J2EE開發(fā)人員使用數(shù)據(jù)訪問對象(DAO)設(shè)計模式把底層的數(shù)據(jù)訪問邏輯和高層的商務(wù)邏輯分開。實現(xiàn)DAO模式能夠更加專注于編寫數(shù)據(jù)訪問代碼。這篇文章中，
Java開發(fā)人員Sean C. Sullivan從三個方面討論DAO編程的結(jié)構(gòu)特征:事務(wù)劃分，異常處理，日志記錄。
在最近的18個月，我和一個優(yōu)秀的軟件開發(fā)團隊一起工作，開發(fā)定制基于WEB的供應(yīng)鏈管理應(yīng)用程序.我們的應(yīng)用程序訪問廣泛的持久層數(shù)據(jù)，包括出貨狀態(tài)，供應(yīng)鏈制度，庫存，貨物發(fā)運，項目管理數(shù)據(jù)，和用戶屬性等.我們使用JDBC API連接我們公司的各種數(shù)據(jù)庫平臺，并且在整個應(yīng)用程序中應(yīng)用了DAO設(shè)計模式.
通過在整個應(yīng)用程序中應(yīng)用數(shù)據(jù)訪問對象(DAO)設(shè)計模式使我們能夠把底層的數(shù)據(jù)訪問邏輯和上層的商務(wù)邏輯分開.我們?yōu)槊總€數(shù)據(jù)源創(chuàng)建了提供CRUD(創(chuàng)建，讀取，更新，刪除)操作的DAO類.
在本文中，我將向你介紹DAO的實現(xiàn)策略以及創(chuàng)建更好的DAO類的技術(shù).我會明確的介紹日志記錄，異常處理，和事務(wù)劃分三項技術(shù).你將學(xué)在你的DAO類中怎樣把這三種技術(shù)結(jié)合在一起.這篇文章假設(shè)你熟悉JDBC API，SQL和關(guān)系性數(shù)據(jù)庫編程.
我們先來回顧一下DAO設(shè)計模式和數(shù)據(jù)訪問對象.
DAO基礎(chǔ) DAO模式是標(biāo)準的J2EE設(shè)計模式之一.開發(fā)人員使用這個模式把底層的數(shù)據(jù)訪問操作和上層的商務(wù)邏輯分開.一個典型的DAO實現(xiàn)有下列幾個組件:
1. 一個DAO工廠類；
2. 一個DAO接口；
3. 一個實現(xiàn)DAO接口的具體類；
4. 數(shù)據(jù)傳遞對象(有些時候叫做值對象).
具體的DAO類包含了從特定的數(shù)據(jù)源訪問數(shù)據(jù)的邏輯。在下面的這段中你將學(xué)到設(shè)計和實現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問對象的技術(shù)。
事務(wù)劃分： 關(guān)于DAO要記住的一件重要事情是它們是事務(wù)性對象。每個被DAO執(zhí)行的操作（象創(chuàng)建，更新、或刪除數(shù)據(jù)）都是和事務(wù)相關(guān)聯(lián)的。同樣的，事務(wù)劃分（transaction demarcation）的概念是特別重要的。
事務(wù)劃分是在事務(wù)界定定義中的方式。J2EE規(guī)范為事務(wù)劃分描述了兩種模式：編程性事務(wù)（programmatic）和聲明性事務(wù)（declarative）。下表是對這兩種模式的拆分：
| 聲明性事務(wù)劃分 | 編程性事務(wù)劃分 |
| 程序員使用EJB的布署描述符聲明事務(wù)屬性 | 程序員擔(dān)負編寫事務(wù)邏輯代碼的責(zé)任。 |
| 運行時環(huán)境（EJB容器）使用這些屬性來自動的管理事務(wù)。 | 應(yīng)用程序通過一個API接口來控制事務(wù)。 |
我將把注意力集中的編程性事務(wù)劃分上。
象前面的介紹一樣，DAOs是一些事務(wù)對象。一個典型的DAO要執(zhí)行象創(chuàng)建、更新、和刪除這的事務(wù)性操作。在設(shè)計一個DAO時，首先要問自己如下問題：
1、 事務(wù)將怎樣開始？
2、 事務(wù)將怎樣結(jié)束？
3、 那個對象將承擔(dān)起動一個事務(wù)的責(zé)任？
4、 那個對象將承擔(dān)結(jié)束一個事務(wù)的責(zé)任？
5、 DAO應(yīng)該承擔(dān)起動和結(jié)束事務(wù)的責(zé)任？
6、 應(yīng)用程序需要交叉訪問多個DAO嗎？
7、 一個事務(wù)包含一個DAO還是多個DAO？
8、 一個DAO包含其它的DAO中的方法嗎？
回答這些問題將有助于你為DAO對象選擇最好的事務(wù)劃分策略。對ADO中的事務(wù)劃分有兩個主要的策略。一種方法是使用DAO承擔(dān)事務(wù)劃分的責(zé)任；另一種是延期性事務(wù)，它把事務(wù)劃分到調(diào)用DAO對象的方法中。如果你選擇前者，你將要在DAO類中嵌入事務(wù)代碼。如果你選擇后者，事務(wù)代碼將被寫在DAO類的外部。我們將使用簡單的代碼實例來更好的理解這兩種方法是怎樣工作的。
實例1展示了一個帶有兩種數(shù)據(jù)操作的DAO：創(chuàng)建（create）和更新（update）:
public void createWarehouseProfile(WHProfile profile)；
public void updateWarehouseStatus(WHIdentifier id， StatusInfo status)； |
實例2展示了一個簡單的事務(wù)，事務(wù)劃分代碼是在DAO類的外部。注意：在這個例子中的調(diào)用者把多個DOA操作組合到這個事務(wù)中。
tx.begin()； // start the transaction
dao.createWarehouseProfile(profile)；
dao.updateWarehouseStatus(id1， status1)；
dao.updateWarehouseStatus(id2， status2)；
tx.commit()； // end the transaction |
這種事務(wù)事務(wù)劃分策略對在一個單一事務(wù)中訪問多個DAO的應(yīng)用程序來說尤為重要。
你即可使用JDBC API也可以使用Java 事務(wù)API(JTA)來實現(xiàn)事務(wù)的劃分。JDBC事務(wù)劃分比JTA事務(wù)劃分簡單，但是JTA提供了更好的靈活性。在下面的這段中，我們會進一步的看事務(wù)劃分機制。
使用JDBC的事務(wù)劃分 JDBC事務(wù)是使用Connection對象來控制的。JDBC的連接接口（java.sql.Connection）提供了兩種事務(wù)模式：自動提交和手動提交。Java.sql.Connection為控制事務(wù)提供了下列方法：
.public void setAutoCommit(Boolean)
.public Boolean getAutoCommit()
.public void commit()
.public void rollback() |
實例3展示怎樣使用JDBC API來劃分事務(wù)：
import java.sql.*；
import javax.sql.*；
// ...
DataSource ds = obtainDataSource()；
Connection conn = ds.getConnection()；
conn.setAutoCommit(false)；
// ...
pstmt = conn.prepareStatement("；UPDATE MOVIES ..."；)；
pstmt.setString(1， "；The Great Escape"；)；
pstmt.executeUpdate()；
// ...
conn.commit()；
// ... |
使用JDBC事務(wù)劃分，你能夠把多個SQL語句組合到一個單一事務(wù)中。JDBC事務(wù)的缺點之一就是事務(wù)范圍被限定在一個單一的數(shù)據(jù)庫連接中。一個JDBC事務(wù)不能夠跨越多個數(shù)據(jù)庫。接下來，我們會看到怎樣使用JTA來做事務(wù)劃分的。因為JTA不象JDBC那樣被廣泛的了解，所以我首先概要的介紹一下JTA。
JTA概要介紹 Java事務(wù)API（JTA；Java Transaction API）和它的同胞Java事務(wù)服務(wù)(JTS；Java Transaction Service)，為J2EE平臺提供了分布式事務(wù)服務(wù)。一個分布式事務(wù)（distributed transaction）包括一個事務(wù)管理器（transaction manager）和一個或多個資源管理器(
resource manager)。一個資源管理器（resource manager）是任意類型的持久化數(shù)據(jù)存儲。事務(wù)管理器（transaction manager）承擔(dān)著所有事務(wù)參與單元者的相互通訊的責(zé)任。下車站顯示了事務(wù)管理器和資源管理的間的關(guān)系。
JTA事務(wù)比JDBC事務(wù)更強大。一個JTA事務(wù)可以有多個參與者，而一個JDBC事務(wù)則被限定在一個單一的數(shù)據(jù)庫連接。下列任一個Java平臺的組件都可以參與到一個JTA事務(wù)中：
.JDBC連接
.JDO PersistenceManager 對象
.JMS 隊列
.JMS 主題
.企業(yè)JavaBeans（EJB）
.一個用J2EE Connector Architecture 規(guī)范編譯的資源分配器。
使用JTA的事務(wù)劃分
要用JTA來劃分一個事務(wù)，應(yīng)用程序調(diào)用javax.transaction.UserTransaction接口中的方法。示例4顯示了一個典型的JNDI搜索的UseTransaction對象。
import javax.transaction.*；
import javax.naming.*；
// ...
InitialContext ctx = new InitialContext()；
Object txObj = ctx.lookup("；java:comp/UserTransaction"；)；
UserTransaction utx = (UserTransaction) txObj； |
應(yīng)用程序有了UserTransaction對象的引用之后，就可以象示例5那樣來起動事務(wù)。
utx.begin()；
// ...
DataSource ds = obtainXADataSource()；
Connection conn = ds.getConnection()；
pstmt = conn.prepareStatement("；UPDATE MOVIES ..."；)；
pstmt.setString(1， "；Spinal Tap"；)；
pstmt.executeUpdate()；
// ...
utx.commit()；
// ... |
當(dāng)應(yīng)用程序調(diào)用commit()時，事務(wù)管理器使用兩段提交協(xié)議來結(jié)束事務(wù)。JTA事務(wù)控制的方法：
.javax.transaction.UserTransaction接口提供了下列事務(wù)控制方法：
.public void begin()
.public void commit()
.public void rollback()
.public void getStatus()
.public void setRollbackOnly()
.public void setTransactionTimeout(int) |
應(yīng)用程序調(diào)用begin()來起動事務(wù)，即可調(diào)用commit()也可以調(diào)用rollback()來結(jié)束事務(wù)。
使用JTA和JDBC
開發(fā)人員經(jīng)常使用JDBC來作為DAO類中的底層數(shù)據(jù)操作。如果計劃使用JTA來劃分事務(wù)，你將需要一個實現(xiàn)了javax.sql.XADataSource，javax.sql.XAConnection和javax.sql.XAResource接口JDBC的驅(qū)動。實現(xiàn)了這些接口的驅(qū)動將有能力參與到JTA事務(wù)中。一個XADataSource對象是一個XAConnection對象的工廠。XAConnections是參與到JTA事務(wù)中的連接。
你需要使用應(yīng)用程序服務(wù)器管理工具來建立XADataSource對象。對于特殊的指令請參考應(yīng)用程序服務(wù)器文檔和JDBC驅(qū)動文檔。
J2EE應(yīng)用程序使用JNDI來查找數(shù)據(jù)源。一旦應(yīng)用程序有了一個數(shù)據(jù)源對象的引用，這會調(diào)用javax.sql.DataSource.getConnection()來獲得數(shù)據(jù)庫的連接。
XA連接區(qū)別于非XA連接。要記住的是XA連接是一個JTA事務(wù)中的參與者。這就意味著XA連接不支持JDBC的自動提交特性。也就是說應(yīng)用程序不必在XA連接上調(diào)用java.sql.Connection.commit()或java.sql.Connection.rollback()。相反，應(yīng)用程序應(yīng)該使用UserTransaction.begin()、UserTransaction.commit()和UserTransaction.rollback().
選擇最好的方法
我們已經(jīng)討論了JDBC和JTA是怎樣劃分事務(wù)的。每一種方法都有它的優(yōu)點，回此你需要決定為你的應(yīng)用程序選擇一個最適應(yīng)的方法。 在我們團隊許多最近的對于事務(wù)劃分的項目中使用JDBC API來創(chuàng)建DAO類。這DAO類總結(jié)如下：
.事務(wù)劃分代碼被嵌入到DAO類內(nèi)部
.DAO類使用JDBC API來進行事務(wù)劃分
.調(diào)用者沒有劃分事務(wù)的方法
.事務(wù)范圍被限定在一個單一的JDBC連接
JDBC事務(wù)對復(fù)雜的企業(yè)應(yīng)用程序不總是有效的。如果你的事務(wù)將跨越多個DAO對象或多個數(shù)據(jù)庫，那么下面的實現(xiàn)策略可能會更恰當(dāng)：
.用JTA對事務(wù)進行劃分
.事務(wù)劃分代碼被DAO分開
.調(diào)用者承擔(dān)劃分事務(wù)的責(zé)任
.DAO參與一個全局的事務(wù)中
JDBC方法由于它的簡易性而具有吸引力，JTA方法提供了更多靈活性。你選擇什么樣的實現(xiàn)將依賴于你的應(yīng)用程序的特定需求。
日志記錄和DAO
一個好的DAO實現(xiàn)類將使用日志記錄來捕獲有關(guān)它在運行時的行為細節(jié)。你可以選擇記錄異常、配置信息、連接狀態(tài)、JDBC驅(qū)動程序的元數(shù)據(jù)或查詢參數(shù)。日志對開發(fā)整個階段都是有益的。我經(jīng)常檢查應(yīng)用程序在開發(fā)期間、測試期間和產(chǎn)品中的日志記錄。
在這段中，我們將展現(xiàn)一段如何把Jakarta Commaons Logging結(jié)合中一個DAO中的例子。在我們開始之前，讓我們先回顧一些基礎(chǔ)知識。
選擇一個日志例庫
許多開發(fā)人員使用的基本日志形式是：System.out.println和System.err.println.Println語句。這種形式快捷方便，但它們不能提供一個完整的日志系統(tǒng)的的能力。下表列出了Java平臺的日志類庫：
| 日志類庫 | 開源嗎？ | URL |
| Java.util.logging | 否 | http://java.sun.com/j2ee |
| Jakarta Log4j | 是 | http://hajarta.apache.org/log4j/ |
| Jakarta Commons Logging | 是 | http:/Jakarta.apache.org/commons/logging.html |
Java.util.logging是J2SE1.4平臺上的標(biāo)準的API。但是，大多數(shù)開發(fā)人員都認為Jakarta Log4j提供了更大的功能性和靈活性。Log4j超越j(luò)ava.util.logging的優(yōu)點之一就是它支持J2SE1.3和J2SE1.4平臺。
Jakarta Commons Logging能夠被用于和java.util.loggin或Jakarta Log4j一起工作。Commons Logging是一個把你的應(yīng)用程序獨立于日志實現(xiàn)的提取層。使用Commons Logging你能夠通過改變一個配置文件來與下面的日志實現(xiàn)來交換數(shù)據(jù)。Commons Logging被用于JAKARTA Struts1.1和Jakarta HttpClient2.0中。
一個日志示例 示例7顯示了在一個DOA類中怎樣使用Jakarta Commons Logging
import org.apache.commons.logging.*；
class DocumentDAOImpl implements DocumentDAO
{
static private final Log log = LogFactory.getLog(DocumentDAOImpl.class)；
public void deleteDocument(String id)
{
// ...
log.debug("；deleting document: "； + id)；
// ...
try
{
// ... data operations ...
}
catch (SomeException ex)
{
log.error("；Unable to delete document"； ex)；
// ... handle the exception ...
}
}
} |
日志是評估應(yīng)用程序的基本部分。如果你在一個DAO中遇到了失敗，日志經(jīng)常會為理解發(fā)生的什么錯誤提供最好的信息。把日志結(jié)合到你的DAO中，確保得到調(diào)試和解決問題的有效手段。
DAO中的異常處理 我們已經(jīng)看了事務(wù)劃分和日志記錄，并且現(xiàn)在對于它們是怎樣應(yīng)用于數(shù)據(jù)訪問對象的有一個深入的理解。我們第三部分也是最后要討論的是異常處理。下面的一些簡單的異常處理方針使用你的DAO更容易使用，更加健壯和更具有可維護性。
在實現(xiàn)DAO模式的時候，要考濾下面的問題：
.在DAO的public接口中的方法將拋出被檢查的異常嗎？
.如果是，將拋出什么樣的檢查性異常？
.在DAO實現(xiàn)類中怎能樣處理異常。
在用DAO模式工作的過程中，我們的團隊為異常處理開發(fā)了一組方針。下面的這些方針會很大程度的改善你的DAO：
.DAO方法應(yīng)該拋出有意義的異常。
.DAO方法不應(yīng)該拋出java.lang.Exception異常。因為java.lang.Exception太一般化，它不能包含有關(guān)潛在問題的所有信息。
.DAO方法不應(yīng)該拋出java.sql.SQLException異常。SQLException是一個底層的JDBC異常，DAO應(yīng)用努力封裝JDBC異常而不應(yīng)該把JDBC異常留給應(yīng)用程序的其它部分。
.在DAO接口中的方法應(yīng)該只拋出調(diào)用者期望處理的檢查性異常。如果調(diào)用者不能用適當(dāng)?shù)姆椒▉硖幚懋惓?，考濾拋出不檢查性（運行時run-time）異常。
.如果你的數(shù)據(jù)訪問代碼捕獲了一個異常，不可要忽略它。忽略捕獲異常的DAO是很處理的。
.使用異常鏈把底層的異常傳遞給高層的某個處理器。
.考濾定義一個標(biāo)準的DAO異常類。Spring框架提供了一個優(yōu)秀的預(yù)定義的DAO異常類的集合。
看Resources，查看有異常和異常處理技術(shù)的更詳細信息。
實現(xiàn)示例：MovieDAO MoveDAO是一個示范了在這篇文章中所討論的所有技術(shù)，包括事務(wù)劃分、日志記錄和異常處理。你會在Resources段找到MovieDAO的源代碼。它被分下面的三個包：
.daoexamples.exception
.daoexamples.move
.daoexamples.moviedemo |
這個DAO模式的實現(xiàn)由下面的類和接口組成：
.daoexamples.movie.MovieDAOFactory
.daoexamples.movie.MovieDAO
.daoexamples.movie.MovieDAOImpl
.daoexamples.movie.MovieDAOImplJTA
.daoexamples.movie.Movie
.daoexamples.movie.MovieImple
.daoexamples.movie.MovieNotFoundException
.daoexamples.movie.MovieUtil |
MovieDAO接口定義了DAO的數(shù)據(jù)操作。這個接口有如下五個方法：
.public Movie findMovieById(String id)
.public java.util.Collection findMoviesByYear(String year)
.public void deleteMovie(String id)
.public Movie createMovie(String rating，String year，String title)
.public void updateMovie(String id，String rating，String year，String title) |
daoexamples.movie包包含了兩個MovieDAO接口的實現(xiàn)。每個實現(xiàn)使用了一個同的事務(wù)劃分方法，如下表所示：
| ? | MovieDAOImpl | MovieDAOImplJTA |
| 實現(xiàn)了MovieDAO接口嗎？ | Yes | Yes |
| 通過JNDI獲得DataSource嗎？ | Yes | Yes |
| 從一個DataSource獲得java.sql.Connection對象嗎？ | Yes | Yes |
| DAO界定內(nèi)部的事務(wù)嗎？ | Yes | No |
| 使用JDBC事務(wù)嗎？ | Yes | No |
| 使用一個XA DataSource嗎？ | No | Yes |
| 分擔(dān)JTA事務(wù)嗎？ | No | Yes |
MovieDAO 示范應(yīng)用程序 這個示范應(yīng)用程序是一個叫做daoexamples.moviedemo.DemoServlet.DemoServlet的servlet類，它使用Movie DAO來查詢和更新一個表中的movie數(shù)據(jù)。
這個servlet示范了把JTA感知的MovieDAO和Java消息服務(wù)組合到一個單一的事務(wù)中，如示例8所示：
UserTransaction utx = MovieUtil.getUserTransaction()；
utx.begin()；
batman = dao.createMovie("；R"；
"；2008"；
"；Batman Reloaded"；)；
publisher = new MessagePublisher()；
publisher.publishTextMessage("；I’ll be back"；)；
dao.updateMovie(topgun.getId()，
"；PG-13"；
topgun.getReleaseYear()，
topgun.getTitle())；
dao.deleteMovie(legallyblonde.getId())；
utx.commit()； |
要運行這個范例應(yīng)用程序，在你的應(yīng)用程序服務(wù)器中配置一個XA 數(shù)據(jù)源和一個非XA數(shù)據(jù)源。然后布署daoexamples.ear文件。這個應(yīng)用程序?qū)⑦\行在任何與J2EE兼容的應(yīng)用程序服務(wù)器。