离数据源来定义各异的数据存放结构和规则
  • 可以方便地与XML格式的文档之间互相转换

1.5 对象/关系映射 (O/R Mapping)

• 概念
  • Object/Relation Mapping
  • 将应用程序中的数据转换成关系型数据库中的记录
  • 将关系数据库中的记录转换成应用程序中的对象

2. 工厂方法模式在数据访问层应用

• 工厂方法模式：
  • 定义产品对象的创建接口，但由子类实现具体产品对象的创建。
  • 也可以表述为：使一个类的实例化延迟到其子类

关于工厂方法模式，可以翻我的专栏《golang与设计模式》中《创建型模式-04-工厂方法模式（Factory Method）》一章

• 在数据访问层的应用
  • 首先定义一个操纵数据库的接口
  • 然后根据数据库的不同，由类工厂决定实例化哪个类。

3 ORM、Hibernate与CMP2.0设计思想

3.1 ORM

• 概念
  • Object-Relation Mapping
  • 在关系型数据库和对象之间作一个映射
  • 操作数据库时只需操作这些对象（而不需要使用SQL）
• 优点
  • 降低学习成本
  • 减少代码量
  • 提高开发效率
  • 降低错误
  • 增强安全性

3.2 Hibernate

1）概述

• 概念：
  • 是一个开源的对象关系映射框架
  • 它对 JDBC 进行了轻量级的对象封装
• 作用：
  • 提供从 Java类到数据表之间的映射
  • 提供数据查询和恢复机制
• 优点
  • 减少操作数据库的工作量

另外，教材中提到的一个知识点：
Hibernate 利用代理模式来简化载入类的过程，这将大大减少利用 Hibernate QL 从数据库提取数据的代码的编写量。（想了解代理模式同样可以看我的设计模式专栏，这里不赘述）

2） Hibernate的架构（2023年的考题）

3）特点

• 灵活性性

• 提供多种运行方式
  • 轻型体系中，应用程序提供JDBC 连接，并且自行管理事务，这种方式使用了Hibernate的一个最小子集
  • 在全面解决体系中，对于应用程序来说，所有底层的JDBC/JTA API 都被抽象了，Hibernate会照管所有的细节。

• 功能强大

4. XML Schema的灵活运用

4.1 XML Schema

• 概念
  • 是一种XML语言
  • 用于描述和约束XML文档的结构和内容模式
  • 它是DTD的替代者，但功能更强大和完善
  • 其自身使用XML 1.0的语法和规则进行描述和定义
  • 使用了命名空间来避免元素和属性名称的冲突

• DTD的概念
  • 文档类型定义
  • Document Type Definition
  • 基于XML

• XML Schema是Schema组件的集合，下边介绍Schema组件

4.2 Schema组件

• 概述
  • 详细说明了抽象数据模型的每个组件的严格语义

XML Schema是 Schema组件的集合，这些组件分为三组

• 基本组件
  • 包括：简单类型定义、复杂类型定义、属性声明、元素声明
• 组件
  • 包括：属性组、完整性约束定义、模型组、符号声明
• 帮助组件
  • 包括：注释、模型组、小品词、通配符和属性使用

4.3 XML Schema规范

1）Primer（入门书/指南）

• 概念
  • 一个非标准化的文档
  • 提供了XML Schema 的简单可读的描述
• 目的：快速地理解如何利用 XMLSchema语言创建一个Schema

2）Structures（结构）

• 概述： XML Schema中用于定义XML文档结构的元素和规则

它包括如何定义XML文档中的元素、元素的顺序、元素的嵌套关系、元素的出现次数等

3）Datatypes（数据类型）

• 概述：是XML Schema中用于定义XML元素、属性的数据类型的机制
• 特点
  • 提供了丰富的数据类型

    如：string、integer、Boolean、time 和 date等，并且提供了定义新类型的能力

  • 实现了继承和复用
  • 与命名空间紧密联系，易于使用

5. 事务处理设计

5.1 概述

• 事务的概念：一组处理步骤要么全部发生，要么一步也不执行
• 事务的提交：当所有步骤被完整地执行，我们称该事务被提交

5.2 ACID原则

1）原子性(Atomicity)

• 事务执行过程中的任何失败都将导致事务所做的任何修改失效

2）一致性(Consistency)

• 当事务执行失败时，所有被该事务影响的数据都应该恢复到事务执行前的状态

3）隔离性 (Isolation)

• 事务执行过程中对数据的修改，在事务提交之前对其他事务不可见

4）持久性 (Durability)

• 持久性表示已提交的数据在事务执行失败时，数据的状态都应该正确。

5.3 J2EE对事务的处理

J2EE 应用服务器支持JDBC 事务、JTA(Java Transaction API) 事务和容器管理事务。一般情况下，最好不要在程序中同时使用上述三种事务类型，例如在JTA 事务中嵌套JDBC事务。另外，事务要在尽可能短的时间内完成，不要在不同方法中实现事务的使用。下面举例说明两种事务处理方式。

1）JDBC事务

• JavaBean 中使用 JDBC方式进行事务处理
• 原理：
  • 默认是auto-commit模式，每个SQL语句都被当作一个事务
  • 屏蔽auto-commit后，调用commit()方法提交事务

2）JTA事务

• SessionBean 中使用JTA事务
• 概念：
  • Java Transaction API
  • 它是描述事务接口的，是J2EE 模型的一部分
• JTA的三个主要的接口
  • User Transaction接口
  • Transaction Manager接口
  • Transaction接口
• 原理
  • 调用UserTransaction.begin() 方法开始一个事务
  • UserTransaction.commit()方法终止与当前线程关联的事务
  • UserTransaction.rollback()方法回滚

6. 连接对象管理设计

• 资源池
  • 意义：解决资源频繁分配、释放所造成的问题
• 过程
  • 创建静态连接池，根据初始化配置将连接放入连接池
  • 客户请求时
    • 若连接池中有空闲连接，则分配给用户
    • 若连接池中没有空闲连接，则选择适合的已分配出去的连接，给客户端复用
  • 当客户端释放连接时，根据是否被复用决定是否放回连接池

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