【Java设计模式】数据映射器模式：解耦数据存储与业务逻辑

【Java设计模式】数据映射器模式：解耦数据存储与业务逻辑

一、概述

数据映射器模式旨在在数据库和业务逻辑之间创建一个抽象层，使它们能够独立发展。它将数据从数据库对象映射到内存中的数据结构，反之亦然，最大限度地减少应用程序核心逻辑与底层数据库结构之间的直接依赖。这种解耦对于提高Java编程的可维护性和灵活性至关重要。

二、详细解释及实际示例

1. 实际示例：
   • 考虑一个图书馆系统，其中书籍存储在具有复杂关系和各种属性（如标题、作者、出版年份和体裁）的数据库中。在这种情况下，可以使用数据映射器模式将书籍的数据库记录映射到应用程序中的内存对象。数据映射器将处理书籍对象在数据库中的检索、存储和更新，允许应用程序的业务逻辑直接与书籍对象交互，而无需关心底层数据库结构。这种分离使得更改数据库模式而不影响业务逻辑变得更容易，反之亦然。
2. 通俗解释：
   • 数据映射器是一层映射器，它在对象和数据库之间移动数据，同时保持它们相互独立。
3. 维基百科解释：
   • 数据映射器是一个数据访问层，它在持久数据存储（通常是关系数据库）和内存数据表示（领域层）之间执行双向数据传输。该模式的目标是使内存表示和持久数据存储相互独立，并且数据映射器本身也相互独立。当需要在领域层的数据上建模和执行严格的业务流程，而这些流程不能很好地映射到持久数据存储时，这是非常有用的。

三、Java中数据映射器模式的编程示例

数据映射器是一种设计模式，它将内存中的对象与数据库分离。它的职责是在两者之间传输数据，并使它们相互隔离。这种模式促进了单一职责原则和关注点分离。
在数据映射器模块中，使用Student类和StudentDataMapper接口来演示该模式。
Student类是一个简单的POJO（普通老式Java对象），代表学生。它具有学生ID、姓名和年级等属性。

public class Student {private int studentId;private String name;private char grade;//...
}

StudentDataMapper接口定义了可以对Student对象执行的操作。这些操作包括insert、update、delete和find。

public interface StudentDataMapper {void insert(final Student student);void update(final Student student);void delete(final Student student);Optional<Student> find(final int studentId);//...
}

StudentDataMapperImpl类实现了StudentDataMapper接口。它包含与数据库交互的实际逻辑。

public class StudentDataMapperImpl implements StudentDataMapper {//...@Overridepublic void insert(final Student student) {// 将学生插入数据库}@Overridepublic void update(final Student student) {// 更新数据库中的学生}@Overridepublic void delete(final Student student) {// 从数据库中删除学生}@Overridepublic Optional<Student> find(final int studentId) {// 在数据库中查找学生}//...
}

App类包含主方法，演示了StudentDataMapper的使用。它创建一个Student对象，将其插入数据库，查找它，更新它，最后删除它。

public class App {public static void main(final String... args) {final var mapper = new StudentDataMapperImpl();var student = new Student(1, "Adam", 'A');mapper.insert(student);final var studentToBeFound = mapper.find(student.getStudentId());student = new Student(student.getStudentId(), "AdamUpdated", 'A');mapper.update(student);mapper.delete(student);}
}

程序输出：

13:54:29.234 [main] DEBUG com.iluwatar.datamapper.App -- App.main(), student : Student(studentId=1, name=Adam, grade=A), is inserted
13:54:29.237 [main] DEBUG com.iluwatar.datamapper.App -- App.main(), student : Optional[Student(studentId=1, name=Adam, grade=A)], is searched
13:54:29.237 [main] DEBUG com.iluwatar.datamapper.App -- App.main(), student : Student(studentId=1, name=AdamUpdated, grade=A), is updated
13:54:29.238 [main] DEBUG com.iluwatar.datamapper.App -- App.main(), student : Student(studentId=1, name=AdamUpdated, grade=A), is going to be deleted

四、何时在Java中使用数据映射器模式

在以下情况下使用数据映射器：

1. 当需要将内存中的对象与数据库实体解耦，以促进单一职责原则和关注点分离时。
2. 在需要ORM工具来弥合面向对象模型和关系数据库之间差距的应用程序中。
3. 在处理复杂的数据库模式时，直接的数据操作和对象创建会导致繁琐且容易出错的代码。

五、数据映射器模式在Java中的实际应用

1. Java中的ORM框架，如Hibernate。
2. 企业应用程序中的数据访问层，其中业务逻辑和数据库管理保持分离。
3. 需要数据库交互而不将代码绑定到特定数据库实现的应用程序。

六、数据映射器模式的优点和权衡

优点：

1. 通过将持久化逻辑与业务逻辑分离，促进了单一职责原则。
2. 通过集中数据交互逻辑，增强了可维护性和可读性。
3. 提高了应用程序适应数据库模式变化的能力，对业务逻辑的更改最小。

权衡：

1. 通过额外的抽象层引入了复杂性。
2. 由于抽象层的存在，可能会导致性能开销，特别是在大规模应用程序或复杂查询中。
3. 开发人员除了需要学习和理解正在使用的数据库和ORM框架外，还需要学习和理解抽象层。

七、源码下载

数据映射器模式示例代码下载