Hibernate详解

核心API

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Hibernate的API一共有6个，分别为:Session、SessionFactory、Transaction、Query、Criteria和Configuration。通过这些接口，可以对持久化对象进行存取、事务控制。

Session

Session接口负责执行被持久化对象的CRUD操作(CRUD的任务是完成与数据库的交流，包含了很多常见的SQL语句)。但需要注意的是Session对象是非线程安全的。同时，Hibernate的session不同于JSP应用中的HttpSession。这里当使用session这个术语时，其实指的是Hibernate中的session，而以后会将HttpSession对象称为用户session。

SessionFactory

SessionFactory接口负责初始化Hibernate。它充当数据存储源的代理，并负责创建Session对象。这里用到了工厂模式。需要注意的是SessionFactory并不是轻量级的，因为一般情况下，一个项目通常只需要一个SessionFactory就够，当需要操作多个数据库时，可以为每个数据库指定一个SessionFactory。

Transaction

Transaction 接口是一个可选的API，可以选择不使用这个接口，取而代之的是Hibernate 的设计者自己写的底层事务处理代码。 Transaction 接口是对实际事务实现的一个抽象，这些实现包括JDBC的事务、JTA 中的UserTransaction、甚至可以是CORBA 事务。之所以这样设计是能让开发者能够使用一个统一事务的操作界面，使得自己的项目可以在不同的环境和容器之间方便地移植。

Query

Query接口让你方便地对数据库及持久对象进行查询，它可以有两种表达方式：HQL语言或本地数据库的SQL语句。Query经常被用来绑定查询参数、限制查询记录数量，并最终执行查询操作。

Criteria

Criteria接口与Query接口非常类似，允许创建并执行面向对象的标准化查询。值得注意的是Criteria接口也是轻量级的，它不能在Session之外使用。

Configuration

Configuration 类的作用是对Hibernate 进行配置，以及对它进行启动。在Hibernate 的启动过程中，Configuration 类的实例首先定位映射文档的位置，读取这些配置，然后创建一个SessionFactory对象。虽然Configuration 类在整个Hibernate 项目中只扮演着一个很小的角色，但它是启动hibernate 时所遇到的第一个对象。

版本

Hibernate版本

Hibernate版本更新速度很快，目前为止有多个阶段性的版本：Hibernate3，Hibernate4和Hibernate5，这一点程序员从其Jar文件名便可以看出来。目前(2018-01-10)最新发布的版本是Hibernate ORM 5.2.12.Final Released。

Hibernate2系列的最高版本是Hibernate2.1.8，Hibernate3系列的最高版本是hibernate-distribution-3.6.10.Final-dist版，但使用较多且较稳定的版本是Hibernate 3.1.3或Hibernate 3.1.2。

另外，自Hibernate3发布以来，其产品线愈加成熟，相继出现了Hibernate注释、Hibernate实体管理器、Hibernate插件工具等一系列产品套件。在方便程序员使用Hibernate进行应用程序的开发的同时，也逐渐增强了Hibernate产品线的实力。

目前Hibernate已经出现了4.0以及5.0的版本

包的作用

net.sf.hibernate.*

该包的类基本上都是接口类和异常类

net.sf.hibernate.cache.*

JCS的实现类

net.sf.hibernate.cfg.*

配置文件读取类

net.sf.hibernate.collection.*

Hibernate集合接口实现类，例如List，Set，Bag等等，Hibernate之所以要自行编写集合接口实现类是为了支持lazy loading

net.sf.hibernate.connection.*

几个数据库连接池的Provider

net.sf.hibernate.dialect.*

支持多种数据库特性，每个Dialect实现类代表一种数据库，描述了该数据库支持的数据类型和其它特点，例如是否有AutoIncrement，是否有Sequence，是否有分页sql等等

net.sf.hibernate. eg.*

Hibernate文档中用到的例子

net.sf.hibernate.engine.*

这个包的类作用比较散

net.sf.hibernate.expression.*

HQL支持的表达式

net.sf.hibernate.hq.*

HQL实现

net.sf.hibernate. id.*

ID生成器

net.sf.hibernate.impl.*

最核心的包，一些重要接口的实现类，如Session，SessionFactory，Query等

net.sf.hibernate.jca.*

JCA支持，把Session包装为支持JCA的接口实现类

net.sf.hibernate.jmx.*

JMX是用来编写App Server的管理程序的，大概是JMX部分接口的实现，使得App Server可以通过JMX接口管理Hibernate

net.sf.hibernate.loader.*

也是很核心的包，主要是生成sql语句的

net.sf.hibernate.lob.*

Blob和Clob支持

net.sf.hibernate.mapping.*

hbm文件的属性实现

net.sf.hibernate.metadata.*

PO的Meta实现

net.sf.hibernate.odmg.*

ODMG是一个ORM标准，这个包是ODMG标准的实现类

net.sf.hibernate.persister.*

核心包，实现持久对象和表之间的映射

net.sf.hibernate.proxy.*

Proxy和Lazy Loading支持

net.sf.hibernate. ps.*

该包是PreparedStatment Cache

net.sf.hibernate.sql.*

生成JDBC sql语句的包

net.sf.hibernate.test.*

测试类，你可以用junit来测试Hibernate

net.sf.hibernate.tool.hbm2ddl.*

用hbm配置文件生成DDL

net.sf.hibernate.transaction.*

Hibernate Transaction实现类

net.sf.hibernate.type.*

Hibernate中定义的持久对象的属性的数据类型

net.sf.hibernate.util.*

一些工具类，作用比较散

net.sf.hibernate.xml.*

XML数据绑定

缓存管理

Hibernate 中提供了两级Cache（高速缓冲存储器），第一级别的缓存是Session级别的缓存，它是属于事务范围的缓存。这一级别的缓存由hibernate管理的，一般情况下无需进行干预；第二级别的缓存是SessionFactory级别的缓存，它是属于进程范围或集群范围的缓存。这一级别的缓存可以进行配置和更改，并且可以动态加载和卸载。 Hibernate还为查询结果提供了一个查询缓存，它依赖于第二级缓存。

第一级缓存 第二级缓存 存放数据的形式 相互关联的持久化对象的散装数据 缓存的范围

事务范围，每个事务都有单独的第一级缓存进程范围或集群范围，缓存被同一个进程或集群范围内的所有事务共享 并发访问策略由于每个事务都拥有单独的第一级缓存，不会出现并发问题，无需提供并发访问策略由于多个事务会同时访问第二级缓存中相同数据，因此必须提供适当的并发访问策略，来保证特定的事务隔离级别数据过期策略没有提供数据过期策略。处于一级缓存中的对象永远不会过期，除非应用程序显式清空缓存或者清除特定的对象必须提供数据过期策略，如基于内存的缓存中的对象的最大数目，允许对象处于缓存中的最长时间，以及允许对象处于缓存中的最长空闲时间。

物理存储介质内存和硬盘 对象的散装数据首先存放在基于内存的缓存中，当内存中对象的数目达到数据过期策略中指定上限时，就会把其余的对象写入基于硬盘的缓存中。

缓存的软件实现 在Hibernate的Session的实现中包含了缓存的实现由第三方提供，Hibernate仅提供了缓存适配器(CacheProvider)。用于把特定的缓存插件集成到Hibernate中。启用缓存的方式只要应用程序通过Session接口来执行保存、更新、删除、加载和查询数据库数据的操作，Hibernate就会启用第一级缓存，把数据库中的数据以对象的形式拷贝到缓存中，对于批量更新和批量删除操作，如果不希望启用第一级缓存，可以绕过Hibernate API，直接通过JDBC　API来执行指操作。用户可以在单个类或类的单个集合的粒度上配置第二级缓存。如果类的实例被经常读但很少被修改，就可以考虑使用第二级缓存。只有为某个类或集合配置了第二级缓存，Hibernate在运行时才会把它的实例加入到第二级缓存中。          用户管理缓存的方式第一级缓存的物理介质为内存，由于内存容量有限，必须通过恰当的检索策略和检索方式来限制加载对象的数目。Session的evict()方法可以显式清空缓存中特定对象，但这种方法不值得推荐。 第二级缓存的物理介质可以是内存和硬盘，因此第二级缓存可以存放大量的数据，数据过期策略的maxElementsInMemory属性值可以控制内存中的对象数目。管理第二级缓存主要包括两个方面：选择需要使用第二级缓存的持久类，设置合适的并发访问策略：选择缓存适配器，设置合适的数据过期策略。

一级缓存

当应用程序调用Session的save()、update()、saveOrUpdate()、get()或load()，以及调用查询接口的 list()、iterate()或filter()方法时，如果在Session缓存中还不存在相应的对象，Hibernate就会把该对象加入到第一级缓存中。当清理缓存时，Hibernate会根据缓存中对象的状态变化来同步更新数据库。 Session为应用程序提供了两个管理缓存的方法： evict(Object obj)：从缓存中清除参数指定的持久化对象。 clear()：清空缓存中所有持久化对象。

二级缓存

3.1. Hibernate的二级缓存策略的一般过程如下：

1) 条件查询的时候，总是发出一条select * from table_name where …. （选择所有字段）这样的SQL语句查询数据库，一次获得所有的数据对象。

2) 把获得的所有数据对象根据ID放入到第二级缓存中。

3) 当Hibernate根据ID访问数据对象的时候，首先从Session一级缓存中查；查不到，如果配置了二级缓存，那么从二级缓存中查；查不到，再查询数据库，把结果按照ID放入到缓存。

4) 删除、更新、增加数据的时候，同时更新缓存。

Hibernate的二级缓存策略，是针对于ID查询的缓存策略，对于条件查询则毫无作用。为此，Hibernate提供了针对条件查询的Query Cache。

3.2. 什么样的数据适合存放到第二级缓存中？ 1 很少被修改的数据 2 不是很重要的数据，允许出现偶尔并发的数据 3 不会被并发访问的数据 4 参考数据,指的是供应用参考的常量数据，它的实例数目有限，它的实例会被许多其他类的实例引用，实例极少或者从来不会被修改。

3.3. 不适合存放到第二级缓存的数据？ 1 经常被修改的数据 2 财务数据，绝对不允许出现并发 3 与其他应用共享的数据。

3.4. 常用的缓存插件 Hibernater 的二级缓存是一个插件，下面是几种常用的缓存插件：

EhCache：可作为进程范围的缓存，存放数据的物理介质可以是内存或硬盘，对Hibernate的查询缓存提供了支持。

OSCache：可作为进程范围的缓存，存放数据的物理介质可以是内存或硬盘，提供了丰富的缓存数据过期策略，对Hibernate的查询缓存提供了支持。

SwarmCache：可作为群集范围内的缓存，但不支持Hibernate的查询缓存。

JBossCache：可作为群集范围内的缓存，支持事务型并发访问策略，对Hibernate的查询缓存提供了支持。

上述4种缓存插件的对比情况列于表9-3中。

表9-3 4种缓存插件的对比情况

它们的提供器列于表9-4中。

表9-4 缓存策略的提供器

在默认情况下，Hibernate使用EhCache进行JVM级别的缓存。用户可以通过设置Hibernate配置文件中的hibernate.cache.provider_class的属性，指定其他的缓存策略，该缓存策略必须实现org.hibernate.cache.CacheProvider接口。

3.5. 配置二级缓存的主要步骤：

1) 选择需要使用二级缓存的持久化类，设置它的命名缓存的并发访问策略。这是最值得认真考虑的步骤。

2) 选择合适的缓存插件，然后编辑该插件的配置文件。

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