TechCodeview

ORM: objektų reliacinis žemėlapis

Objektų santykinis atvaizdavimas (ORM) yra technika, sujungianti programavimo kodą su reliacinėmis duomenų bazėmis. Jis naudoja metaduomenų deskriptorius, kad sukurtų sluoksnį tarp objektinės programos (OOP) kodo ir duomenų bazės. ORM supaprastina sąveiką tarp OOP kalbų ir duomenų bazių, suteikdama būdą adresuoti ir manipuliuoti objektais neatsižvelgiant į pagrindinius duomenų šaltinius. Tai leidžia kūrėjams atlikti CRUD operacijas duomenų bazėse, tiesiogiai neįrašant SQL kodo. ORM suteikia aukštesnį abstrakcijos ir inkapsuliavimo lygį, leidžiantį kūrėjams dirbti su duomenų bazėmis naudojant OOP principus. Tai padidina produktyvumą, pakartotinį kodo naudojimą ir techninę priežiūrą, nes abstrahuoja duomenų bazių sąveikos sudėtingumą.

Kaip veikia ORM?

ORM yra gyvybiškai svarbus verčiant ir supaprastinant informaciją tarp objektinių programų ir reliacinių duomenų bazių. Jis sprendžia uždavinį suprasti būsenas ir kodus, kuriuos generuoja objektinės programos, kurios dažnai gali būti sudėtingos ir sunkiai suprantamos. Kurdama struktūrinį žemėlapį, ORM išaiškina ryšius tarp objektų ir skirtingų duomenų bazių lentelių, nereikalaujant žinių apie pagrindinę duomenų struktūrą. Iš esmės jis sukuria loginį programos modelį su aukštu abstrakcijos lygiu, pašalindamas sudėtingas kodo detales. Šios vertingos ORM funkcijos padeda kūrėjams geriau suprasti pagrindinės duomenų bazės struktūrą. Kai programa modifikuoja duomenų objektą, reliacinė duomenų bazė reaguoja įterpdama, atnaujindama, kurdama arba ištrindama duomenis pagal šiuos pakeitimus. Šis sklandus koordinavimas vyksta todėl, kad ORM sklandžiai konvertuoja duomenis tarp lentelių ir generuoja reikiamą SQL kodą duomenų bazei, kad būtų galima apdoroti šiuos programos pakeitimus ir efektyviai valdyti duomenų veiklą.

Be to, ORM yra centralizuotas mechanizmas, skirtas valdyti objektų rinkinio ir pagrindinių duomenų šaltinių bei kauptuvų, tokių kaip reliacinės duomenų bazės arba XML saugyklos, susiejimo detales. Jis apsaugo kūrėjus nuo dažnai sudėtingų ir besikeičiančių susijusių sąsajų įmantrybių, užtikrinant, kad jie galėtų sutelkti dėmesį į kodo kūrimą be nuolatinių pagrindinių technologijų pakeitimų. Todėl ORM suteikia kūrėjams galimybę įtraukti naujas technologijas ir galimybes į savo programas nereikalaujant didelių kodų bazės modifikacijų.

ORM supaprastina kūrimo procesą, pagerina kodo priežiūrą ir skatina lankstumą, suteikdama tiltą tarp objektinių programų ir duomenų bazių. Tai leidžia kūrėjams dirbti aukštesniu abstrakcijos lygiu, nesigilinant į sudėtingas duomenų saugojimo ir gavimo detales. Galiausiai ORM palengvina veiksmingą ryšį ir sinchronizavimą tarp objektinių programų ir duomenų bazių, tuo pačiu apsaugodama kūrėjus nuo duomenų valdymo ir saugojimo sudėtingumo.

Kas yra ORM įrankis?

ORM įrankiai paprastai siūlo objektų ir lentelių atvaizdavimą, užklausų generavimą, talpyklą, operacijų valdymą ir duomenų bazės schemos valdymą. Jie leidžia kūrėjams dirbti su žinomomis objektinio programavimo koncepcijomis, sklandžiai integruojantis su duomenų baze.

Kai kurie populiarūs ORM įrankiai apima Hibernate (skirta Java), Entity Framework (skirta .NET), Django ORM (Python) ir Sequelize (skirta Node.js). Šie įrankiai suteikia daugybę funkcijų, skirtų supaprastinti duomenų bazių sąveiką, pagerinti produktyvumą ir pagerinti programinės įrangos kūrimo projektų kodo priežiūrą.

Populiarūs ORM įrankiai, skirti „Java“.

Hibernate:Hibernate yra plačiai naudojamas ORM įrankis, leidžiantis kūrėjams rašyti nuolatines duomenų klases naudojant objektinio programavimo koncepcijas, tokias kaip paveldėjimas, polimorfizmas, asociacija ir sudėtis. Jis užtikrina aukštą našumą ir mastelį, todėl tinka didelio masto programoms.Apache OpenJPA:„Apache OpenJPA“ yra dar vienas „Java“ atkaklumo įrankis, kuris gali būti naudojamas kaip atskiras POJO (paprastas senas „Java“ objektas) patvarumo sluoksnis. Jame siūlomos funkcijos, skirtos „Java“ objektams valdyti ir išsaugoti duomenų bazėje.EclipseLink:„EclipseLink“, atvirojo kodo „Java“ atkaklumo sprendimas, palaiko reliacines duomenų bazes, XML ir duomenų bazių žiniatinklio paslaugas. Tai užtikrina patikimą įvairių formatų duomenų išlikimo tvarkymo funkciją.jOOQ:jOOQ yra unikalus ORM įrankis, generuojantis Java kodą pagal duomenų bazėje saugomus duomenis. Tai leidžia kūrėjams kurti tipo saugaus SQL užklausas, leidžiančias geriau kompiliavimo metu tikrinti ir optimizuoti klaidas.Oracle Top Link:Oracle TopLink yra galingas ORM įrankis, kuris puikiai tinka kuriant didelio našumo programas su nuolatine duomenų saugykla. Tai suteikia galimybę duomenis paversti reliaciniais arba XML elementais, suteikiant duomenų pateikimo lankstumo.

Šie ORM įrankiai kūrėjams suteikia parinkčių ir funkcijų, kurios supaprastina duomenų valdymą ir išlikimą programose. Jie siūlo tokias funkcijas kaip objektų susiejimas su duomenų bazės lentelėmis, SQL užklausų generavimas, operacijų tvarkymas ir našumo optimizavimas. Kūrėjai gali naudoti šiuos įrankius, kad padidintų produktyvumą, išlaikytų kodo nuoseklumą ir kurtų keičiamo dydžio bei efektyvias programas.

Populiarūs ORM įrankiai, skirti Python

Django:„Django“ yra galinga ir plačiai naudojama žiniatinklio sistema, siūlanti platų įrankių rinkinį, skirtą greitai ir efektyviai kurti žiniatinklio programas. Jame laikomasi „baterijų įtraukimo“ principo, suteikiant daug integruotų funkcijų, tokių kaip ORM, maršruto parinkimo sistema, autentifikavimas ir šablonų variklis, supaprastinantis kūrimo procesą. Naudodami „Django“, kūrėjai gali daugiau dėmesio skirti programos logikai, o ne žemo lygio diegimo detalėms.Web2py:web2py yra dar viena tvirta Python sistema, žinoma dėl savo paprastumo ir lengvo naudojimo. Jis sukurtas siekiant palengvinti greitų, keičiamo dydžio, saugių ir duomenimis pagrįstų žiniatinklio programų kūrimą. Jis siūlo visą žiniatinklio kūrimo rinkinį, įskaitant ORM, žiniatinklio serverį, šablonų variklį ir išsamų bibliotekų rinkinį. Web2py dėmesys saugumui ir automatinis įprastų žiniatinklio pažeidžiamumų tvarkymas daro jį populiariu kūrėjų pasirinkimu.SQLObject:SQLObject yra objektų santykių tvarkyklė, kuri suteikia į objektą orientuotą sąsają sąveikauti su duomenų bazėmis. Tai leidžia kūrėjams apibrėžti klases, susietas su duomenų bazės lentelėmis ir atlikti duomenų bazės operacijas naudojant objektinius metodus. SQLObject abstrahuoja pagrindines duomenų bazės operacijas, palengvindamas darbą su duomenų bazėmis ir sumažindamas SQL kodo, kurį reikia parašyti, kiekį.SQLAlchemija:SQLAlchemy yra plačiai naudojamas Python SQL įrankių rinkinys ir ORM, suteikiantis lanksčius ir efektyvius duomenų bazės prieigos modelius. Ji siūlo aukšto lygio Pythonic sąsają, skirtą sąveikai su duomenų bazėmis, leidžiančią kūrėjams rašyti duomenų bazės agnostinį kodą ir prireikus panaudoti visą SQL galią. „SQLAlchemy“ teikia pažangias funkcijas, pvz., objektų santykinį atvaizdavimą, užklausų generavimą ir operacijų valdymą, leidžiančius kūrėjams kurti efektyvias ir našias duomenų baze pagrįstas programas.

Šios sistemos ir įrankiai, įskaitant „Django“, „web2py“, „SQLObject“ ir „SQLAlchemy“, suteikia kūrėjams įvairių galimybių kurti žiniatinklio programas ir sąveikauti su duomenų bazėmis. Jie siūlo greito kūrimo funkcijas, saugią ir keičiamo dydžio programų architektūrą ir sklandų duomenų bazių integravimą. Šie įrankiai leidžia kūrėjams supaprastinti kūrimą, pagerinti kodo priežiūrą ir kurti patikimas bei efektyvias žiniatinklio programas.

Populiarūs ORM įrankiai, skirti PHP

Laravel:„Laravel“, populiarioje PHP sistemoje, yra galingas objektų santykių žemėlapis, vadinamas „Iloquent“, kuris supaprastina duomenų bazių sąveiką. „Iloquent“ suteikia intuityvią ir išraiškingą sintaksę duomenų bazės įrašų užklausoms ir manipuliavimui, todėl kūrėjams lengviau dirbti su duomenų bazėmis savo „Laravel“ programose. Naudodami Eloquent kūrėjai gali apibrėžti modelius, vaizduojančius duomenų bazių lenteles, ir šiuose modeliuose yra integruoti įrašų gavimo, kūrimo, atnaujinimo ir trynimo metodai. „Iloquent“ taip pat palaiko ryšius tarp modelių, todėl galima lengvai tvarkyti susijusius duomenis. Šis Laravel ORM įrankis apibendrina pagrindines duomenų bazės operacijas, suteikdamas patogų ir efektyvų būdą dirbti su duomenų bazėmis.TortasPHP:„CakePHP“, kita plačiai naudojama PHP sistema, siūlo visapusišką ORM, leidžiančią kūrėjams sklandžiai dirbti su duomenų bazėmis. „CakePHP“ ORM yra sukurta remiantis saugyklų ir objektų koncepcija. Saugyklos suteikia prieigą prie duomenų rinkinių, leidžiančių lanksčiai ir efektyviai teikti užklausas. Ir atvirkščiai, subjektai atstovauja atskiriems duomenų įrašams ir apima savo verslo logiką. CakePHP ORM supaprastina duomenų bazės operacijas, automatiškai generuodama SQL užklausas pagal saugyklos ir objektų apibrėžimus, sumažindama rankinio SQL kodavimo poreikį. Jame yra tokių funkcijų kaip susiejimo tvarkymas, noras įkėlimas ir duomenų patvirtinimas, todėl tai yra galingas įrankis dirbant su duomenų bazėmis CakePHP programose.Kodas:Qcodo, PHP sistema, siūlo komandų eilutės sąsają, leidžiančią kūrėjams sąveikauti su duomenų bazėmis naudojant skirtingas komandas. Šios komandos teikia tokias funkcijas kaip duomenų bazių schemų generavimas, lentelių kūrimas, perkėlimų vykdymas ir SQL užklausų vykdymas tiesiai iš terminalo. Qcodo komandų eilutės sąsaja supaprastina duomenų bazių valdymą ir suteikia patogų būdą atlikti su duomenų baze susijusias užduotis neperjungiant skirtingų įrankių ar aplinkos.RedBeanPHP:„RedBeanPHP“ yra nulinės konfigūracijos objektų santykinis žemėlapis, skirtas PHP. Tai leidžia kūrėjams dirbti su duomenų bazėmis nereikalaujant aiškios konfigūracijos ar susiejimo failų. RedBeanPHP automatiškai susieja PHP objektus į duomenų bazių lenteles ir skaidriai tvarko duomenų bazės operacijas. Kūrėjai gali atlikti CRUD (Create, Read, Update, Delete) operacijas naudodami paprastą objektinę sintaksę, nerašydami sudėtingų SQL užklausų. Dėl RedBeanPHP paprastumo ir naudojimo paprastumo jis yra populiarus pasirinkimas kūrėjams, kurie renkasi lengvą ir nesudėtingą ORM sprendimą.

Šie ORM įrankiai, įskaitant Laravel's Eloquent, CakePHP's ORM, Qcodo komandų eilutės sąsają ir RedBeanPHP, suteikia kūrėjams efektyvius ir patogius būdus dirbti su duomenų bazėmis savo PHP programose. Jie abstrahuoja duomenų bazių sąveikos sudėtingumą, pateikia intuityvius API, skirtus duomenų užklausoms ir manipuliavimui, ir supaprastina kūrimo procesą. Naudodami šiuos ORM įrankius, kūrėjai gali daugiau dėmesio skirti programų logikai ir produktyvumui, išlaikydami tvirtą ir veiksmingą duomenų pastovumo sluoksnį.

Populiarūs ORM įrankiai, skirti .NET

Subjekto struktūra:„Entity Framework“ yra patikimas objektų ir duomenų bazių žemėlapių sudarytojas, palaikantis kelias duomenų bazes, įskaitant SQL, SQLite, MySQL, PostgreSQL ir Azure Cosmos DB. Tai supaprastina programų ir duomenų bazės sąveiką, nes suteikia aukšto lygio abstrakcijos sluoksnį. Naudodami Entity Framework, kūrėjai gali dirbti su duomenų bazės objektais kaip kasdieniais savo kode objektais, išnaudodami objektinio programavimo galią ir pašalindami poreikį rašyti sudėtingas SQL užklausas. Ji siūlo automatines CRUD operacijas, tingų įkėlimą ir užklausų optimizavimą, todėl duomenų bazės operacijos tampa efektyvesnės ir patogesnės kūrėjams.NHibernate:NHibernate yra atvirojo kodo objektų reliacinis žemėlapių sudarytojas, teikiantis platų palaikymą susiejant objektus su reliacinėmis duomenų bazėmis. Jis siūlo įvairius papildinius ir įrankius, kurie padidina kūrėjo produktyvumą ir lankstumą. NHibernate leidžia kūrėjams dirbti su nuolatiniais objektais ir teikia tokias funkcijas kaip tingus įkėlimas, talpyklos kaupimas ir išplėstinės užklausos galimybės. Jis palaiko įvairias duomenų bazių platformas ir suteikia daugybę atvaizdavimo parinkčių, todėl tinka įvairiems taikymo scenarijams.Šaunuoliai:Kita vertus, „Dapper“ yra lengvas mikro-ORM, kuriame pagrindinis dėmesys skiriamas užklausų atvaizdavimui, o ne visaverčio ORM sprendimo teikimui. Jis žinomas dėl savo paprastumo ir našumo. Dapper susieja užklausų rezultatus su objektais, todėl lengviau dirbti su duomenimis iš duomenų bazės. Jame nėra tokių funkcijų kaip SQL generavimas ar kaupimas talpykloje, bet puikiai tinka scenarijuose, kai kūrėjams reikia tikslios užklausos vykdymo ir našumo optimizavimo kontrolės.„Base One Foundation“ komponentų biblioteka (BFC):BFC yra sistema, specialiai sukurta tinklo duomenų bazių programoms kurti naudojant „Visual Studio“ ir „Microsoft“, „Oracle“, IBM, „Sybase“ ir „MySQL“ DBVS programinę įrangą. BFC suteikia išsamų įrankių ir komponentų rinkinį, kuris supaprastina duomenų bazių programų kūrimą, įskaitant prieigą prie duomenų, verslo logiką ir vartotojo sąsajos komponentus. Tai aukšto lygio integracija su kūrimo aplinka ir duomenų bazių sistema, todėl lengviau kurti ir prižiūrėti patikimas duomenų bazių programas.

Šie ORM įrankiai, įskaitant „Entity Framework“, „NHibernate“, „Dapper“ ir „Base One Foundation“ komponentų biblioteką, suteikia kūrėjams įvairių galimybių dirbti su duomenų bazėmis ir supaprastinti prieigą prie duomenų savo programose. Kiekvienas įrankis turi savo stipriąsias puses ir atitinka skirtingus reikalavimus bei pageidavimus. Naudodami šiuos ORM įrankius, kūrėjai gali gauti naudos iš didesnio produktyvumo, patobulinto kodo priežiūros ir mažesnio su duomenų baze susijusio sudėtingumo, todėl programos gali būti veiksmingesnės ir keičiamos.

ORM privalumai

• Supaprastina ir abstrahuoja prieigą prie duomenų: ORM suteikia kūrėjams aukšto lygio sąsają, skirtą sąveikauti su duomenų baze naudojant į objektus orientuotas koncepcijas, todėl sumažėja sudėtingų SQL užklausų rašymo poreikis.
• Padidėjęs produktyvumas: ORM automatizuoja pasikartojančias užduotis, tokias kaip objektų duomenų bazės atvaizdavimas, užklausų generavimas ir duomenų bazės schemos valdymas, todėl kūrėjai gali daugiau dėmesio skirti programų logikai ir sutrumpinti kūrimo laiką.
• Duomenų bazės nepriklausomumas: ORM sistemos palaiko kelias duomenų bazių sistemas, todėl kūrėjai gali perjungti skirtingas duomenų bazes be reikšmingų kodo pakeitimų.
• Objektinio programavimo paradigma: ORM užpildo atotrūkį tarp objektinio programavimo kalbų ir reliacinių duomenų bazių, todėl kūrėjai gali dirbti su objektais ir klasėmis, o ne su lentelėmis ir stulpeliais.
• Patobulinta priežiūra: Atskirdama duomenų prieigos sluoksnį nuo verslo logikos, ORM skatina moduliškumą ir priežiūrą, todėl kodų bazės modifikavimas ir priežiūra yra lengvesni.
• Perkeliamumas ir kelių platformų palaikymas: ORM sistemos dažnai palaiko kelias programavimo kalbas ir platformas, todėl lengviau kurti programas, veikiančias įvairiose aplinkose.
• Integruotos saugos funkcijos: ORM sistemos suteikia tokias priemones kaip parametrinės užklausos ir įvesties patvirtinimas, kad sumažintų įprastus saugos pažeidžiamumus ir padidintų programų saugumą.
• Našumo optimizavimas: ORM sistemos siūlo tokias funkcijas kaip užklausų optimizavimas, talpyklos kaupimas ir ryšio telkimas, pagerinantis duomenų bazės našumą ir mastelį.
• Abstrakcija ir inkapsuliavimas: ORM abstrahuoja duomenų bazės operacijų sudėtingumą, todėl kūrėjai gali dirbti aukštesniu abstrakcijos lygiu ir sutelkti dėmesį į programos verslo logiką.
• Bendruomenės palaikymas ir dokumentacija: ORM sistemose yra aktyvios kūrėjų bendruomenės, suteikiančios prieigą prie dokumentų, mokymo programų ir bendruomenės pagalbos, skirtos trikčių šalinimui ir mokymuisi.

ORM trūkumai

• Našumo sąnaudos: ORM sistemos gali įdiegti papildomus abstrakcijos ir vertimo sluoksnius, kurie gali turėti įtakos duomenų bazės operacijų našumui, palyginti su pasirinktinių SQL užklausų rašymu.
• Mokymosi kreivė: norint pritaikyti ORM sistemą, kūrėjai turi išmokti ir suprasti sistemos sąvokas, konfigūraciją ir užklausos kalbą, todėl gali pailgėti mokymosi kreivė ir pradinis kūrimo laikas.
• Ribota optimizavimo kontrolė: ORM pašalina pagrindinės duomenų bazės detales, ribodama kūrėjų galimybę tiksliai derinti ir optimizuoti SQL užklausas pagal konkrečius našumo reikalavimus.
• Sudėtingas atvaizdavimas: Sudėtingų objektų modelių susiejimas su duomenų bazės lentelėmis gali būti sudėtingas, todėl gali reikėti atidžiai apsvarstyti ir prižiūrėti, kad būtų užtikrintas tikslus ir efektyvus atvaizdavimas.
• Tiekėjo užraktas: ORM sistemos dažnai turi specifinį duomenų bazių suderinamumą, dėl kurio gali atsirasti tiekėjo užraktas ir ateityje gali būti sunku pereiti prie kitos duomenų bazės arba ORM sistemos.
• Derinimo sudėtingumas: ORM sugeneruotų užklausų trikčių šalinimas ir derinimas gali būti sudėtingesnis, nes kūrėjai turi suprasti sugeneruotus SQL sakinius ir nustatyti visus neatitikimus ar našumo kliūtis.
• Padidėjęs schemų valdymo sudėtingumas: kai kurių ORM sistemų teikiamas automatinis schemų valdymas gali sukelti sudėtingumo, ypač aplinkose, kuriose reikia griežtai kontroliuoti duomenų bazės schemą arba kur dažnai perkeliama duomenų bazė.
• Kompromisai dėl našumo: nors ORM suteikia patogumo ir abstrakcijos, tai gali sukelti našumo kompromisus, palyginti su rankiniu būdu optimizuotomis SQL užklausomis konkrečioms duomenų bazės operacijoms arba sudėtingiems scenarijams.
• Padidėjęs išteklių naudojimas: ORM sistemos gali naudoti papildomus sistemos išteklius, pvz., atmintį ir apdorojimo galią, kad galėtų valdyti objektų santykio atvaizdavimo ir vertimo procesus.
• Suderinamumo problemos: ORM sistemos gali ne visada palaikyti visas duomenų bazės funkcijas arba gali kilti suderinamumo problemų su konkrečiomis duomenų bazės versijomis arba konfigūracijomis, todėl reikia išspręsti problemą arba pritaikyti.
• Priežiūros iššūkiai: tobulėjant ORM sistemoms, dėl atnaujinimų ir pakeitimų gali reikėti modifikuoti programos kodą, kad būtų pritaikytos naujos funkcijos arba klaidų pataisymai, o tai gali padidinti priežiūros išlaidas.

Sprendžiant, ar naudoti ORM sistemą, svarbu atsižvelgti į šiuos trūkumus kartu su specifiniais projekto reikalavimais ir apribojimais.