Hibernate

Hibernate Framework — это фреймворк для языка Java, предназначенный для работы с базами данных. Он реализует объектно-реляционную модель — технологию, которая «соединяет» программные сущности и соответствующие записи в базе. Иногда его называют библиотекой — оба названия в принципе справедливы.

Объектно-реляционная модель, или ORM, позволяет создать программную «виртуальную» базу данных из объектов. Объекты описываются на языках программирования с применением принципов ООП. Java Hibernate — популярное воплощение этой модели.

Hibernate построен на спецификации JPA 2.1 — наборе правил, который описывает взаимодействие программных объектов с записями в базах данных. JPA поясняет, как управлять сохранением данных из кода на Java в базу. Но сама по себе спецификация — только теоретические правила, а в «чистой» Java ее реализации нет. Hibernate — одна из самых популярных реализаций JPA на рынке.

Фреймворк бесплатный, с открытым исходным кодом, который может просмотреть любой программист. По-русски название читается как «хибернейт».

Для чего применяется Hibernate

Hibernate пользуются Java-разработчики, которые работают с базами данных или с обработкой информации для последующего переноса в базу. Фреймворк используют при создании информационных систем: приложений, крупных программ и сетей, которые работают с информацией и базами данных. Существует аббревиатура CRUD, означающая Create, Read, Update, Delete: создавать, читать, обновлять и удалять. Это четыре действия, которые должна уметь выполнять информационная система, работающая с базой. Задача Hibernate при создании такого приложения — сократить количество низкоуровневого кода и облегчить работу программиста с БД.

Hibernate:

• ускоряет и облегчает написание кода;
• позволяет создать удобную модель для отображения базы данных в коде;
• дает возможность быстро и в читаемом виде записывать информацию из кода в базу.

Особенности Hibernate Framework

Идея фреймворка — создать «виртуальную» базу данных из программных объектов и работать с ней как с реальной базой. Поэтому им часто пользуются для упрощения работы. Он берет на себя взаимодействие с реляционной БД, а разработчику остается работать с кодом.

В Hibernate есть возможность, которую называют «ленивой загрузкой». Объекты в фреймворке не подгружают всю информацию из базы изначально. Вместо этого они просто «знают», как ее получить, и при первом обращении к информации загружают ее в фоне. Это нужно для оптимизации производительности.

Внутри Hibernate — собственный язык запросов Hibernate Query Language, или HQL. Это SQL-подобный язык, но полностью объектно-ориентированный и более краткий — не приходится так много работать с шаблонным кодом, как в «чистом» SQL.

Преимущества использования Hibernate

Популярность. Hibernate — популярный фреймворк, который фактически считают золотым стандартом. Это влечет за собой сразу три преимущества:

• по нему много учебников, туториалов и обсуждений на специализированных сайтах;
• большинство технологий, работающих с Java, поддерживают Hibernate. Это базы данных, фреймворки, библиотеки. Существуют плагины и для других языков или платформ, например порт на платформу .NET;
• разработчик, умеющий работать с этим фреймворком, всегда найдет работу.

Устранение лишнего кода. Повторяющийся шаблонный код, который делает программу менее читаемой, называют «спагетти». Если программа взаимодействует с базой, то в ней по определению много «спагетти»-кода, в том числе низкоуровневого. Использование Hibernate позволяет сократить количество «спагетти», соответственно, сделать программу более лаконичной и хорошо читаемой.

Возможность сосредоточиться на логике. Разработчику не приходится писать множество запросов, он избавлен от написания большого количества «технического» низкоуровневого кода. Поэтому можно сосредоточиться на логике работы программы и не отвлекаться на шаблонные задачи, поручив их фреймворку. Это облегчает и ускоряет разработку.

Независимость от базы данных. Hibernate может работать с любой базой и не имеет жесткой привязки к какой-то конкретной базе или СУБД. Благодаря этому он гибкий, его можно использовать в связке с другими технологиями. Язык запросов у него тоже свой, независимый от СУБД, хотя Hibernate поддерживает и «чистый» SQL.

Объектно-ориентированный подход. Hibernate реализует парадигму объектно-ориентированного программирования, которая очень распространена и хорошо знакома разработчикам. Поэтому работать с ним относительно просто, если вы уже знаете основы: не приходится постоянно отвлекаться на совершенно другую логику работы с базами данных. Можно реализовать все управление на ООП — этому способствует и наличие собственного SQL-подобного объектно-ориентированного языка запросов.

Недостатки Hibernate Framework

Сложность в освоении. Эта проблема актуальна в основном для новичков. Для работы с фреймворком нужно понимать теорию реляционных БД. Понадобится знать, что такое транзакция, по каким принципам работают базы данных, как с ними взаимодействовать и многое другое. Естественно, надо знать Java: осваивать фреймворки советуют после изучения основных принципов «чистого» языка.

Проблемы с производительностью. Несмотря на возможности, которые дает «ленивая загрузка», спецификацию JPA и в частности Hibernate часто критикуют за низкую производительность. Есть мнение, которое частично подкрепляется на практике, что такой тип взаимодействия с базой замедляет и утяжеляет код.

Непредсказуемость кода. Это еще один частый пункт критики JPA и Hibernate как ее реализации. Спецификация построена на объектно-ориентированной модели программирования, но не полностью соблюдает ее принципы. Это приводит к тому, что в коде могут появиться побочные эффекты — так называется явление, когда во время выполнения программы какие-то значения неявно изменяются. Побочные эффекты могут влиять на правильность работы программы, так что их надо избегать. А при использовании JPA избежать их сложно, и к Hibernate это тоже относится.

Сложности с кэшированием. В целом информацию в Hibernate можно кэшировать, то есть сохранять в специальном участке памяти, очень быстром и компактном. Это один из плюсов фреймворка — кэширование важно для производительности. Оно нужно для быстрого доступа к важным данным.

На практике кэширование самих сущностей JPA работает своеобразно:

• изменяемые сущности кэшировать не получится — инструментарий не дает возможности синхронизировать изменения с кэшем;
• неизменяемые сущности кэшировать можно, но не полноценно. Сущность загружается из базы через транзакцию — последовательность запросов в БД. Когда транзакция закрывается, на кэшированную сущность становится нельзя сослаться — только получить из нее данные.

Как начать пользоваться фреймворком

Что нужно. Вам понадобится загруженный и установленный Hibernate стабильной или последней версии — скачать его можно с официального сайта. Также необходима СУБД — система управления базами данных: если приложение будет работать с БД, без системы управления не обойтись. Можете выбрать любую СУБД — туториалы рекомендуют использовать PostgreSQL или MySQL, так как это бесплатные проекты с открытым исходным кодом.

Как начать. Обычно для начала работы с Hibernate рекомендуют использовать Maven — фреймворк для автоматизации сборки приложений на Java. Он создает в структуре проекта файл под названием pom.xml, где описываются все зависимости программы, все технологии, которыми она пользуется. Понадобится добавить в этот файл записи для Hibernate и для СУБД.

На официальном сайте Hibernate есть ссылки на центральный репозиторий Maven — там находятся образцы записей, которые надо добавить в файл для подключения разных версий фреймворка.

После того как все технологии подключены, можно писать код.