Java EE 5平臺引入了Java持久化API(Java Persistence API,JPA),它爲Java EE和Java SE應用程序提供了一個基於POJO的持久化模塊。JPA處理關係數據與Java對象之間的映射,它使對象/關係(O/R)映射標準化,JPA已經被廣泛採用,已經成爲事實上的O/R持久化企業標準。
Java EE 6帶來了JPA的最新版本 — JSR 317:Java持久化2.0,JPA 2.0帶來了許多新特性和增強,包括
1、對象/關係映射增強;
2、Java持久化查詢語言增強;
3、一種新的基於標準的查詢API;
4、支持悲觀鎖定。
對象/關係映射增強
JPA 1.0支持集合的映射,但這些集合只能包含實體,JPA 2.0增加了集合映射的基礎數據類型,如String和Integer,以及嵌入式對象的集合。JPA中的嵌入式對象是一個不能存在於它自身的對象,而是作爲父對象的一部分存在,即它的數據不是存在於它自己的表中,而是嵌入在父對象的表中。
JPA 2.0增加了兩個支持新的集合映射的註解:@ElementCollection 和 @CollectionTable。使用@ElementCollection註解指定集合的嵌入式對象,這些集合是獨立存儲在集合表中的,使用@CollectionTable註解指定集合表的詳細信息,如它包含的列。
下面是一個嵌入式類,表示了車輛的訪問服務,它存儲了訪問的日期,描述和費用,此外,車輛可以配備一或多個可選功能,每個功能是FeatureType類型的一個枚舉值。
- public enum FeatureType { AC, CRUISE, PWR, BLUETOOTH, TV, ... }
- @Embeddable
- public class ServiceVisit {
- @Temporal(DATE)
- @Column(name="SVC_DATE")
- Date serviceDate;
- String workDesc;
- int cost;
- }
枚舉值和嵌入式對象可以在一個表示車輛服務歷史的實體中使用,如
- @Entity
- public class Vehicle {
- @Id int vin;
- @ElementCollection
- @CollectionTable(name="VEH_OPTNS")
- . @Column(name="FEAT")
- Set<FeatureType> optionalFeatures;
- @ElementCollection
- @CollectionTable(name="VEH_SVC")
- @OrderBy("serviceDate")
- List<ServiceVisit> serviceHistory;
- ...
- }
Vehicle實體中的第一對註解@ElementCollection 和 @CollectionTable指定FeatureType值存儲在VEH_OPTNS集合表中,第二對註解@ElementCollection 和 @CollectionTable指定ServiceVisit嵌入式對象存儲在VEH_SVC集合表中。
雖然在例子中沒有顯示,@ElementCollection註解有兩個屬性:targetClass 和 fetch。targetClass屬性指定基礎類或嵌入式類的類名,如果字段或屬性是使用泛型定義的,那這兩個屬性是可選的,上面這個例子就是這樣。 Fetch屬性是可選的,它指定集合是延後檢索還是立即檢索,使用javax.persistence.FetchType常量,值分別用LAZY和 EAGER,默認情況下,集合是延後匹配的。
JPA 2.0中還有其它許多關於對象/關係映射的增強,例如,JPA 2.0支持嵌套式嵌入,關係嵌入和有序列表,也增加了新的註解增強映射功能,通過@Access註解更靈活地支持特定的訪問類型,更多用於實體關係的映射選項,如對單向一對多關係的外鍵映射支持,通過@MapsId註解支持派生身份,支持孤體刪除。
Java持久化查詢語言增強
JPA 1.0定義了一個廣泛的Java持久化查詢語言,使用它你可以查詢實體和它們的持久化狀態。JPA 2.0對JPQL做了大量改進,如現在可以在查詢中使用case表達式。在下面的查詢中,如果僱員的評分爲1,則通過乘以1.1對僱員的薪水進行了增長,如果評分爲2,則乘以1.05,其它評分則乘以1.01。
UPDATE Employeee
- SET e.salary =
- CASE WHEN e.rating = 1 THEN e.salary * 1.1
- WHEN e.rating = 2 THEN e.salary * 1.05
- ELSE e.salary * 1.01
- END
JPA 2.0也爲JPQL增加了大量新的運算符,如NULLIF和COALESCE,當數據庫使用其它非空數據解碼時,NULLIF運算符是非常有用的,使用 NULLIF,你可以在查詢中將這些值轉換爲空值,如果參數等於NULLIF,NULLIF會返回空值,否則返回第一個參數的值。
SELECT AVG(NULLIF(e.salary, -99999)) FROM Employeee
COALESCE運算符接收一串參數,從列表中返回第一個非空值,相當於下面的case表達式
value1 IS NOT NULL THEN value1
- WHEN value2 IS NOT NULL THEN value2
- WHEN value3 IS NOT NULL THEN value3
- ...
- ELSE NULL END
COALESCE運算符接收一串參數,從列表中返回第一個非空值,相當於下面的case表達式
SELECT Name, COALESCE(e.work_phone, e.home_phone) phone FROM Employeee
假設employee表包括一個辦公電話號碼和家庭電話號碼列,無電話號碼的列使用空值表示。下面的查詢返回每個僱員的姓名和電話號碼,COALESCE運算符指定查詢返回辦公電話號碼,但如果爲空,則返回家庭電話號碼,如果兩者都爲空,則返回一個空值。
- public class Employee {
- @Id Long Id;
- String firstName;
- String lastName;
- Department dept;
- }
- import javax.persistence.meta,model.StaticMetamodel;
- @Generated("EclipseLink JPA 2.0 Canonical Model Generation"
- @StaticMetamodel(Employee.class)
- public class Employee_ {
- public static volatile SingularAttribute<Employee, Long> id;
- public static volatileSingularAttribute<Employee, String> firstName;
- public static volatile SingularAttribute<Employee, String> lastName;
- public static volatile SingularAttribute<Employee, Department> dept;
- }
此外,JPA 2.0元模型API允許你動態訪問元模型,因此當你使用標準API時,既可以靜態訪問元模型類,也可以動態訪問元模型類。標準API提供了更好的靈活性,既可以使用基於對象的方法,又可以使用基於字符串的方法導航元模型,這意味着你有四種使用標準API的方法
- CriteriaBuilder cb = em.getCriteriaBuilder();
- CriteriaQuery<Customer> cq = cb.createQuery(Customer.class);
注意CriteriaQuery對象是泛型類型,使用CriteriaBuilder 的createQuery方法創建一個CriteriaQuery,併爲查詢結果指定類型。在這個例子中,createQuery 方法的Employee.class參數指定查詢結果類型是Employee。CriteriaQuery對象和創建它們的方法是強類型的。
- CriteriaQuery<Employee> cq = cb.createQuery(Employee.class);
- Root<Employee> emp = cq.from(Employee.class);
當你向CriteriaQuery對象添加一個或多個查詢源後,你訪問元模型,然後構造一個查詢表達式,你如何做取決於你是以靜態方式提交查詢還是以動態方式提交查詢,以及是使用元模型還是字符串導航元模型。下面是一個使用元模型類靜態查詢的例子
cq.select(emp);
- cq.where(cb.equal(emp.get(Employee_.lastName), "Smith"));
- TypedQuery<Employee> query = em.createQuery(cq);
- List<Employee> rows = query.getResultList();
CriteriaQuery接口的select() 和 where()方法指定查詢結果返回的選擇項目。
- CriteriaBuilder cb = em.getCriteriaBuilder();
- CriteriaQuery<Employee> cq = cb.createQuery(Employee.class);
- Root<Employee> emp = cq.from(Employee.class);
- cq.select(emp);
- cq.where(cb.equal(emp.get(Employee_.lastName), "Smith"));
- TypedQuery<Employee> query = em.createQuery(cq);
- List<Employee> rows = query.getResultList();
下面是使用元模型API查詢的動態版本:
EntityManager em = ... ;
- CriteriaBuilder cb = em.getCriteriaBuilder();
- CriteriaQuery<Employee> cq = cb.createQuery(Employee.class);
- Root<Employee> emp = cq.from(Employee.class);
- EntityType<Employee> emp_ = emp.getModel();
- cq.select(emp);
- cq.where(cb.equal(emp.get(emp_.getSingularAttribute("lastName", String.class)),"Smith"));
- TypedQuery<Employee> query=em.createQuery(cq);
- List<Employee> rows=query.getResultList();
使用元模型API的標準查詢提供了與使用規範化元模型相同的類型,但它比基於規範化元模型的查詢更冗長。
Root的getModel()方法返回根對應的元模型實體,它也允許運行時訪問在Employee實體中聲明的持久化屬性。
getSingularAttribute()方法是一個元模型API方法,它返回一個持久化的單值屬性或字段,在這個例子中,它返回值爲Smith 的lastName屬性。下面是使用字符串的元數據導航查詢的靜態版本:
EntityManager em = ... ;
- CriteriaBuilder cb = em.getCriteriaBuilder();
- CriteriaQuery<Employee> cq = cb.createQuery(Employee.class);
- Root<Employee> emp = cq.from(Employee.class);
- cq.select(emp);
- cq.where(cb.equal(emp.get("lastName"), "Smith"));
- TypedQuery query = em.createQuery(cq);
- List <Employee>rows = query.getResultList();
這個基於字符串的方法要相對容易使用些,但卻失去了元模型具有的類型安全。
支持悲觀鎖
鎖是處理數據庫事務併發的一種技術,當兩個或更多數據庫事務併發地訪問相同數據時,鎖可以保證同一時間只有一個事務可以修改數據。
鎖的方法通常有兩種:樂觀鎖和悲觀鎖。樂觀鎖認爲多個併發事務之間很少出現衝突,也就是說不會經常出現同一時間讀取或修改相同數據,在樂觀鎖中,其目標是讓併發事務自由地同時得到處理,而不是發現或預防衝突。兩個事務在同一時刻可以訪問相同的數據,但爲了預防衝突,需要對數據執行一次檢查,檢查自上次讀取數據以來發生的任何變化。
悲觀鎖認爲事務會經常發生衝突,在悲觀鎖中,讀取數據的事務會鎖定數據,在前面的事務提交之前,其它事務都不能修改數據。
JPA 1.0只支持樂觀鎖,你可以使用EntityManager類的lock()方法指定鎖模式的值,可以是READ或WRITE,如
EntityManager em = ... ;
- em.lock (p1, READ);
對於READ鎖模式,JPA實體管理器在事務提交前都會鎖定實體,檢查實體的版本屬性確定實體自上次被讀取以來是否有更新,如果版本屬性被更新了,實體管理器會拋出一個OptimisticLockException異常,並回滾事務。
對於WRITE鎖模式,實體管理器執行和READ鎖模式相同的樂觀鎖操作,但它也會更新實體的版本列。
JPA 2.0增加了6種新的鎖模式,其中兩個是樂觀鎖。JPA 2.0也允許悲觀鎖,並增加了3種悲觀鎖,第6種鎖模式是無鎖。
下面是新增的兩個樂觀鎖模式:
1、OPTIMISTIC:它和READ鎖模式相同,JPA 2.0仍然支持READ鎖模式,但明確指出在新應用程序中推薦使用OPTIMISTIC。
2、OPTIMISTIC_FORCE_INCREMENT:它和WRITE鎖模式相同,JPA 2.0仍然支持WRITE鎖模式,但明確指出在新應用程序中推薦使用OPTIMISTIC_FORCE_INCREMENT。
下面是新增的三個悲觀鎖模式:
1、PESSIMISTIC_READ:只要事務讀實體,實體管理器就鎖定實體,直到事務完成鎖纔會解開,當你想使用重複讀語義查詢數據時使用這種鎖模式,換句話說就是,當你想確保數據在連續讀期間不被修改,這種鎖模式不會阻礙其它事務讀取數據。
2、PESSIMISTIC_WRITE:只要事務更新實體,實體管理器就會鎖定實體,這種鎖模式強制嘗試修改實體數據的事務串行化,當多個併發更新事務出現更新失敗機率較高時使用這種鎖模式。
3、PESSIMISTIC_FORCE_INCREMENT:當事務讀實體時,實體管理器就鎖定實體,當事務結束時會增加實體的版本屬性,即使實體沒有修改。
你也可以指定新的鎖模式NONE,在這種情況下表示沒有鎖發生。
JPA 2.0也提供了多種方法爲實體指定鎖模式,你可以使用EntityManager的lock() 和 find()方法指定鎖模式。此外,EntityManager.refresh()方法可以恢復實體實例的狀態。
下面的代碼顯示了使用PESSIMISTIC_WRITE鎖模式的悲觀鎖
// read
- Part p = em.find(Part.class, pId);
- // lock and refresh before update
- em.refresh(p, PESSIMISTIC_WRITE);
- int pAmount = p.getAmount();
- p.setAmount(pAmount - uCount);
在這個例子中,它首先讀取一些數據,然後應用PESSIMISTIC_WRITE鎖,在更新數據之前調用 EntityManager.refresh()方法,當事務更新實體時,PESSIMISTIC_WRITE鎖鎖定實體,其它事務就不能更新相同的實體,直到前面的事務提交。