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用NHibernate处理带属性的多对多关系

2014-10-11

1、引言 老谭在面试开发人员的时候,为了考察他们的数据库开发能力,常常祭出我的法宝,就是大学数据库教程中讲到的一个模式:学生选课。这个模式是这样的: 在这个模式中,学生(Student)和课程(Course)都是实体

1、引言

老谭在面试开发人员的时候,为了考察他们的数据库开发能力,常常祭出我的法宝,就是大学数据库教程中讲到的一个模式:学生选课。这个模式是这样的:

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在这个模式中,学生(Student)和课程(Course)都是实体,分别有主键Id。考试成绩(Score)是学生和课程之间的多对多关系。

基于这个模式,对于新手,可以出一些简单查询要求,对于熟手,可以出一些复杂的查询要求,用起来得心应手。

但今天要说的重点是,怎么用NHibernate实现这个模式。和一般多对多关系稍有不同的是,这个关系带有一个属性,就是考试成绩(Score)。

如果多对多关系上带有属性,我们一般会把这个关系扩充为实体,也就是把一个多对多关系转换为一个实体加上两个多对一关系。

如果多对多关系上有多个属性,将其转换为一个实体还是有必要的,但只有很少的属性(本例中只有一个),转换为实体实在有些浪费。因为一般情况下,对于实体,我们要为其创建一个人工主键,有了人工主键,又要创建一个序列。在映射时,这个实体自然要有对应的类。这一大堆事情,想想就非常麻烦。

问题的关键是,在概念上这本来就是一个关系,为了实现的方便,而将其转换为一个实体,这个凭空多出来的实体,使概念变得复杂,非常别扭。

因此,这里要探究一下,让关系恢复为为关系,怎么用NHibernate来处理。

2、映射

如果关系表Score中没有Score那个属性字段,Student实体可以映射为这样的类:

public class Student
{
    public virtual long Id { get; set; }

    public virtual string Name { get; set; }

    public virtual IList<Course> Courses { get; set; }
}

Course也类似。

但有了属性Score,再这样映射就把这个属性丢了。为了带上Score属性,两个实体应该这样映射:

public class Student
{
    public virtual long Id { get; set; }

    public virtual string Name { get; set; }

    public virtual IDictionary<Course, int> Courses { get; set; }
}

public class Course
{
    public virtual long Id { get; set; }

    public virtual string Name { get; set; }

    public virtual IDictionary<Student, int> Students { get; set; }
}

原来的列表(List)变成了字典(Dictionary),字典的主键是原来列表中的元素,值则是关系上的属性值,即考试成绩。

对应的映射文件自然也要调整,结果如下:

...
<class name="Course" table="Course">

  <id name="Id" unsaved-value="0">
    <column name="Id" />
    ...
  </id>

  <property name="Name">
    <column name="Name"/>
  </property>

  <map name="Students" table="Score" lazy="true">
    <key column="CourseId"/>
    <index-many-to-many column="StudentId" class="Student" />
    <element column="Score" />
  </map>
</class>...
<class name="Student" table="Student">
     
  <id name="Id" unsaved-value="0">
      <column name="Id" /> 
      ...
  </id>

  <property name="Name">
    <column name="Name"/>
  </property>

  <map name="Courses" table="Score" lazy="true">
    <key column="StudentId"/>
    <index-many-to-many column="CourseId" class="Course"/>
    <element column="Score" />
  </map>
</class>

经过这样的映射,多对多关系中的属性带到了类中,而且避免了为关系创建实体——没有Score这样的类。对这样映射结果的操作,和常规多对多关系映射方式多生成的基本类似,但也有几个要注意的问题。

3、查询

对于一些简单的查询,如:

小明所有课程的成绩;化学这门课所有学生的成绩等

都比较容易处理,因为这只需要在一个实体上加过滤条件。

如果需要在两个实体上加过滤条件,如查询小明化学课的成绩,就有些复杂,其查询语句Hql是这样的:

select score
  from Course c, Student s
  join c.Students score
 where c.Name=&#39;化学&#39;
   and index(score) = s.Id
   and s.Name=&#39;小明&#39;

这里出现了我们很少用到的hql函数:index()。这是专门应对map的,其目的是获得map的索引字段。

吊诡的是,虽然我们指明,map的key是对象,如Course.Students的key是Student的对象,但index()的结果,仍然是 <index-many-to-many column="..." class="..."/> 中 column字段的值。在上面的查询中,index(score),我们期望的结果是Student对象,但结果却是对象的Id。因此,在查询语句中,我们不得不关联上Student s,并利用 s.Name 进行过滤。

即便是“简单的查询”,如查询小明所有课程的成绩,也有一个问题要注意。这个问题和懒加载相关。

在这个查询中,我们已经知道需要获取所有课程,因此,希望进行预先加载:

 from Student s
 join fetch s.Courses course
where s.Name=&#39;小明&#39;

得到结果后,如果脱离查询的环境,如释放Session,在访问课程时,如:

s.Courses.Select(c => c.Key.Name)
仍会抛出异常。因为,上述的查询并没有把Course对象加载进来。
目前还不知道怎么预加载map中索引对象。需要的话,只有依赖懒加载机制。

4、维护

除了查询,在对关系进行维护时,也有一点值得特别注意:save-update类型的cascade无效。

cascade属性,为我们进行关系维护带来不少便利。在常规(不带属性)的多对多关系中,我们的维护操作可以是这样的:

小明选化学课:

using (var tx = session.BeginTransaction())
{
    var student = GetStudent(studentName) ??
                  new Student { Name = studentName, Courses = new List<Course>() };

    var course = GetCourse(courseName) ??
                  new Course { Name = courseName, Students = new List<Student>() };

    if (!course.Students.Contains(student))
    {
        course.Students.Add(student);
    }

    session.SaveOrUpdate(course);

    tx.Commit();
}

其中,GetStudent(studentName) 和 GetCourse(courseName) 分别是指,根据学生名字或课程名字从数据库中加载相应对象。在上面的代码片段中,如果数据库中没有,则新建。维护关系后,进行保存。

需要注意的是,在保存 course 的时候,并没有确保 student 是一个持久化的对象。如果student尚未被持久化,则在保存时,NHibernate会自动保存,并维护和course的关系。能够这么做,依赖于Course中关系上的cascade属性定义(第三行末尾):

  <class name="Course" table="Course">
    ...
    <bag name="Students" table="Scoure" lazy="true" cascade="save-update">
      <key column="CourseId"/>
      <many-to-many column="StudentId" class="Student" />
    </bag>
  </class>

但在包含属性的多对多关系上,由于要使用map,就无法进行这样的配置——配置了也不生效。如果数据库中尚未保存该学生,我们不得不首先创建并将其持久化(第7行):

using (var tx = session.BeginTransaction())
{
    var student = GetStudent(studentName);
    if (student == null)
    {
        student = new Student {Name = studentName, Courses = new Dictionary<Course, int>()};
        session.Save(student);
    }

    var course = GetCourse(courseName) ??
                 new Course {Name = courseName, Students = new Dictionary<Student, int>()};

    if (course.Students.ContainsKey(student))
    {
        course.Students[student] = score;
    }
    else
    {
        course.Students.Add(student, score);
    }

    session.SaveOrUpdate(course);

    tx.Commit();
}

否则,就等着NHibernate抛出异常吧。

5、结论

用Map/Dicitionary表达的多对多关系,要比用Bag/List所表达的,操作起来更为复杂。但这样的代价,我们乐意承担。

这是因为,我们更看重模型设计,更重视概念完整性。是模型决定具体实现,而不是反过来,根据具体实现来修改模型的设计。

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