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級(jí)別: 中級(jí)
Hany Saleeb, 技術(shù)顧問(wèn), Freelance
2005 年 12 月 08 日
XML 用戶一個(gè)常見的問(wèn)題是如何將 XML 映射到數(shù)據(jù)庫(kù)。本文討論基于表的映射和對(duì)象-關(guān)系映射。這兩種映射常常作為在 XML 文檔和數(shù)據(jù)庫(kù)特別是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)之間轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的軟件的基礎(chǔ)。在這個(gè)領(lǐng)域，一個(gè)重要的特點(diǎn)是映射是雙向的，就是說(shuō)可以把數(shù)據(jù)從 XML 文檔轉(zhuǎn)化到數(shù)據(jù)庫(kù)，也可以從數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)化到 XML 文檔。
即使數(shù)據(jù)庫(kù)沒(méi)有自稱支持 XML 特性，也可以在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)和檢索 XML 文檔。這樣做需要小心地使用 Java™ 編程語(yǔ)言（數(shù)據(jù)庫(kù)不一定兼容 Java Database Connectivity 或 JDBC），還需要一個(gè)框架來(lái)連接關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和 XML 文檔流。
將 XML 映射到數(shù)據(jù)庫(kù)有兩種常見的方法：基于表的映射和對(duì)象-關(guān)系（或基于對(duì)象的）映射。這兩種方法都是雙向的，因此可用于存儲(chǔ)和檢索 XML 文檔。
基于表的映射
基于表的映射 將文檔看作一個(gè)表或者一組表。清單 1 和 2 顯示了這兩種情況下的文檔結(jié)構(gòu)。
清單 1. 表映射的選項(xiàng)（單表）
<Table ABC>
<Row1>
<Column_a>123-45-7890</Column_a>
<Column_b>Johnson, Eric</Column_b>
<Column_c> Pharmaceutical </Column_c>
</Row1>
<Row2>
<Column_a>999-00-1010</Column_a>
<Column_b>Mitchell, Bruce</Column_b>
<Column_c> Industrial </Column_c>
</Row2>
</Table ABC>
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清單 2. 表映射的選項(xiàng)（多表）
<Tables>
<Table_1>
<Row1>
<Column_a>123-45-7890</Column_a>
<Column_b> Johnson, Eric </Column_b>
<Column_c>Company A</Column_c>
</Row1>
<Row2>
<Column_a>999-00-1010</Column_a>
<Column_b> Mitchell, Bruce </Column_b>
<Column_c> Company B</Column_c>
</Row2>
</Table_1>
<Table_2>
<Row1>
<Column_a>Company A</Column_a>
<Column_b>Pharmaceutical</Column_b>
</Row1>
<Row2>
<Column_a>Company B</Column_a>
<Column_b>Industrial</Column_b>
</Row2>
</Table_2>
</Tables>
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這種映射最明顯的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的表及結(jié)果集匹配，根據(jù)這種映射編寫代碼很容易。代碼執(zhí)行快、伸縮性好，對(duì)某些應(yīng)用很合適，比如每次一個(gè)表在數(shù)據(jù)庫(kù)之間傳遞數(shù)據(jù)。
但是，基于表的映射也有一些不足之處。它只能用于非常小的 XML 文檔子集。此外，它沒(méi)有保留物理結(jié)構(gòu)（即字符和實(shí)體引用、字符編碼或獨(dú)立的聲明）、文檔信息（即文檔類型聲明或 DTD）、注釋和處理指令。
對(duì)象-關(guān)系映射
基于表的映射只能用于有限的 XML 文檔，因此多數(shù)支持 XML 的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、大部分支持 XML 的對(duì)象服務(wù)器以及一些中間件工具使用更加復(fù)雜的映射，稱為對(duì)象-關(guān)系映射。這種映射方法將 XML 文檔建模為針對(duì)文檔數(shù)據(jù)的一棵對(duì)象樹，然后將這些對(duì)象映射到數(shù)據(jù)庫(kù)。
比如 清單 3 所示的 XML 文檔。
清單 3. XML 格式的單個(gè)銷售訂單
<SalesOrder>
<Number>1234</Number>
<Customer>Gallagher Industries</Customer>
<Date>29.10.00</Date>
<Item Number="1">
<Part>A-10</Part>
<Quantity>12</Quantity>
<Price>10.95</Price>
</Item>
<Item Number="2">
<Part>B-43</Part>
<Quantity>600</Quantity>
<Price>3.99</Price>
</Item>
</SalesOrder>
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該文檔映射為 清單 4 所示的對(duì)象。
清單 4. 層次化 XML 表示的單個(gè)銷售訂單
object SalesOrder {
number = 1234;
customer = "Gallagher Industries";
date = 29.10.00;
items = {ptrs to Item objects};
} / / / object Item { object Item {
number = 1; number = 2;
part = "A-10"; part = "B-43";
quantity = 12; quantity = 600;
price = 10.95; price = 3.99;
} }
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該方法是層次化的，對(duì)數(shù)據(jù)映射來(lái)說(shuō)很直觀。數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象帶來(lái)了一些優(yōu)點(diǎn)，其中包括：
- 數(shù)據(jù)庫(kù)獨(dú)立性：數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象從根本上是獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建的，不依賴于特定底層數(shù)據(jù)特性來(lái)提供其功能。這種獨(dú)立性使您可以使用數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象迅速將應(yīng)用程序構(gòu)建從一種數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)轉(zhuǎn)移到另一種數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，提供了很大的可伸縮性。
- 自動(dòng)化的連接處理：自動(dòng)化連接處理能夠連接、斷開和管理系統(tǒng)資源。對(duì)客戶機(jī)對(duì)象的抽象可以提供更好的控制和性能。
- 聲明性的引用完整性：通過(guò)直接在數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象中嵌入訪問(wèn)邏輯，可以獲得和使用存儲(chǔ)過(guò)程訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)同樣的好處，而且不依賴于特定平臺(tái)。引用完整性成了數(shù)據(jù)庫(kù)獨(dú)立性，數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象之間的復(fù)雜關(guān)系成了可移植性。比如，可以在數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象中集成業(yè)務(wù)規(guī)則，讓訪問(wèn)該對(duì)象的所有應(yīng)用程序都保證遵守這些規(guī)則。
- 多層驗(yàn)證：可以在對(duì)象或者其父對(duì)象上執(zhí)行檢查。這樣就可以規(guī)范和驗(yàn)證訪問(wèn)、權(quán)限以及數(shù)據(jù)完整性。
- 避免內(nèi)嵌 SQL：使用數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象可以使應(yīng)用程序避免內(nèi)嵌 SQL 及其維護(hù)的困難和系統(tǒng)依賴性。如果應(yīng)用程序只與其他 Java 對(duì)象交互，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就可以是完全面向?qū)ο蟮摹?
- 安全：可以確保與數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象的任何交互的安全，并容易地保證數(shù)據(jù)安全。
映射方法論
實(shí)現(xiàn)對(duì)象-關(guān)系映射需要兩步。首先將 XML 模式（這里使用 DTD）映射到對(duì)象模式，然后將對(duì)象模式映射到數(shù)據(jù)庫(kù)模式。也可以將這兩種映射合并成一個(gè) DTD 到數(shù)據(jù)庫(kù)的映射，現(xiàn)在多數(shù)軟件都是這樣做的。
表 1 中的例子顯示的簡(jiǎn)單元素類型 B、D 和 E 被映射到字符串，而復(fù)雜元素類型 A 和 C 被映射到類。在對(duì)象-關(guān)系映射的第一部分，A 和 C 的模型和屬性被映射到類 A 和 C 的屬性。A 的 C 的內(nèi)容模型中對(duì) B、D 和 E 的引用被映射為字符串。
表 1. 對(duì)象關(guān)系映射，第 1 部分
| DTD |
類 |
| <!ELEMENT A (B, C)> <!ELEMENT B (#PCDATA)> <!ELEMENT C (D, E)> |
class A { String b; C c; } |
| <!ELEMENT D (#PCDATA)> <!ELEMENT E (#PCDATA)> |
class C {String d; String e; } |
對(duì)象-關(guān)系映射的第二部分（參見表 2）中，類映射到表，標(biāo)量屬性映射到列，指針/引用屬性映射到主鍵/外鍵關(guān)系。A 的內(nèi)容模型中對(duì) C 的引用被映射到 pointer/reference 類型的屬性，指向類 C 的對(duì)象，因?yàn)樵仡愋?C 被映射到類 C。
表 2. 對(duì)象關(guān)系映射，第 2 部分
| 類 |
表 |
| class A {String b; C c; } |
Table A: Column b Column c_fk |
| class C {String d; String e; } |
Table C: Column d Column e Column c_pk |
結(jié)束語(yǔ)
兩種映射都是對(duì) XML 文檔中的數(shù)據(jù) 而不是對(duì)文檔本身建模。因此映射更適合于以數(shù)據(jù)為中心的文檔而不是以文檔為中心的文檔。雖然對(duì)象-關(guān)系映射是采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，但是也不夠理想?；诒淼挠成涓静荒芴幚砘旌蟽?nèi)容，而從性能的角度看對(duì)象-關(guān)系映射可能效率很低。使用哪種方法都行，但是必須記住這些警告。
參考資料
學(xué)習(xí)
討論
關(guān)于作者
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Hany Saleeb 曾經(jīng)在多家技術(shù)、金融和衛(wèi)生保健企業(yè)中工作過(guò)。 他的專長(zhǎng)是和 J2EE、XML 以及數(shù)據(jù)庫(kù)有關(guān)的應(yīng)用軟件和 n 層系統(tǒng)設(shè)計(jì)。他擁有計(jì)算機(jī)科學(xué)博士學(xué)位，主攻數(shù)據(jù)挖掘和信息檢索。
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