Java for Web學習筆記（九六）：持久化初探（1）資料存放區

資料的儲存介質 flat-file entity storage

不同的entity可能存放在不同的目錄，每個entity就是目錄下的一個檔案，名字是代理鍵（ surrogate key），也就是索引，方便定位。檔案格式多樣，可能是直接Java對象序列化，可能是XML，JSON。

讀寫entity，需要開啟檔案和關閉檔案，因此效率低下，且不支援代理鍵之外的索引。一般用於儲存少量且基本的資料，例如應用配置。 structured file storage

結構化檔案將一個檔案是一個entity type，裡面具有這個類型的多個（所有）entity的資料。在根據代理鍵SK讀取某個entity時效能會有些問題，通常會另外有一個小的index檔案，來協助快速在大的資料檔案中定位。

這和關係型資料庫中的ISAM（Indexed Sequential Access Method）很相似，而早期的一些資料庫就是這樣實現的，如Btrieve。只是在結構化檔案中結構是私人，並由程式碼來解析，而資料庫是通用的；更重要的，關係型資料庫具有不同entity之間的關聯，而結構化檔案不能提供。如果我們在MySQL中引擎採用了ISAM，表格是不支援外鍵的。 Relational Database systems

關聯式資料庫是最常使用的資料庫，如MySQL。entity作為record存放在table中，table就是一個entity type（當然，複雜的entity可能需要多個表格），表格由嚴格的schema來定義名字，類型，限制，key。使用ANSI標準的Structured Query Language (SQL)來動作表格schema和資料。然而，沒有一種關係型資料庫是完全遵守ANSI標準，大多由自己的擴充，這使得在不同的關係型資料庫中遷移存在困難。

在Java中使用JDBC（Java Database Connectivity），為了避免每次訪問資料庫，都重新開啟和關閉資料庫的串連，第三方jar提供了串連池的管理，最常用的就是C3P0[1]。 Object-Oriented Databases

對象型資料庫嘗試解決物件導向和關係型資料庫的關聯問題。既想使用SQL，又想獲得對象。但魚和熊掌很難兼得。如何確保對象的繼承關係，如何有方便檢索，能否不使用SQL的私人擴充。這些都是問題，因此，雖然一直存在對象性資料庫，卻一直未能廣泛使用。 schema-less Database systems

無模式資料庫，也就是沒有嚴格的schema。NoSQL就是描述這樣的資料庫，在近年來發展很快。它解決了關係型資料庫中靈活field和對象整合等問題。 面向文檔資料庫 有很多類型的NoSQL資料庫，最常見的是面向文檔資料庫（document-oriented database），資料存放格式一般為XML，JSON（或BSON）。一個檔案對應關聯式資料庫中的record，一個collection對應關係型資料庫中的table。和關係型資料看相比，其特點是insert效率要高得多得多，但是查詢沒那麼快，但儲存的資料量大很多很多。流行的包括MongoDB，Apache Couch DB和Couchbase Server。 key-value store 以某種方式存放索引值對，類似Java的Map<String, String>，或者Map<String, List<String>>。有名的KVStore for Redis資料庫有：Apache Cassandra, Freebase, Amazon DynamoDB, memcache, Redis, Apache River, Couchbase和MongoDB。有些檔案資料庫也同時採用KVStore for Redis。 圖形資料庫 重點在對象關係。對象有屬性，以及與其他對象的關係，而關係是有屬性的。資料的儲存和表示為圖，實體間的關聯是自然的。最流行的圖形資料庫是Neo4j。

NoSQL資料庫沒有類似ANSI SQL標準，沒有NoSQL資料庫都有自己的用戶端，一方面通用性是確定，但是大多數的client都可以直接從資料庫中讀寫對象，而不需要如關係型資料庫那樣，將POJO類映射到表，將屬性對應到列。 無映射的傳統方式

MySQL的test資料庫中有一個很簡單的students表格，實際表格的列會多很多。

CREATE TABLE `students` (  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,  `name` varchar(64) NOT NULL,  `score` int(11) NOT NULL,  PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8

我們使用了C3p0作為資料庫的串連管理池，以前寫過C3p0MysqlManager [2]，可以利用，重點看看讀寫表格的代碼：

//【1】讀取例子，Student的POJO只有三個屬性，相對簡單，如果有十個，數十個呢，代碼就很囉嗦了。public Student getStudent(long id) throws SQLException{try(Connection connection = C3p0MysqlManager.getConnection(DATA_SOURCE_NAME);PreparedStatement ps = connection.prepareStatement("SELECT * FROM test.students WHERE `id`=?");){ps.setLong(1, id);try(ResultSet rs = ps.executeQuery()){if(!rs.next())return null;Student student = new Student();student.setId(id);student.setName(rs.getString("name"));student.setScore(rs.getInt("score"));return student;}}}//【2】增加entity的例子，特別地，在此示範了如何擷取自動增加的流水號public void addStudent( String name, int score) throws Exception{Student student = new Student();student.setName(name);student.setScore(score);try(Connection connection = C3p0MysqlManager.getConnection(DATA_SOURCE_NAME);PreparedStatement ps = connection.prepareStatement("INSERT into test.students(`name`,`score`) values(?,?)",                                                   Statement.RETURN_GENERATED_KEYS );){ ps.setNString(1, student.getName());ps.setInt(2, student.getScore());if(ps.executeUpdate() != 1)throw new Exception("Failed to insert record.");try(ResultSet r = ps.getGeneratedKeys()){if(!r.next())throw new Exception("Failed to retrieve ID.");student.setId(r.getLong(1));  //也可以是r.getLong("GENERATED_KEY")，因為r只有1列，用columnIndex更便捷}}}

通過抓包觀察mysql的互動（url中設定useSSL=false），無論我們在ps中設定為Statement.RETURN_GENERATED_KEYS還是Statement.NO_GENERATED_KEYS，訊息報文是一樣的，均帶有LAST INSERT ID，只是是否允許代碼中通過ps.getGeneratedKeys()來擷取。

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