JPA – Der Persistenz-Standard in der Java EE und SE

Der Persistenz-Standard
JPA in der Java EE / SE

Michael Bouschen
akquinet AG
michael.bouschen@akquinet.de

Über meine Person

Architekt und Projektleiter bei akquinet AG Berlin
Referenzimplementierung JPA 1
Mitglied JCP Experten Gruppen:
JPA 2.0, JPA 2.1, JDO 1, JDO 2
Apache committer JDO TCK

Copyright © 2013 – akquinet AG 31.01.2013 2

Impedance Mismatch

OO Programmiersprache Relationale Algebra


Impedance Mismatch (2)

Wo ist das Problem?
¡  Klasse / Attribut -> Tabelle / Spalte
àJDBC
Aber
¡  Persistente Identität
¡  Relationen
¡  Caches
¡  Anfragesprache


OR-Mapper

Implementierungen (Auswahl)


Persistenz in Java EE

BMP
CMP (EJB 1 CMP und EJB 2 CMP)
EJB 3.0: JPA

JPA: Spezifikation – kein Produkt


JPA Historie

JPA 1.0 JPA 2.0 JPA 2.1

Java EE 5 Java EE 6 (Public Draft)

Mai 2006 Dez 2009 Dez 2012


JPA 1.0

Spezifikation
¡  Teil der EJB 3.0 Spezifikation JSR 220
¡  Separates Spezifikationsdokument
¡  Linda DeMichiel (Sun), Michael Keith (Oracle)
¡  Final Release: Mai 2006
Implementierungen
¡  Referenzimplementierung: Oracle TopLink Essentials
¡  Hibernate, OpenJPA, TopLink, SAP, JPOX


JPA 2.0

Spezifikation
¡  Eigenständiger JSR: JSR-317
¡  Linda DeMichiel (Sun)
¡  Final Release: Dezember 2009
Implementierungen
¡  Referenzimplementierung: EclipseLink
¡  Hibernate, OpenJPA, EclipseLink, SAP, DataNucleus


JPA 2.1

Spezifikation
¡  Eigenständiger JSR: JSR-338
¡  Linda DeMichiel (Sun)
¡  Public Review: Dezember 2012
Implementierungen
¡  Referenzimplementierung: EclipseLink
¡  Hibernate, OpenJPA, EclipseLink, SAP, DataNucleus


JPA Features

¡  POJO-basiertes Persistenzmodell
¡  Domainmodell unterstützt Vererbung, Polymorphie, etc.
¡  Standardisiertes objekt-relationales Mapping
¡  Anfragesprache
¡  Standardisiertes (Runtime-)API
¡  Verfügbar in Java EE und Java SE
¡  Unabhängigkeit von Datenbank und OR-Mapper


Entity Klassen – POJO

¡  Kein Interface notwendig
(wie z.B. EntityBean)
¡  Top-Level Klasse
(abstrakt oder konkret)
¡  Entity und Nicht-Entity Klassen
in Vererbungshierarchie
¡  Objekterzeugung mit new


Objektrelationales Mapping

Allgemeines
¡  Abbildung Java Klasse ↔ relationale Datenbank
¡  Abbildung von Assoziationen
¡  Mapping Metadaten als Annotationen oder XML
¡  Default Regeln z.B. für Tabellen- und Spaltennamen
Annotationen
¡  Logisch: @Id, @OneToMany, @Transient, @Lob, ...
¡  Physikalisch: @Table, @SecondaryTable, @Column, ...


Entity Relationships


Mapping von Vererbung


Mapping von Vererbung

PROJECT
SINGLE_TABLE ID DISCR NAME CUST_ID DEPT_ID

EXTERNAL_PROJECT INTERNAL_PROJECT
TABLE_PER_CLASS ID NAME CUST_ID ID NAME DEPT_ID

PROJECT
JOINED ID NAME

EXTERNAL_PROJECT INTERNAL_PROJECT
ID CUST_ID ID DEPT_ID


EntityManager

Kommunikation JPA-Laufzeitumgebung
¡  Zentrale Schnittstelle zur Datenbank
¡  Life Cycle Methoden: persist, remove, merge
¡  Zugriffsmethoden: find, getReference
¡  Query Methoden: createQuery, createNamedQuery,
createNativeQuery

¡  Cache Methoden: flush, refresh, clear, contains
¡  Zugriff auf Transaktionen: getTransaction


Änderungsoperationen

¡  Nur innerhalb von Transaktionen
¡  Create: em.persist(...)
¡  Update:
–  Änderung der Entität (z.B. per Setter)
–  Keine explizite save-Operation
¡  Delete: em.remove(...)
¡  Änderungen wirksam bei em.flush(), em.commit()


Persistenzkontext

Laufzeitkonzept
¡  Menge von „managed“ Entity Instanzen zur Laufzeit
¡  Genau eine Enitity Instanz per Identität
¡  Zugriff über EntityManager Interface
¡  Alle Instanzen sind auf die gleiche Datenbank abgebildet
Persistenzkontext Typen
¡  Transaction
¡  Extended


Anfragesprache

Java Persistence Query Language (JPQL)

Was
SELECT e.lastname
FROM Employee e Woher
WHERE e.firstname = 'Michael'

Welche


JPQL

¡  Syntax an SQL orientiert

SELECT p FROM Project p JOIN p.employees e
WHERE p.firstname = :name

UPDATE Employee e SET e.salary = e.salary * 1.05

DELETE FROM Employee e WHERE e.name = 'Michael'

¡  Domain-‐Modell
(Klassen,
A2ribute,
Rela8onships)

¡  Pfad-‐Ausdrücke
e.department.company.name
¡  Query
Parameter


Query Erzeugung

¡  Query Instanz repräsentiert Anfrage zur Laufzeit
¡  EntityManager ist Query Factory:
Dynamische Query: createQuery(String)
Criteria API Query: createQuery(CriteriaBuilder)
Statische Query: createNamedQuery(String)
SQL Query: createNativeQuery(String)


Query
Ausführung

Query q = em.createQuery(
"SELECT d FROM Department d");
List<Department> ds = (List<Department>)q.getResultList();

"SELECT COUNT(d) FROM Department d");
Long count = (Long)q.getSingleResult();

"UPDATE Employee e SET e.salary = e.salary * 1.05";
int changes = q.executeUpdate();


Query Criteria API

¡  API zur dynamischen Erzeugung von Queries
¡  Keine String Manipulation
¡  Typesafe Queries: Überprüfung zur Compile-Zeit
¡  Query Ergebnis ist getypt
¡  Option: String-based oder strongly- typed


Query Criteria API

"SELECT e FROM Employee e WHERE e.firstname = ‘Michael‘");
List<Employee> emps= (List<Employee>)q.getResultList();

CriteriaBuilder cb = em.getCriteriaBuilder();
CriteriaQuery<Employee> cq = cb.createQuery(Employee.class);
Root<Employee> e = cq.from(Employee.class);
cq.select(e);
cq.where(cb.equal(e.get(Employee_.firstname), "Michael"));
TypedQuery<Employee> tq = em.createQuery(cq);
List<Employee> results = tq.getResultList();


Persistence Unit

¡  Menge von Entity Klassen
¡  Definiert in META-INF/persistence.xml
¡  Abgebildet auf genau eine Datenbank
¡  Identifiziert durch eindeutigen Namen
¡  Definiert den Persistence Provider
¡  Kann Provider-spezifische Properties beinhalten


JPA und Java EE

JPA als Standard Persistenz Konzept in Java EE
¡  EntitiyManager injiziert oder per JNDI Lookup
¡  Transaktionskontrolle durch Container
¡  Container verwaltet und propagiert Persistenzkontext
¡  Automatisches Scannen der Entity Klassen während des
Deployment

§ Copyright © 2013 – akquinet AG § 31.01.2013 § 28

JPA und Java SE

¡  Konfiguration persistence.xml
–  in META-INF oder im Classpath
–  muss alle Entity Klassen aufzählen
¡  Manuelle Transaktionskontrolle
¡  Bootstrap API javax.persistence.Persistence erzeugt
EntityManagerFactory für Peristence Unit

EntityManagerFactory emf = Persistence.
createEntityManagerFactory(puName, properties);
EntityManager em = emf.createEntityManager();


Zusammenfassung

¡  JPA = Java Persistenz Standard
¡  Unabhängigkeit OR-Mapper und Datenbank
¡  Verfügbar in Java EE und Java SE
¡  JPA 2.1 Public Draft


Ausblick JPA 2.1

¡  Unterstützung Typ Konvertierung im OR-Mapping
¡  Schema Generierung
¡  Entity Graphs
¡  Query Erweiterungen: JOIN ON, Datenbank-Funktionen,
Downcast, SubQueries in Expressions, ...
¡  Unterstützung für Stored Procedures
¡  Criteria API: delete und update
¡  Nicht-synchronisierter Persistenzkontext
¡  CDI Injection in Entity Listener
¡  Annotationen für Index und ForeignKey


Links

mailto:michael.bouschen@akquinet.de

http://blog.akquinet.de/

@akquinet

http://jcp.org/en/jsr/detail?id=338

http://java.net/projects/jpa-spec/lists/users/archive


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