JavaDataObjects(JDO)全面解析

# Java Data Objects (JDO) 全面解析 ## 1. JDO 概述 Java Data Objects (JDO) 并非严格意义上的 O/R 映射规范，而是用于通用对象持久化，可涵盖任何类型的后端数据存储，包括关系型数据库和面向对象数据库。不过，大多数 JDO 实现主要针对关系型数据库，因此可归类为 O/R 映射解决方案。 ### 1.1 JDO 版本特性 - **JDO 2.0**：基于 JDO 1.0 构建，新增了两项重要特性：对分离对象的支持以及专门的 O/R 映射支持。在 Web 应用中，分离和重新附加对象是常见用例，但 JDO 1.0 API 无法很好地支持这一点（与 iBATIS SQL Maps 和 Hibernate 等其他持久化解决方案不同）。 - **JDOQL**：是一种遵循 ODMG 的 OQL 传统的纯对象查询语言，使用 Java 查询 API 和基于 Java 的条件字符串。在 JDO 2.0 中，查询功能将显著扩展，例如引入文本查询作为替代方式。许多当前的 JDO 实现已经支持查询扩展，主要用于访问关系型数据库。 ### 1.2 变更检测机制 - **JDO 1.0**：通过增强持久对象的字节码，使其实现 `javax.jdo.PersistenceCapable` 接口来执行变更检测。字节码增强器需要作为应用程序构建过程的一部分运行。增强后的类会在事务中通知 JDO StateManager 其实例字段的任何更改；JDO 始终处理实例字段，而不是 JavaBean 属性的 setter 或 getter 方法。在事务提交时，JDO PersistenceManager 会将更改刷新到数据库，使内存状态与数据库状态同步。 - **JDO 2.0**：将字节码增强降级为一种实现选项，取消了二进制兼容性要求。JDO 2.0 实现可以自由选择其他变更检测策略，例如 Hibernate 和 TopLink 使用的快照比较。 ## 2. 持久对象生命周期 JDO 的一个重要特性是持久对象具有严格的生命周期。默认情况下，持久对象只能在活动的 JDO PersistenceManager 中工作；在 PersistenceManager 关闭后访问其实例字段会抛出异常。此外，对持久对象的更改只能在 JDO 事务中进行，不存在非事务性修改的概念。 ### 2.1 分离和重新附加对象 为了在活动的 JDO 连接之外使用持久对象，需要将它们变为瞬态（JDO 1.0）或分离（JDO 2.0），这通常是一个显式步骤。瞬态实例会失去其持久标识，因此无法再次持久化；这就是 JDO 2.0 引入分离和重新附加概念的原因，允许在加载对象的 JDO PersistenceManager 之外修改对象，然后在新事务中持久化它们（这在 Web 应用中是典型用例）。 ### 2.2 生命周期管理选项 JDO 2.0 还讨论了自动关闭分离和自动序列化分离等选项，旨在消除显式分离的负担。目前尚不清楚这些选项是否会成为规范的一部分；某些 JDO 实现已经将这些选项作为特定于供应商的扩展提供支持。 ```mermaid graph LR classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px classDef decision fill:#FFF6CC,stroke:#FFBC52,stroke-width:2px A([持久对象]):::startend --> B(活动的 PersistenceManager):::process B --> C{是否需要外部使用}:::decision C -->|是| D(分离对象):::process D --> E(外部修改):::process E --> F(重新附加到新事务):::process F --> G(持久化):::process C -->|否| H(在事务中使用):::process H --> I(事务提交):::process I --> J(刷新更改到数据库):::process ``` ## 3. DAO 实现 ### 3.1 传统 JDO 使用方式 传统的 JDO 使用涉及一个资源工厂 `javax.jdo.PersistenceManagerFactory`，用于为每个事务或操作序列打开一个单线程资源 `javax.jdo.PersistenceManager`。这大致类似于 Hibernate 的 SessionFactory 和 Session。在 Spring 环境中，提供的便利类减轻了应用程序开发人员的资源管理负担。 ### 3.2 Spring 支持的 DAO 实现 Spring 中提供了 `org.springframework.orm.jdo.JdoTemplate` 作为数据访问操作的模板类，它在底层使用 JDO 的 PersistenceManager API。通常通过 `org.springframework.orm.jdo.support.JdoDaoSupport` 基类使用，该基类将 JDO PersistenceManagerFactory 实例作为 bean 属性，并为其提供一个 JdoTemplate 实例。 以下是一个基于 JDO 实现 PetClinic DAO 的示例： ```java public class JdoClinic extends JdoDaoSupport implements Clinic { public Collection getVets() throws DataAccessException { return getJdoTemplate().find( Vet.class, null, "lastName ascending, firstName ascending"); } public Collection getPetTypes() throws DataAccessException { return getJdoTemplate().find(PetType.class, null, "name ascending"); } public Collection findOwners(String lastName) throws DataAccessException { return getJdoTemplate().find( Owner.class, "lastName == value", "String value", new Object[] {value}); } ... } ``` ### 3.3 其他实现方式 除了使用 `JdoDaoSupport`，DAO 实现还可以实现自己的 `setPersistenceManagerFactory` 方法，最好为 DAO 创建一个共享的 JdoTemplate 实例。或者，DAO 实现也可以直接使用提供的 PersistenceManagerFactory 实例，而不使用 Spring 的 JdoTemplate，但这需要手动处理 JDO PersistenceManager、手动进行异常转换以及手动与 Spring 事务同步，因此通常建议使用 JdoTemplate。 ### 3.4 懒加载问题 与 Hibernate 一样，JDO 对懒加载有特殊要求。最初加载受影响持久对象的 JDO PersistenceManager 需要保持打开状态才能使懒加载正常工作。由于 JdoTemplate 默认在每个操作结束时关闭 JDO PersistenceManager，因此返回的对象无法进行懒加载。建议在事务中执行此类操作，以确保在整个事务生命周期内保持同一个 JDO PersistenceManager 打开。如果需要在事务范围之外进行懒加载，例如在 Web 视图中，则需要采用“Open PersistenceManager in View”模式。 ## 4. Spring 上下文配置 ### 4.1 使用 LocalPersistenceManagerFactoryBean 配置 在 Spring 应用程序上下文中，通常通过 Spring 的 `LocalPersistenceManagerFactoryBean` 来设置 JDO 实现，并通过指定的 JDO 属性进行配置。以下是开源 JDO 实现 JPOX 的配置示例： ```xml <bean id="persistenceManagerFactory" class="org.springframework.orm.jdo.LocalPersistenceManagerFactoryBean"> <property name="jdoProperties"> <props> <prop key="javax.jdo.PersistenceManagerFactoryClass"> org.jpox.PersistenceManagerFactoryImpl </prop> <prop key="javax.jdo.option.ConnectionDriverName"> com.mysql.jdbc.Driver </prop> <prop key="javax.jdo.option.ConnectionURL">...</prop> <prop key="javax.jdo.option.NontransactionalRead">true</prop> </props> </property> </bean> ``` ### 4.2 使用配置文件配置 也可以使用标准的 `jdo.properties` 文件来配置 PersistenceManagerFactory，并通过 `configLocation` 指定其位置。这种基于文件的属性可以与 `LocalPersistenceManagerFactoryBean` 属性混合使用，后者具有更高的优先级。 ```xml <bean id="persistenceManagerFactory" class="org.springframework.orm.jdo.LocalPersistenceManagerFactoryBean"> <property name="configLocation"> <value>classpath:jdo.properties</value> </property> </bean> ``` ### 4.3 直接配置 PersistenceManagerFactory 实现类 另一种配置方式是将 PersistenceManagerFactory 实现类本身设置为 Spring bean。JDO 属性通常可以作为 bean 属性应用，使用等效的 bean 属性名称（可以在 JDO 实现的 javadoc 中查看）。此外，通常可以将 Spring 管理的 JDBC DataSource 指定为 JDO 连接工厂，这对于同时使用 JDO 和 JDBC 访问代码共享 DataSource 很重要。以下是使用 JPOX 的示例： ```xml <bean id="persistenceManagerFactory" class="org.jpox.PersistenceManagerFactoryImpl"> <property name="connectionFactory"> <ref bean="dataSource"/> </property> <property name="nontransactionalRead"> <value>true</value> </property> </bean> ``` ### 4.4 特殊配置需求 对于特殊的设置需求，可能需要使用 `LocalPersistenceManagerFactoryBean` 的自定义子类，重写 `newPersistenceManagerFactory` 方法并使用特定于供应商的实例化代码。大多数 JDO 实现还提供了 JCA 连接器，但通常不需要使用它进行 JTA 集成，一个本地定义的 PersistenceManagerFactory 并正确配置 JTA 事务管理器查找通常就足够了。 DAO 可以通过 Spring bean 引用接收 JDO PersistenceManagerFactory 实例的引用，就像基于 JDBC 的 DAO 接收 JDBC DataSource 的引用一样。 ```xml <bean id="clinicDao" class="org.springframework.samples.petclinic.jdo.JdoClinic"> <property name="persistenceManagerFactory"> <ref bean="persistenceManagerFactory"/> </property> </bean> ``` ## 5. 事务管理 ### 5.1 事务管理方式 在 Spring 环境中，通常不使用 JDO PersistenceManager API 提供的事务处理方式，而是将事务管理委托给 Spring 的通用事务设施，使用通用的 `TransactionTemplate` 或 `TransactionProxyFactoryBean` 进行事务划分。 ### 5.2 后端事务策略 - **`org.s