Java ORM 入门指南 – wiki基地

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Java ORM 入门指南：告别繁琐的数据库操作，拥抱对象化的数据持久化

引言：为什么需要 ORM？理解对象与关系数据库的“阻抗失配”

在现代企业级Java应用开发中，数据持久化是一个核心环节。我们编写的Java程序是面向对象的，数据以对象的形式存在于内存中，拥有复杂的结构、继承关系和行为。然而，用于存储这些数据的传统数据库（如MySQL, PostgreSQL, Oracle等）是关系型的，数据以表格的形式存储，由行和列组成，通过外键建立关联。

这种根本性的差异导致了一个棘手的问题，通常被称为“对象关系阻抗失配”（Object-Relational Impedance Mismatch）。具体体现在：

1. 粒度差异： 一个对象可能需要存储在多个表中，反之亦然。
2. 继承问题： 对象模型支持继承，关系模型不支持。如何在表中表示继承关系？
3. 关联问题： 对象通过引用建立关联，关系数据库通过外键建立关联。两者之间的转换需要额外的代码。
4. 数据类型问题： Java数据类型与数据库SQL数据类型之间的映射。
5. 身份标识问题： 对象通过内存地址或唯一标识符区分，数据库通过主键区分。
6. 查询问题： 我们用面向对象的思维操作对象图，但不得不使用SQL这种面向集合、基于关系代数的语言查询数据。

传统上，为了将Java对象存储到数据库或从数据库读取数据，开发者不得不编写大量的样板代码：

• 手动建立数据库连接。
• 编写SQL语句（INSERT, SELECT, UPDATE, DELETE）。
• 创建 PreparedStatement 或 Statement 对象。
• 设置SQL语句中的参数。
• 执行SQL语句。
• 处理 ResultSet，将数据库行的数据手动映射到Java对象的属性。
• 处理异常。
• 关闭数据库连接和相关资源。

这不仅重复、枯燥，而且容易出错，极大地降低了开发效率，并使得代码难以维护和扩展。

ORM（Object-Relational Mapping） 技术应运而生，它的核心思想是：在面向对象的领域模型和关系数据库之间建立一座桥梁，让开发者可以以面向对象的方式来操作数据库，屏蔽底层SQL和JDBC的复杂性。 ORM框架负责将Java对象映射到数据库表，将对象间的关系映射到表间的关联，将对象的增删改查操作转换为相应的SQL语句并执行。

简而言之，ORM的目标就是：让你可以像操作内存中的Java对象一样操作数据库中的数据。

什么是 ORM？核心概念解析

ORM框架通常包含以下核心概念：

1. 实体（Entity）： 对应数据库中的一个表。在Java中，一个实体通常是一个普通的POJO（Plain Old Java Object），通过特定的注解或XML配置与数据库表进行映射。
2. 映射（Mapping）： 定义实体类中的属性与数据库表中列之间的对应关系，以及实体类之间的关系（如一对一、一对多、多对多）与数据库表之间外键关联的对应关系。这通常通过注解（如JPA注解）或外部配置文件完成。
3. 持久化（Persistence）： 将内存中的对象状态保存到数据库中，或从数据库加载数据到内存中构建对象的过程。ORM框架负责管理这个过程。
4. 持久化上下文（Persistence Context）： ORM框架在内存中管理实体对象的一个区域。在这个上下文中，每个实体对象都有一个唯一的身份标识。ORM框架通过持久化上下文来跟踪实体的状态变化，并在适当的时机同步到数据库。它通常与一个事务或一个会话（Session）关联。
5. 查询语言： ORM框架通常提供一种面向对象的查询语言，允许开发者使用对象属性和类名来编写查询，而不是直接使用SQL。常见的有JPQL（Java Persistence Query Language）和HQL（Hibernate Query Language）。当然，大多数ORM也支持执行原生SQL。

使用 ORM 的优势与劣势

优势：

1. 提高开发效率： 开发者无需编写大量的JDBC和SQL代码，可以将更多精力放在业务逻辑上。通过自动化映射，CRUD（创建、读取、更新、删除）操作变得非常简单。
2. 提升代码可维护性： 数据库操作代码集中在映射配置或注解中，业务逻辑代码更加纯粹。当数据库结构或映射关系发生变化时，修改更加方便。
3. 增强代码可移植性： 许多ORM框架支持多种数据库方言。通过简单的配置切换，应用可以在不同的数据库系统上运行，而无需修改大部分持久化代码。
4. 更好的面向对象编程体验： 开发者可以更自然地使用对象的继承、多态和关联关系，ORM框架负责将其转换为关系数据库的操作。
5. 提供缓存机制： 大多数ORM框架提供一级缓存（持久化上下文级别）和二级缓存（应用级别），可以减少数据库访问次数，提高应用性能。
6. 简化事务管理： ORM框架通常与事务管理框架（如Spring）集成，简化了数据库事务的控制。

劣势：

1. 学习曲线： 理解ORM框架的概念、工作原理和配置需要一定的学习时间。特别是对于复杂映射和性能优化，需要深入理解。
2. 抽象泄露（Abstraction Leakage）： 虽然ORM屏蔽了底层细节，但在某些复杂场景（如复杂的查询、批量操作、性能瓶颈）下，开发者仍然需要了解底层SQL和数据库原理，否则难以调试和优化。
3. 性能问题： ORM在通用性方面付出了代价。对于一些高度优化的SQL查询或特定数据库特性，ORM生成的SQL可能不是最优的。不恰当的使用（如N+1查询问题、过度抓取）可能导致严重的性能问题。
4. 可能引入不必要的开销： ORM框架本身有一定的运行时开销。对于非常简单、数据库操作极少的应用，引入ORM可能显得有些“重”。
5. 对数据库结构的控制减弱： ORM通常更关注对象模型到表的映射，而不是反过来。有时候，为了适应ORM的映射规则，可能会设计出不够最优的数据库结构（尽管好的ORM和开发者应该避免这种情况）。

总的来说，对于大多数中大型的Java应用，ORM带来的效率提升和维护便利性远远 outweigh 了其劣势，是现代Java开发的标准配置。

Java 中的主流 ORM 技术

在Java生态系统中，最主流的ORM技术是基于 JPA（Java Persistence API） 规范的实现。

• JPA (Java Persistence API): JPA是Java EE（现在是Jakarta EE）的一部分，是Oracle（以及后来的Eclipse Foundation）定义的一个标准规范，它定义了对象/关系映射的API和元数据。JPA本身不是一个框架，它只是一套接口和注解，描述了如何进行持久化操作。
• Hibernate: Hibernate是目前最流行、最成熟的JPA 实现 之一。它是一个功能强大、性能优越的开源ORM框架。你可以选择直接使用Hibernate的原生API，但更常见和推荐的方式是将其作为JPA的实现来使用。
• EclipseLink: EclipseLink是另一个流行的JPA实现。它是Eclipse基金会的开源项目。
• Apache OpenJPA: Apache软件基金会的JPA实现。

除了基于JPA的框架，还有一些其他的持久化框架，它们不完全符合或不完全遵循JPA规范，但也很流行：

• MyBatis: MyBatis是一个半ORM或称作SQL Mapper框架。与完全ORM不同，MyBatis需要你手动编写SQL语句，然后将SQL结果集映射到Java对象。它提供了比直接使用JDBC更便捷的参数设置和结果集映射。MyBatis在需要精细控制SQL或者处理复杂、非结构化数据的场景下很受欢迎。

本指南将聚焦于基于JPA规范，并以最流行的实现Hibernate为例进行讲解。

入门 JPA & Hibernate：核心概念与实践

我们将通过一个简单的例子来学习JPA和Hibernate的基本用法：创建一个 Product 实体，并对其进行CRUD操作。

假设我们有一个数据库表 products，结构如下：

sql
CREATE TABLE products (
id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, -- 或其他数据库的自增方式
name VARCHAR(255) NOT NULL,
price DECIMAL(10, 2)
);

步骤 1: 添加依赖

如果你使用Maven，需要在 pom.xml 中添加JPA和Hibernate的依赖。

“`xml

jakarta.persistence
jakarta.persistence-api
3.1.0

org.hibernate.orm
hibernate-core
6.4.4.Final

com.h2database
h2
2.2.224

jakarta.transaction
jakarta.transaction-api
2.0.1

“`

步骤 2: 创建 JPA 实体 (Entity)

创建一个POJO类 Product，使用JPA注解将其映射到数据库表。

“`java
import jakarta.persistence.*; // 导入JPA注解

import java.math.BigDecimal;

@Entity // 标记这是一个JPA实体类
@Table(name = “products”) // 指定映射的数据库表名，如果类名和表名一致，可以省略
public class Product {

@Id // 标记这是主键
@GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY) // 配置主键生成策略，IDENTITY表示数据库自增
private Long id;

@Column(name = "name", nullable = false, length = 255) // 标记属性映射的列，nullable=false表示列不允许为空
private String name;

@Column(name = "price")
private BigDecimal price;

// JPA规范要求实体类有一个无参构造函数（可以是私有的，但通常是public或protected）
public Product() {
}

public Product(String name, BigDecimal price) {
    this.name = name;
    this.price = price;
}

// Getters and Setters
public Long getId() {
    return id;
}

// ID通常由数据库生成，所以通常不提供setId方法（或者提供private/protected方法）
// public void setId(Long id) { this.id = id; }

public String getName() {
    return name;
}

public void setName(String name) {
    this.name = name;
}

public BigDecimal getPrice() {
    return price;
}

public void setPrice(BigDecimal price) {
    this.price = price;
}

@Override
public String toString() {
    return "Product{" +
           "id=" + id +
           ", name='" + name + '\'' +
           ", price=" + price +
           '}';
}

}
“`

注解解释：

• @Entity: 必不可少，标记这个类是一个JPA实体，会被EntityManager管理。
• @Table: 可选，用于指定实体映射的数据库表名。如果类名（不含包名）与表名一致，可以省略。
• @Id: 必不可少，标记实体的主键。
• @GeneratedValue: 配置主键的生成策略。GenerationType.IDENTITY 表示依靠数据库自身的自增功能生成主键（如MySQL的AUTO_INCREMENT）。其他策略包括 AUTO (ORM自动选择)、SEQUENCE (序列，如Oracle)、TABLE (通过一个专门的表模拟序列)。
• @Column: 可选，用于指定属性映射的数据库列名，以及列的特性（如是否可空 nullable，长度 length，精度 precision 和标度 scale 等）。如果属性名与列名一致，可以省略。
• 无参构造函数：JPA实现（如Hibernate）在从数据库加载数据时，需要通过反射创建实体类的实例，因此需要一个无参构造函数。
• Getters/Setters：ORM通过Getter和Setter方法或直接访问字段来读写属性值，通常建议提供公有的Getter和Setter。

步骤 3: 配置 JPA (persistence.xml)

JPA的配置主要通过 META-INF/persistence.xml 文件完成。这个文件定义了一个或多个 持久化单元（Persistence Unit）。每个持久化单元是一组实体类和一个数据源配置的集合。

在 src/main/resources/META-INF 目录下创建 persistence.xml 文件：

“`xml

<!-- 定义一个持久化单元，name是唯一标识符 -->
<persistence-unit name="my-jpa-unit" transaction-type="RESOURCE_LOCAL">
    <!--
        transaction-type="RESOURCE_LOCAL":
        表示事务由应用代码或外部框架（如Spring）管理，适用于Java SE环境或简单的Java EE应用。
        transaction-type="JTA":
        表示事务由JTA事务管理器管理，适用于Java EE容器环境。
    -->

    <!-- 指定JPA实现供应商，Hibernate为例 -->
    <provider>org.hibernate.jpa.HibernatePersistenceProvider</provider>

    <!-- 列出持久化单元管理的实体类，如果没有列出，JPA实现会扫描classpath下的@Entity类 -->
    <!-- <class>com.example.Product</class> -->

    <!-- 数据库连接和其他供应商特定的属性 -->
    <properties>
        <!-- 数据库连接属性 -->
        <property name="jakarta.persistence.jdbc.driver" value="org.h2.Driver"/>
        <property name="jakarta.persistence.jdbc.url" value="jdbc:h2:mem:testdb;DB_CLOSE_DELAY=-1;MODE=MySQL"/> <!-- H2内存数据库，testdb是数据库名，DB_CLOSE_DELAY=-1表示JVM不关闭时数据库不关闭，MODE=MySQL兼容模式 -->
        <property name="jakarta.persistence.jdbc.user" value="sa"/>
        <property name="jakarta.persistence.jdbc.password" value=""/>

        <!-- Hibernate特定的属性 -->
        <property name="hibernate.dialect" value="org.hibernate.dialect.H2Dialect"/> <!-- 数据库方言 -->
        <property name="hibernate.show_sql" value="true"/> <!-- 是否打印SQL到控制台 -->
        <property name="hibernate.format_sql" value="true"/> <!-- 是否格式化打印的SQL -->
        <property name="hibernate.hbm2ddl.auto" value="update"/> <!-- DDL自动生成策略 -->
        <!--
            hibernate.hbm2ddl.auto 可选值：
            validate: 验证数据库 schema，不修改
            update: 更新数据库 schema
            create: 创建数据库 schema，每次运行都会删除原有表
            create-drop: 创建数据库 schema，JVM 关闭时删除
        -->
    </properties>
</persistence-unit>

“`

persistence.xml 解释：

• <persistence>: 根元素。
• <persistence-unit>: 定义一个持久化单元。name 属性是必需的，用于在代码中引用此单元。transaction-type 指定事务管理方式。
• <provider>: 指定使用哪个JPA实现类。
• <class>: 可选，如果实体类不在默认的扫描路径下，需要在此列出。通常情况下，如果实体类在 persistence.xml 所在的JAR或目录中，并且有 @Entity 注解，JPA实现会自动发现。
• <properties>: 包含数据库连接信息和JPA实现特定的配置属性。属性名通常以 jakarta.persistence. 开头（JPA标准属性）或以供应商前缀开头（如 hibernate.）。
  • jakarta.persistence.jdbc.*: 标准的JDBC连接属性。
  • hibernate.dialect: 指定数据库方言，Hibernate会根据方言生成针对特定数据库优化的SQL。
  • hibernate.show_sql, hibernate.format_sql: 用于调试，打印生成的SQL。
  • hibernate.hbm2ddl.auto: 非常方便（但需要谨慎使用）的属性，控制Hibernate如何自动生成或更新数据库schema。在开发阶段使用 update 或 create-drop 比较方便，但在生产环境通常设置为 validate 或手动管理schema。

步骤 4: 使用 EntityManager 进行 CRUD 操作

JPA的核心API是 EntityManagerFactory 和 EntityManager。

• EntityManagerFactory: 负责创建 EntityManager 实例，通常一个应用对应一个 EntityManagerFactory，它是重量级对象，创建开销较大，应该在应用启动时创建并缓存。
• EntityManager: 是进行持久化操作的核心接口。它代表了与持久化上下文的交互。EntityManager 是轻量级对象，不是线程安全的，通常在每个请求、每个事务或每个工作单元中创建和使用，然后关闭。

下面是一个简单的示例代码，演示如何使用 EntityManager 对 Product 实体进行CRUD操作：

“`java
import jakarta.persistence.EntityManager;
import jakarta.persistence.EntityManagerFactory;
import jakarta.persistence.Persistence;
import jakarta.persistence.TypedQuery;

import java.math.BigDecimal;
import java.util.List;

public class ProductDao {

// EntityManagerFactory 在应用生命周期内通常只需要一个实例
private static EntityManagerFactory emf;

// 静态初始化块，在类加载时创建 EntityManagerFactory
static {
    try {
        // "my-jpa-unit" 是 persistence.xml 中定义的持久化单元的名称
        emf = Persistence.createEntityManagerFactory("my-jpa-unit");
    } catch (Throwable ex) {
        throw new ExceptionInInitializerError(ex);
    }
}

// 获取一个新的 EntityManager 实例
public static EntityManager getEntityManager() {
    return emf.createEntityManager();
}

// 关闭 EntityManagerFactory（在应用关闭时调用）
public static void closeEntityManagerFactory() {
    if (emf != null && emf.isOpen()) {
        emf.close();
    }
}

// --- CRUD Operations ---

// Create (保存实体)
public void saveProduct(Product product) {
    EntityManager em = getEntityManager();
    em.getTransaction().begin(); // 开始事务
    try {
        em.persist(product); // 将实体对象的状态持久化到数据库
        em.getTransaction().commit(); // 提交事务
    } catch (Exception e) {
        em.getTransaction().rollback(); // 回滚事务
        e.printStackTrace();
        throw new RuntimeException("Error saving product", e);
    } finally {
        em.close(); // 关闭 EntityManager
    }
}

// Read (根据ID查找实体)
public Product findProductById(Long id) {
    EntityManager em = getEntityManager();
    try {
        // find(实体类.class, 主键值) 方法根据主键查找实体
        Product product = em.find(Product.class, id);
        return product; // 如果找不到则返回 null
    } finally {
        em.close();
    }
}

// Read (查找所有实体) - 使用 JPQL 查询
public List<Product> findAllProducts() {
    EntityManager em = getEntityManager();
    try {
        // 创建一个 TypedQuery，用于执行 JPQL 查询
        // JPQL 使用实体类名和属性名，而不是表名和列名
        TypedQuery<Product> query = em.createQuery("SELECT p FROM Product p", Product.class);
        return query.getResultList(); // 执行查询并返回结果列表
    } finally {
        em.close();
    }
}

// Update (更新实体)
public void updateProduct(Product product) {
    EntityManager em = getEntityManager();
    em.getTransaction().begin();
    try {
        // merge 方法将游离态（Detached）的实体合并到持久化上下文中
        // 如果实体ID已存在，则更新数据库记录；如果不存在，则插入新记录
        // find 方法获取的是持久化态（Managed）实体，对其修改后提交事务时会自动同步到数据库
        // 这里演示merge，通常用于更新从数据库加载出来后又脱离了Persistence Context的实体
         em.merge(product);
        em.getTransaction().commit();
    } catch (Exception e) {
        em.getTransaction().rollback();
        e.printStackTrace();
        throw new RuntimeException("Error updating product", e);
    } finally {
        em.close();
    }
}

// Delete (删除实体)
public void deleteProduct(Long id) {
    EntityManager em = getEntityManager();
    em.getTransaction().begin();
    try {
        // 先根据ID找到实体，实体必须是持久化态才能删除
        Product product = em.find(Product.class, id);
        if (product != null) {
            em.remove(product); // 从数据库中删除实体
        }
        em.getTransaction().commit();
    } catch (Exception e) {
        em.getTransaction().rollback();
        e.printStackTrace();
        throw new RuntimeException("Error deleting product", e);
    } finally {
        em.close();
    }
}

// --- Main method for demonstration ---
public static void main(String[] args) {
    ProductDao productDao = new ProductDao();

    // 创建并保存产品
    Product newProduct = new Product("Laptop", new BigDecimal("1200.50"));
    System.out.println("Saving new product: " + newProduct);
    productDao.saveProduct(newProduct);
    System.out.println("Product saved with ID: " + newProduct.getId());

    // 根据ID查找产品
    Long savedProductId = newProduct.getId();
    Product foundProduct = productDao.findProductById(savedProductId);
    System.out.println("Found product: " + foundProduct);

    // 更新产品
    if (foundProduct != null) {
        foundProduct.setPrice(new BigDecimal("1150.00"));
        System.out.println("Updating product: " + foundProduct);
        productDao.updateProduct(foundProduct);
        Product updatedProduct = productDao.findProductById(savedProductId);
        System.out.println("Updated product: " + updatedProduct);
    }

    // 查询所有产品
    System.out.println("All products:");
    List<Product> allProducts = productDao.findAllProducts();
    for (Product p : allProducts) {
        System.out.println(p);
    }

    // 删除产品
    if (savedProductId != null) {
        System.out.println("Deleting product with ID: " + savedProductId);
        productDao.deleteProduct(savedProductId);
        Product deletedCheck = productDao.findProductById(savedProductId);
        System.out.println("Product after deletion: " + deletedCheck); // Should be null
    }

    // 关闭 EntityManagerFactory
    closeEntityManagerFactory();
    System.out.println("EntityManagerFactory closed.");
}

}
“`

代码解释：

• EntityManagerFactory emf = Persistence.createEntityManagerFactory("my-jpa-unit");: 创建 EntityManagerFactory 实例，参数是 persistence.xml 中的持久化单元名称。这是重量级操作，通常只执行一次。
• EntityManager em = emf.createEntityManager();: 从工厂获取 EntityManager 实例。这是轻量级操作，每次需要进行持久化操作时创建。
• em.getTransaction().begin();: 开始一个数据库事务。所有的持久化操作都应该在事务中进行。
• em.persist(entity);: 将一个新的实体对象纳入持久化上下文管理，准备将其插入数据库。
• em.find(EntityClass.class, primaryKey);: 根据主键从数据库查找实体，并返回一个持久化态的实体对象（如果找到）。
• em.createQuery(jpqlString, ResultClass.class);: 创建一个JPQL查询。
• query.getResultList();: 执行查询并返回结果列表。
• em.merge(entity);: 合并实体状态。如果传入的是一个游离态实体（Detached，即从数据库加载出来后，创建其的EntityManager已经关闭），merge 会在当前Persistence Context中查找或创建一个具有相同标识的新实体，并将游离态实体的状态复制过去。最后返回这个新的持久化态实体。如果是持久化态实体，merge 什么也不做。
• em.remove(entity);: 将一个持久化态的实体从数据库中删除。注意，必须是持久化态实体才能调用 remove。
• em.getTransaction().commit();: 提交事务。在事务提交时，ORM框架会将持久化上下文中所有已修改、新增、删除的实体同步到数据库。
• em.getTransaction().rollback();: 回滚事务，撤销所有未提交的数据库操作。
• em.close();: 关闭 EntityManager。这会将Persistence Context中的所有实体变为游离态（Detached）。EntityManager 不再可用。

步骤 5: 关系映射入门 (一对多为例)

实际应用中，实体之间往往存在关联关系。JPA提供了注解来表达这些关系。以一个简单的“订单（Order）”和“订单项（OrderItem）”之间的一对多关系为例：一个订单可以包含多个订单项。

Order 实体：

“`java
import jakarta.persistence.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

@Entity
@Table(name = “orders”)
public class Order {
@Id
@GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
private Long id;

// ... 其他订单属性 ...

@OneToMany(mappedBy = "order", // mappedBy 指明了 OrderItem 中哪个字段是外键，指向 Order
           cascade = CascadeType.ALL, // 配置级联操作，比如删除Order时，级联删除所有关联的OrderItem
           orphanRemoval = true) // 当从集合中移除OrderItem时，也从数据库中删除该OrderItem
private List<OrderItem> items = new ArrayList<>(); // 使用 List 来存储 OrderItem 集合

public Order() {}
// ... constructors, getters, setters ...

public Long getId() { return id; }

public List<OrderItem> getItems() { return items; }
public void setItems(List<OrderItem> items) { this.items = items; }

// 添加方便方法，用于在 Order 中添加 OrderItem，并维护双向关系
public void addItem(OrderItem item) {
    items.add(item);
    item.setOrder(this); // 设置 OrderItem 中的 order 引用
}

public void removeItem(OrderItem item) {
    items.remove(item);
    item.setOrder(null); // 移除 OrderItem 中的 order 引用
}

// ... toString() ...

}
“`

OrderItem 实体：

“`java
import jakarta.persistence.*;
import java.math.BigDecimal;

@Entity
@Table(name = “order_items”)
public class OrderItem {
@Id
@GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
private Long id;

// ... 其他订单项属性 (如 product, quantity, price) ...
private String product;
private int quantity;
private BigDecimal price;

@ManyToOne // 标记这是多的一方，Many OrderItems map to One Order
@JoinColumn(name = "order_id", nullable = false) // 指定在 order_items 表中生成的外键列名
private Order order; // 引用 One 的一方

public OrderItem() {}
// ... constructors, getters, setters ...

public Long getId() { return id; }
public String getProduct() { return product; }
public void setProduct(String product) { this.product = product; }
public int getQuantity() { return quantity; }
public void setQuantity(int quantity) { this.quantity = quantity; }
public BigDecimal getPrice() { return price; }
public void setPrice(BigDecimal price) { this.price = price; }

public Order getOrder() { return order; }
public void setOrder(Order order) { this.order = order; }

// ... toString() ...

}
“`

关系映射注解解释：

• @OneToMany: 在“一”的一方 (Order) 使用。表示一个Order可以对应多个OrderItem。
  • mappedBy = "order": 重要！ 在关系的双向维护中，通常有一方是关系的“拥有者”，另一方是“反转方”。mappedBy 属性用在关系的“反转方”（通常是“一”的一方），它指向关系的拥有者实体中对应的属性名。在这里，OrderItem 是关系的拥有者（因为它有外键 order_id），Order 是反转方。mappedBy="order" 指明了 OrderItem 实体中的 order 属性是维护这个关系的字段。
  • cascade: 指定级联操作。CascadeType.ALL 意味着对 Order 进行 persist, merge, remove, refresh, detach 等操作时，也会对关联的 OrderItem 执行相应的操作。例如，保存 Order 会级联保存其所有 OrderItem。删除 Order 会级联删除其所有 OrderItem。
  • orphanRemoval = true: 当一个 OrderItem 从 Order 的 items 集合中移除时，如果这个 OrderItem 不再被其他 Order 引用（成为孤儿），则会从数据库中删除它。这通常用于 OneToMany 和 OneToOne 关系。
• @ManyToOne: 在“多”的一方 (OrderItem) 使用。表示多个 OrderItem 可以对应一个 Order。
  • @JoinColumn(name = "order_id", nullable = false): 指定在 OrderItem 对应的数据库表 (order_items) 中创建外键列，列名为 order_id，指向 Order 表的主键。nullable = false 表示每个 OrderItem 都必须关联到一个 Order。
• 双向关系的维护：在双向关系中，为了数据的同步性和避免意外行为，当添加或移除关联实体时，需要在关系的两端都更新引用。例如，在 Order.addItem() 方法中，不仅将 item 添加到 items 集合，还调用 item.setOrder(this)。

步骤 6: 查询语言 – JPQL

JPQL (Java Persistence Query Language) 是一种面向对象的查询语言，用于在数据库中执行查询。它的语法与SQL非常相似，但操作的是实体类及其属性，而不是数据库表和列。

基本语法：

“`jpql
— 从实体类中查询所有实例
SELECT e FROM EntityName e

— 根据条件查询
SELECT e FROM EntityName e WHERE e.attribute = value

— 带参数的查询
SELECT e FROM EntityName e WHERE e.attribute = :parameterName

— 多表关联查询 (基于实体间的关联关系)
SELECT o FROM Order o JOIN o.items item WHERE item.product = ‘Laptop’

— 投影查询 (只选择部分属性)
SELECT e.id, e.name FROM EntityName e

— 聚合函数
SELECT COUNT(e) FROM EntityName e
SELECT AVG(e.price) FROM EntityName e
“`

在 EntityManager 中使用 JPQL：

“`java
// 创建 TypedQuery
TypedQuery query = em.createQuery(“SELECT p FROM Product p WHERE p.price > :minPrice”, Product.class);

// 设置参数
query.setParameter(“minPrice”, new BigDecimal(“100.00”));

// 执行查询
List resultList = query.getResultList(); // 获取结果列表
Product singleResult = query.getSingleResult(); // 获取单个结果，如果没有结果或结果多于一个会抛异常
query.getSingleResultOrNull(); // 获取单个结果或 null (JPA 2.2+)
“`

步骤 7: 事务管理

数据库操作必须在事务中进行，以保证数据的一致性和完整性。如前面的示例所示，在Java SE环境中，你可以手动通过 EntityManager.getTransaction().begin(), commit(), rollback() 来管理事务。

在Java EE容器（如WildFly, GlassFish）或Spring框架中，通常使用声明式事务管理，通过 @Transactional 注解或XML配置来自动化事务的开启、提交和回滚，这大大简化了代码。

步骤 8: 了解实体状态和持久化上下文

理解实体的生命周期状态以及它们在持久化上下文中的行为对于正确使用JPA非常重要：

1. New (Transient / 新建态): 刚刚创建的Java对象，还没有关联到任何 EntityManager，也没有在数据库中对应的记录。
   java
Product newProduct = new Product("TV", new BigDecimal("800.00")); // New 状态
2. Managed (Persistent / 持久化态): 实体对象已经被纳入持久化上下文管理，并且在数据库中有对应的记录。通过 persist(), find(), merge() (当目标实体已在数据库中存在时) 方法可以使实体进入Managed状态。在事务提交时，ORM框架会检查Managed状态实体的变化并同步到数据库（脏检查）。
   java
em.persist(newProduct); // newProduct 进入 Managed 状态
Product foundProduct = em.find(Product.class, 1L); // foundProduct 进入 Managed 状态
3. Detached (游离态): 实体对象在数据库中有对应的记录，但它不再被当前的持久化上下文管理。当 EntityManager 被关闭或实体被 detach() 方法分离时，实体会进入Detached状态。对Detached状态的实体所做的修改不会自动同步到数据库。
   java
em.close(); // newProduct 和 foundProduct 进入 Detached 状态
em.detach(foundProduct); // foundProduct 进入 Detached 状态
4. Removed (移除态): 实体对象已经被标记为即将从数据库中删除。通过 remove() 方法可以将Managed状态的实体变为Removed状态。在事务提交时，Removed状态的实体将从数据库中删除。
   java
em.remove(foundProduct); // foundProduct 进入 Removed 状态 (必须先是 Managed 状态)

持久化上下文是Managed状态实体“居住”的地方。它像一个缓存，存储了当前正在操作的实体。ORM框架利用持久化上下文来实现：

• 身份标识一致性： 在同一个持久化上下文中，通过 find() 或查询获取的同一个数据库记录总是对应同一个Java对象实例。
• 脏检查（Dirty Checking）： ORM框架会自动检测Managed状态实体属性的变化，并在事务提交时自动生成UPDATE语句，无需显式调用 update() 方法（JPA没有显式的 update() 方法，通常通过 merge() 或直接修改Managed实体来实现更新）。

进一步学习方向

本指南只是一个入门。要精通Java ORM，你还需要深入学习：

• 更复杂的关系映射： 多对多 (@ManyToMany)，嵌入式对象 (@Embeddable, @Embedded)，单表继承 (@Inheritance(strategy = SINGLE_TABLE)), 连接表继承 (JOINED), 逐类继承 (TABLE_PER_CLASS)。
• 高级查询： JPQL的更多特性（投影、分组、排序、子查询），Criteria API（类型安全的动态查询），原生SQL查询。
• 性能优化： N+1查询问题及其解决方案（Fetch Join, Entity Graphs），懒加载（Lazy Loading）和急加载（Eager Loading），批量操作，二级缓存配置和使用。
• 并发与锁： 理解JPA/Hibernate中的锁机制（乐观锁 @Version, 悲观锁）。
• 事务管理框架集成： 如何在Spring等框架中更好地使用JPA进行事务管理。
• JPA/Hibernate 事件监听器。
• 供应商特定的特性： 了解你所使用的JPA实现（如Hibernate）提供的独有特性和优化选项。

总结

ORM技术是Java持久化领域的基石。它通过将对象模型映射到关系模型，极大地简化了数据库操作，提高了开发效率和代码可维护性。JPA作为Java的标准，提供了一套统一的API，而Hibernate是目前最主流、功能最强大的JPA实现。

通过理解实体、映射、持久化上下文、EntityManager、事务以及JPQL等核心概念，并结合实践，你就能开始在Java应用中有效地使用ORM进行数据持久化。虽然入门可能需要一些努力来适应新的思维方式和API，但一旦掌握，你将告别手动编写JDBC代码的枯燥，更专注于构建富有价值的业务逻辑。

希望这篇详细的入门指南对你有所帮助！祝你在Java ORM的学习旅程中顺利前行。

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