От автора перевода: Написанный далее текст может не совпадать с мнением автора перевода. Все высказывания идут от лица оригинального автора, просьба воздержаться от неоправданных минусов. Оригинальная статья выпущена в 2014 году, поэтому некоторые фрагменты кода могут быть устаревшими или "нежелаемыми".
Содержание статьи:
Вступление
ORM - это ужасный анти-паттерн, который нарушает все принципы объектно-ориентированного программирования, разбирая объекты на части и превращая их в тупые и пассивные пакеты данных. Нет никаких оправданий существованию ORM в любом приложении, будь то небольшое веб-приложение или система корпоративного размера с тысячами таблиц и манипуляциями CRUD с ними. Какова альтернатива? Объекты, говорящие на языке SQL (SQL-speaking objects).
Как работают ORM
Object-relational mapping (ORM) - это способ (он же шаблон проектирования) доступа к реляционной базе данных с помощью объектно-ориентированного языка (например, Java). Существует несколько реализаций ORM почти на каждом языке, например: Hibernate для Java, ActiveRecord для Ruby on Rails, Doctrine для PHP и SQLAlchemy для Python. В Java ORM даже стандартизирован как JPA.
Во-первых, рассмотрим на примере как работает ORM. Давайте использовать Java, PostgreSQL и Hibernate. Допустим, у нас есть единственная таблица в базе данных, называемая post:
+-----+------------+--------------------------+
| id | date | title |
+-----+------------+--------------------------+
| 9 | 10/24/2014 | How to cook a sandwich |
| 13 | 11/03/2014 | My favorite movies |
| 27 | 11/17/2014 | How much I love my job |
+-----+------------+--------------------------+Теперь мы хотим манипулировать этой таблицей CRUD-методами из нашего Java-приложения (CRUD расшифровывается как create, read, update и delete). Для начала мы должны создать класс Post (извините, что он такой длинный, но это лучшее, что я могу сделать):
@Entity
@Table(name = "post")
public class Post {
private int id;
private Date date;
private String title;
@Id
@GeneratedValue
public int getId() {
return this.id;
}
@Temporal(TemporalType.TIMESTAMP)
public Date getDate() {
return this.date;
}
public String getTitle() {
return this.title;
}
public void setDate(Date when) {
this.date = when;
}
public void setTitle(String txt) {
this.title = txt;
}
}Перед любой операцией с Hibernate мы должны создать SessionFactory:
SessionFactory factory = new AnnotationConfiguration()
.configure()
.addAnnotatedClass(Post.class)
.buildSessionFactory();Эта фабрика будет выдавать нам “сеансы” каждый раз, когда мы захотим работать с объектами Post. Каждая манипуляция с сеансом должна быть заключена в этот блок кода:
Session session = factory.openSession();
try {
Transaction txn = session.beginTransaction();
// your manipulations with the ORM, see below
txn.commit();
} catch (HibernateException ex) {
txn.rollback();
} finally {
session.close();
}Когда сеанс будет готов, вот так мы получаем список всех записей из этой таблицы:
List posts = session.createQuery("FROM Post").list();
for (Post post : (List<Post>) posts) {
System.out.println("Title: " + post.getTitle());
}Я думаю, вам ясно, что здесь происходит. Hibernate - это большой, мощный движок, который устанавливает соединение с базой данных, выполняет необходимые SELECT запросы и извлекает данные. Затем он создает экземпляры класса Post и заполняет их данными. Когда объект приходит к нам, он заполняется данными, и чтобы получить доступ к ним, необходимо использовать геттеры, как пример getTitle() выше.
Когда мы хотим выполнить обратную операцию и отправить объект в базу данных, мы делаем все то же самое, но в обратном порядке. Мы создаем экземпляр класса Post, заполняем его данными и просим Hibernate сохранить его:
Post post = new Post();
post.setDate(new Date());
post.setTitle("How to cook an omelette");
session.save(post);Так работает почти каждая ORM. Основной принцип всегда один и тот же — объекты ORM представляют собой немощные/анемичные (прямой перевод слова anemic) оболочки с данными. Мы разговариваем с ORM фреймворком, а фреймворк разговаривает с базой данных. Объекты только помогают нам отправлять запросы в ORM framework и понимать его ответ. Кроме геттеров и сеттеров, у объектов нет других методов. Они даже не знают, из какой базы данных они пришли.
Вот как работает object-relational mapping.
Что в этом плохого, спросите вы? Все!
Что не так с ORM?
Серьезно, что не так? Hibernate уже более 10 лет является одной из самых популярных библиотек Java. Почти каждое приложение в мире с интенсивным использованием SQL использует его. В каждом руководстве по Java будет упоминаться Hibernate (или, возможно, какой-либо другой ORM, такой как TopLink или OpenJPA) для приложения, подключенного к базе данных. Это стандарт де-факто, и все же я говорю, что это неправильно? Да.
Я утверждаю, что вся идея, лежащая в основе ORM, неверна. Его изобретение было, возможно, второй большой ошибкой в ООП после NULL reference.
ORM, вместо того чтобы инкапсулировать взаимодействие с базой данных внутри объекта, извлекает его, буквально разрывая на части прочный и сплоченный живой организм.
На самом деле, я не единственный, кто говорит что-то подобное, и определенно не первый. Многое на эту тему уже опубликовано очень уважаемыми авторами, в том числе OrmHate автора Martin Fowler (не против ORM, но в любом случае стоит упомянуть), Object-Relational Mapping is the Vietnam of Computer Science от Jeff Atwood, The Vietnam of Computer Science автора Ted Neward, ORM Is an Anti-Pattern от Laurie Voss и многие другие.
Однако мои аргументы отличаются от того, что они говорят. Несмотря на то, что их доводы практичны и обоснованны, например, “ORM работает медленно” или “обновление базы данных затруднено”, они упускают главное. Вы можете увидеть очень хороший, практический ответ на эти практические аргументы, от Bozhidar Bozhanov в его блоге ORM Haters Don't Get It.
Суть в том, что ORM вместо того, чтобы инкапсулировать взаимодействие с базой данных внутри объекта, извлекает его, буквально разрывая на части прочный и сплоченный живой организм. Одна часть объекта хранит данные, в то время как другая, реализованная внутри механизма ORM (sessionFactory), знает, как обращаться с этими данными, и передает их в реляционную базу данных. Посмотрите на эту картинку; она иллюстрирует, что делает ORM.
Я, будучи читателем сообщений, должен иметь дело с двумя компонентами: 1) ORM и 2) возвращенный мне объект “ob-truncated”. Предполагается, что поведение, с которым я взаимодействую, должно предоставляться через единую точку входа, которая является объектом в ООП. В случае ORM я получаю такое поведение через две точки входа — механизм ORM и “предмет”, который мы даже не можем назвать объектом.
Из-за этого ужасного и оскорбительного нарушения объектно-ориентированной парадигмы у нас есть много практических проблем, уже упомянутых в уважаемых публикациях. Я могу добавить еще только несколько.
SQL Не Скрыт. Пользователи ORM должны говорить на SQL (или его диалекте, например, HQL). Смотрите пример выше; мы вызываем session.CreateQuery("FROM Post"), чтобы получить все сообщения. Несмотря на то, что это не SQL, он очень похож на него. Таким образом, реляционная модель не инкапсулируется внутри объектов. Вместо этого он доступен для всего приложения. Каждому, с каждым объектом, неизбежно приходится иметь дело с реляционной моделью, чтобы что-то получить или сохранить. Таким образом, ORM не скрывает и не переносит SQL, а загрязняет им все приложение.
Трудно протестировать. Когда какой-либо объект работает со списком записей, ему необходимо иметь дело с экземпляром SessionFactory. Как мы можем замокать эту зависимость? Мы должны создать имитацию этого? Насколько сложна эта задача? Посмотрите на приведенный выше код, и вы поймете, насколько подробным и громоздким будет этот модульный тест. Вместо этого мы можем написать интеграционные тесты и подключить все приложение к тестовой версии PostgreSQL. В этом случае нет необходимости имитировать SessionFactory, но такие тесты будут довольно медленными, и, что еще более важно, наши объекты, не имеющие ничего общего с базой данных, будут протестированы на экземпляре базы данных. Ужасный замысел.
Позвольте мне еще раз повторить. Практические проблемы ORM - это всего лишь последствия. Фундаментальный недостаток заключается в том, что ORM разрывает объекты на части, ужасно и оскорбительно нарушая саму идею того, что такое объект.
SQL-speaking объекты
Какова альтернатива? Позвольте мне показать вам это на примере. Давайте попробуем спроектировать класс Post. Нам придется разбить его на два класса: Post и Posts, единственное и множественное число. Я уже упоминал в одной из своих предыдущих статей, что хороший объект - это всегда абстракция реальной сущности. Вот как этот принцип работает на практике. У нас есть две сущности: таблица базы данных и строка таблицы. Вот почему мы создадим два класса. Posts будет представлять таблицу, а Post будет представлять строку.
Как я также упоминал в этой статье, каждый объект должен работать по контракту и реализовывать интерфейс. Давайте начнем наш дизайн с двух интерфейсов. Конечно, наши объекты будут неизменяемыми. Вот как будут выглядеть Posts:
interface Posts {
Iterable<Post> iterate();
Post add(Date date, String title);
} Вот как будет выглядеть один Post:
interface Post {
int id();
Date date();
String title();
}Вот так мы будем перечислять все записи в таблице базы данных:
Posts posts = // we'll discuss this right now
for (Post post : posts.iterate()) {
System.out.println("Title: " + post.title());
} Вот так создаётся новый Post:
Posts posts = // we'll discuss this right now
posts.add(new Date(), "How to cook an omelette"); Как вы видите, теперь у нас есть настоящие объекты. Они отвечают за все операции, и они прекрасно скрывают детали их реализации. Нет никаких транзакций, сеансов или фабрик. Мы даже не знаем, действительно ли эти объекты взаимодействуют с PostgreSQL или они хранят все данные в текстовых файлах. Все, что нам нужно от Posts - это возможность перечислить все записи для нас и создать новую. Детали реализации идеально скрыты внутри. Теперь давайте посмотрим, как мы можем реализовать эти два класса.
Я собираюсь использовать jcabi-jdbc в качестве оболочки JDBC, но вы можете использовать что-то другое, например jOOQ, или просто JDBC, если хотите. На самом деле это не имеет значения. Важно то, что ваши взаимодействия с базой данных скрыты внутри объектов. Давайте начнем с Posts и реализуем его в классе PgPosts (“pg” означает PostgreSQL):
final class PgPosts implements Posts {
private final Source dbase;
public PgPosts(DataSource data) {
this.dbase = data;
}
public Iterable<Post> iterate() {
return new JdbcSession(this.dbase)
.sql("SELECT id FROM post")
.select(
new ListOutcome<Post>(
new ListOutcome.Mapping<Post>() {
@Override
public Post map(final ResultSet rset) {
return new PgPost(
this.dbase,
rset.getInt(1)
);
}
}
)
);
}
public Post add(Date date, String title) {
return new PgPost(
this.dbase,
new JdbcSession(this.dbase)
.sql("INSERT INTO post (date, title) VALUES (?, ?)")
.set(new Utc(date))
.set(title)
.insert(new SingleOutcome<Integer>(Integer.class))
);
}
} Далее давайте реализуем интерфейс Post в классе PgPost:
final class PgPost implements Post {
private final Source dbase;
private final int number;
public PgPost(DataSource data, int id) {
this.dbase = data;
this.number = id;
}
public int id() {
return this.number;
}
public Date date() {
return new JdbcSession(this.dbase)
.sql("SELECT date FROM post WHERE id = ?")
.set(this.number)
.select(new SingleOutcome<Utc>(Utc.class));
}
public String title() {
return new JdbcSession(this.dbase)
.sql("SELECT title FROM post WHERE id = ?")
.set(this.number)
.select(new SingleOutcome<String>(String.class));
}
}Вот как будет выглядеть сценарий полного взаимодействия с базой данных с использованием только что созданных нами классов:
Posts posts = new PgPosts(dbase);
for (Post post : posts.iterate()){
System.out.println("Title: " + post.title());
}
Post post = posts.add(
new Date(), "How to cook an omelette"
);
System.out.println("Just added post #" + post.id());Вы можете увидеть полный практический пример здесь. Это веб—приложение с открытым исходным кодом, которое работает с PostgreSQL, используя точный подход, описанный выше, - объекты, говорящие на SQL.
Как насчет производительности?
Я слышу, как вы спрашиваете: “А как же производительность?” В этом сценарии, приведенном несколькими строками выше, мы совершаем множество избыточных обходов базы данных. Сначала мы извлекаем идентификаторы записей с помощью SELECT id, а затем, чтобы получить их заголовки, мы выполняем дополнительный вызов SELECT title для каждой записи. Это неэффективно или, проще говоря, слишком медленно.
Не беспокойтесь, это объектно-ориентированное программирование, а это значит, что оно гибкое! Давайте создадим декоратор PgPost, который будет принимать все данные в своем конструкторе и кэшировать их внутри навсегда:
final class ConstPost implements Post {
private final Post origin;
private final Date dte;
private final String ttl;
public ConstPost(Post post, Date date, String title) {
this.origin = post;
this.dte = date;
this.ttl = title;
}
public int id() {
return this.origin.id();
}
public Date date() {
return this.dte;
}
public String title() {
return this.ttl;
}
} Обратите внимание: этот декоратор ничего не знает о PostgreSQL или JDBC. Он просто декорирует объект типа Post и предварительно кэширует дату и заголовок. Как обычно, этот декоратор также неизменяем.
Теперь давайте создадим другую реализацию Posts, которая будет возвращать “постоянные” объекты:
final class ConstPgPosts implements Posts {
// ...
public Iterable<Post> iterate() {
return new JdbcSession(this.dbase)
.sql("SELECT * FROM post")
.select(
new ListOutcome<Post>(
new ListOutcome.Mapping<Post>() {
@Override
public Post map(final ResultSet rset) {
return new ConstPost(
new PgPost(
ConstPgPosts.this.dbase,
rset.getInt(1)
),
Utc.getTimestamp(rset, 2),
rset.getString(3)
);
}
}
)
);
}
} Теперь все записи, возвращаемые iterate() этого нового класса, предварительно снабжены датами и заголовками, полученными за одно обращение к базе данных.
Используя декораторы и несколько реализаций одного и того же интерфейса, вы можете создать любую функциональность, которую пожелаете. Что наиболее важно, так это то, что, хотя функциональность расширяется, сложность дизайна не возрастает, потому что классы не увеличиваются в размерах. Вместо этого мы вводим новые классы, которые остаются сплоченными и прочными, потому что они маленькие.
Что касается транзакций
Каждый объект должен иметь дело со своими собственными транзакциями и инкапсулировать их так же, как запросы SELECT или INSERT. Это приведет к вложенным транзакциям, что вполне нормально при условии, что сервер базы данных их поддерживает. Если такой поддержки нет, создайте объект транзакции для всего сеанса, который будет принимать “вызываемый” класс. Например:
final class Txn {
private final DataSource dbase;
public <T> T call(Callable<T> callable) {
JdbcSession session = new JdbcSession(this.dbase);
try {
session.sql("START TRANSACTION").exec();
T result = callable.call();
session.sql("COMMIT").exec();
return result;
} catch (Exception ex) {
session.sql("ROLLBACK").exec();
throw ex;
}
}
}Затем, когда вы хотите обернуть несколько манипуляций с объектами в одну транзакцию, сделайте это следующим образом:
new Txn(dbase).call(
new Callable<Integer>() {
@Override
public Integer call() {
Posts posts = new PgPosts(dbase);
Post post = posts.add(
new Date(), "How to cook an omelette"
);
post.comments().post("This is my first comment!");
return post.id();
}
}
);Этот код создаст новую запись и опубликует комментарий к ней. Если один из вызовов завершится неудачей, вся транзакция будет откачена.
Мне этот подход кажется объектно-ориентированным. Я называю это “объектами, говорящими на SQL”, потому что они знают, как разговаривать на SQL с сервером базы данных. Это их мастерство, идеально заключенное в их границах.