Question

Hibernate框架ORM的实现原理?

Answer 1

东方标准国际软件专业讲师，曾经负责过的重大的大型项目包括：全军武器装备

质量管理系统、全军办公自动化系统、日本NTT电信管理系统等。主要著作包括

《ASP.NET开发答疑200问》《ASP.NET开发实例导航》等。毕业于北京大学计算

机专业。

1. 什么是ORM

ORM的全称是Object Relational Mapping，即对象关系映射。它的实现思想就是

将关系数据库中表的数据映射成为对象，以对象的形式展现，这样开发人员就可

以把对数据库的操作转化为对这些对象的操作。因此它的目的是为了方便开发人

员以面向对象的思想来实现对数据库的操作。

2．什么是Hibernate

对于Hibernate的称呼有很多，比如工具、技术、框架以及解决方案等，这些都

可以，重要的是大家要知道它的作用。在这里我习惯性称它为框架，它是一种能

实现ORM的框架。能实现ORM这个功能的框架有很多，Hibernate可以说是这些框

架中最流行、最受开发者关注的，甚至连JBoss公司也把它吸收进来，利用它在

自己的项目中实现ORM功能。

3．ORM的实现原理

现在在Java领域大家对Hibernate的讨论很多，比如它的优缺点、如何应用、错

误如何解决以及把它和Struts/Spring等框架相结合作为整个系统的解决方案。

在这里我想和大家探讨一些更深层次的话题，那就是Hibernate是如何实现ORM的

功能？如果让我们自己开发一款实现ORM功能的框架需要怎么做？其实这些问题

就是围绕着一个词，那就是“映射”，如果我们知道如何实现这种映射那么我们

也能够开发出自己的一款ORM框架。会使用 Hibernate的开发人员都知道，在使

用它实现ORM功能的时候，主要的文件有：映射类（*.java）、映射文件

（*.hbm.xml）以及数据库配置文件（*.properties或*.cfg.xml），它们各自的

作用如下。

⑴映射类：它的作用是描述数据库表的结构，表中的字段在类中被描述成属性，

将来就可以实现把表中的记录映射成为该类的对象。

⑵映射文件：它的作用是指定数据库表和映射类之间的关系，包括映射类和数据

库表的对应关系、表字段和类属性类型的对应关系以及表字段和类属性名称的对

应关系等。

⑶数据库配置文件：它的作用是指定与数据库连接时需要的连接信息，比如连接

哪中数据库、登录用户名、登录密码以及连接字符串等。

在这三种主要的文件中，映射类为普通Java源文件、映射文件为XML格式、数据

库配置文件为Properties格式或者是XML格式。想理解“映射” 首先我们需要知

道如何解析这三种文件，即解析XML格式文件、解析Properties格式文件和解析

Java类文件。下面我们来分别探讨一下如何实现这些文件的解析。

⑴如何解析XML文件

前面我们说过映射文件是XML格式，数据库配置文件也可以是XML格式，因此如果

能解析XML文件我们就可以获取这两个文件的信息。XML文件格式我简单做下介绍

，比如tom这句就是一个XML格式的描述，name代表节点，节点必须有开始标记和

结束标记，在开始标记中我们可以添加一些属性的声明比如sex。解析XML的技术

可以分为两类那就是SAX和DOM，这两种方式的差别和优缺点大家可以上网查阅或

者我们会在以后的文章中提出，请大家关注。实现解析XML文件的功能很方便，

我们可以通过下载第三方的一些工具包如xml-apis.jar和 xercesImpl.jar等，

也可以使用JDK自带的工具类DocumentBuilderFactory、DocumentBuilder、

Document、Element等等，大家可以通过API文挡查阅这些类的说明。通过这些类

我们可以把XML文件的信息读入内存并通过类中的某些方法获取指定节点的名字

、值、属性名、属性值这些信息。

⑵解析Properties文件

数据库配置文件可以是XML格式也可以是Properties格式，Properties文件一般

采用“属性名=属性值”的形式描述信息。如果配置文件采用Properties文件描

述，我们就需要想办法解析这种类型的文件了。想解析Properties文件大家就需

要熟悉Properties这个类了，这个类有一些常用方法比如，load()加载指定文件

并读取文件中的属性信息，PropertyNames()返回所有属性名，getProperty ()

返回指定属性名的属性值。通过解析Properties文件我们可以得到连接数据库必

要的信息，然后通过底层JDBC技术与数据库建立连接。

⑶解析Java类文件

通过解析映射文件和数据库配置文件我们可以建立数据库的连接，可以得到映射

类的名字、属性名、数据库表名、字段名以及类型等信息。要把数据库中表的数

据映射成为对象，首先需要把表中的记录取出，然后将每个字段值给映射类对象

的每个属性，这个赋值过程要调用对象中的set方法。我们现在通过映射文件只

知道类名和属性名，如何根据类名和属性名调用相应的set和get方法，是一个关

键问题。在Java中有一种机制叫反射机制，使用这种机制我们可以得到类的信息

，包括类只用的修饰符、方法、属性、继承的父类以及实现接口等信息。反射机

制相关的类有Class、Field、Method以及 Constructor等。通过Class的

getFields()、getMethods()和getConstructors()方法得到相应的属性、方法和

构造方法。通过Field类的getName()、getType()和getModifiers()方法得到相

应的属性名、属性类型、属性修饰符信息。通过Method类getReturnType()可以

获取方法的返回类型，invoke()方法可以根据给定的方法名和参数值执行对象中

对应的方法。我们可以首先通过以上方法获取类中的属性名，然后拼写成setXXX

和getXXX方法名，最后根据方法名执行对应的方法，将数据库数据加载到对象中

。

此外要实现Hibernate机制还会涉及到一个技术点，那就是如何获取数据库的相

关信息。要实现这个功能，就需要大家了解JDBC的 DataBaseMetaData类和

ResultSetMetaData类，通过这两个类的方法我们就可以获取数据库表的字段名

、类型、大小等相关信息。