Способ доступа к данным бывает разным и зависит от источника данных. Способ доступа к персистентному хранилищу, например к базе данных, очень зависит от типа этого хранилища (реляционные базы данных, объектно-ориентированные базы данных, однородные или «плоские» файлы и т.д.) и от конкретной реализации.

Многие реальные приложения платформы Java 2 Platform, Enterprise Edition (J2EE) должны использовать на некотором этапе персистентные данные. Для этих приложений персистентное хранение реализуется различными механизмами и существуют значительные отличия в API, используемых для доступа к этим механизмам. Другим приложениям может понадобиться доступ к данным, расположенным на разных системах. Например, данные могут находиться на мэйнфреймах, LDAP-репозиториях (Lightweight Directory Access Protocol - облегченный протокол доступа к каталогам) и т.д. Другим примером является ситуация, когда данные предоставляются службами, выполняющимися на разных внешних системах, таких как системы business-to-business (B2B), системы обслуживания кредитных карт и др.

Обычно приложения совместно используют распределенные компоненты для представления персистентных данных, например, компоненты управления данными. Считается, что приложение использует управляемую компонентом персистенцию (BMP- bean-managed persistence) для своих компонентов управления данными, если эти компоненты явно обращаются к персистентным данным - то есть компонент содержит код прямого доступа к хранилищу данных. Приложение с более простыми требованиями может вместо компонентов управления данными использовать сессионные компоненты или сервлеты с прямым доступом к хранилищу данных для извлечения и изменения данных. Также, приложение могло бы использовать компоненты управления данными с управляемой контейнером персистенцией, передавая, таким образом, контейнеру функции управления транзакциями и деталями персистенции.

Для доступа к данным, расположенным в системе управления реляционными базами данных (RDBMS), приложения могут использовать JDBC API. JDBC API предоставляет стандартный механизм доступа и управления данными в персистентном хранилище, таком как реляционная база данных. JDBC API позволяет в J2EE-приложениях использовать SQL-команды, являющиеся стандартным средством доступа к RDBMS-таблицам. Однако, даже внутри среды RDBMS фактический синтаксис и формат SQL-команд может сильно зависеть от конкретной базы данных.

Для различных типов персистентных хранилищ существует еще большее число вариантов. Механизмы доступа, поддерживаемые API и функции отличаются для различных типов персистентных хранилищ, таких как RDBMS, объектно-ориентированные базы данных, плоские файлы и т.д. Приложения, которым нужен доступ к данным, расположенным на традиционных или несовместимых системах (например, мэйнфреймы или B2B-службы), часто вынуждены использовать патентованные API. Такие источники данных представляют проблему для приложений и могут потенциально создавать прямую зависимость между кодом приложения и кодом доступа к данным. Когда бизнес-компонентам (компонентам управления данными, сессионным компонентам и даже презентационным компонентам, таким как сервлеты и вспомогательные объекты для JSP-страниц) необходим доступ к источнику данных, они могут использовать соответствующий API для получения соединения и управления этим источником данных. Но включение кода для установления соединения и доступа к данным в код этих компонентов создает тесную связь между компонентами и реализацией источника данных. Такая зависимость кода в компонентах может сделать миграцию приложения от одного типа источника данных к другому трудной и громоздкой. При изменениях источника данных компоненты необходимо изменить.

Используйте Data Access Object (DAO) для абстрагирования и инкапсулирования доступа к источнику данных. DAO управляет соединением с источником данных для получения и записи данных.

DAO реализует необходимый для работы с источником данных механизм доступа. Источником данных может быть персистентное хранилище (например, RDBMS), внешняя служба (например, B2B-биржа), репозиторий (LDAP-база данных), или бизнес-служба, обращение к которой осуществляется при помощи протокола CORBA Internet Inter-ORB Protocol (IIOP) или низкоуровневых сокетов. Использующие DAO бизнес-компоненты работают с более простым интерфейсом, предоставляемым объектом DAO своим клиентам. DAO полностью скрывает детали реализации источника данных от клиентов. Поскольку при изменениях реализации источника данных представляемый DAO интерфейс не изменяется, этот паттерн дает возможность DAO принимать различные схемы хранилищ без влияния на клиенты или бизнес-компоненты. По существу, DAO выполняет функцию адаптера между компонентом и источником данных.

DAO : структура

На рисунке 53 показана диаграмма классов, представляющая взаимоотношения в паттерне DAO.

Рисунок 53

На рисунке 54 представлена диаграмма последовательности действий, показывающая взаимодействия между различными участниками в данном паттерне.

Рисунок 54

Участники

· BusinessObject представляет клиента данных. Это объект, который нуждается в доступе к источнику данных для получения и сохранения данных. BusinessObject может быть реализован как сессионный компонент, компонент управления данными или другой Java-объект, сервлет или вспомогательный компонент.

· DataAccessObject является первичным объектом данного паттерна. DataAccessObject абстрагирует используемую реализацию доступа к данным для BusinessObject, обеспечивая прозрачный доступ к источнику данных. BusinessObject передает также ответственность за выполнение операций загрузки и сохранения данных объекту DataAccessObject.

· DataSource представляет реализацию источника данных. Источником данных может быть база данных, например, RDBMS, OODBMS, XML-репозиторий, система плоских файлов и др. Источником данных может быть также другая система (традиционная/мэйнфрейм), служба (B2B-служба или система обслуживания кредитных карт), или какой-либо репозиторий (LDAP).

· Value Object используется для передачи данных. DataAccessObject может использовать ValueObject для возврата данных клиенту. DataAccessObject может также принимать данные от клиента в объекте ValueObject для их обновления в источнике данных.

Реализация

Паттерн DAO может быть сделан очень гибким при использовании паттернов Abstract Factory и Factory Method.

Данная стратегия может быть реализована с использованием паттерна Factory Method для генерации нескольких объектов DAO, которые нужны приложению, в тех случаях, когда применяемое хранилище данных не изменяется при переходе от одной реализации к другой. Диаграмма классов этого случая приведена на рисунке 55.

Рисунок 55

Когда используемое хранилище данных может измениться при переходе от одной реализации к другой, данная стратегия может быть реализована с применением паттерна Abstract Factory. Abstract Factory, в свою очередь, может создать и использовать реализацию Factory Method implementation. В этом случае данная стратегия предоставляет абстрактный объект генератора DAO (Abstract Factory), который может создавать конкретные генераторы DAO различного типа, причем каждый генератор может поддерживать различные типы реализаций персистентных хранилищ данных. После получения конкретного генератора для конкретной реализации вы можете использовать его для генерации объектов DAO, поддерживаемых и реализуемых в этой реализации.

Диаграмма классов этой стратегии представлена на рисунке 56. Эта диаграмма классов показывает базовый генератор DAO, являющийся абстрактным классом, который наследуется и реализуется различными конкретными генераторами DAO для поддержки доступа к специфической реализации хранилища данных. Клиент может получить реализацию конкретного генератора DAO, например RdbDAOFactory, и использовать его для получения конкретных объектов DAO, работающих с этой конкретной реализацией хранилища данных. Например, клиент может получить RdbDAOFactory и использовать его для получения конкретных DAO, таких как RdbCustomerDAO, RdbAccountDAO и др. Объекты DAO могут расширять и реализовывать общий базовый класс (показанные как DAO1 и DAO2) и детально описывать требования к DAO для поддерживаемых бизнес-объектов. Каждый конкретный объект DAO отвечает за соединение с источником данных и за получение и управление данными для поддерживаемого им бизнес-объекта.

Рисунок 56

DAO : результаты

· Разрешает прозрачность

Бизнес-объекты могут использовать источник данных, не имея знаний о конкретных деталях его реализации. Доступ является прозрачным, поскольку детали реализации скрыты внутри DAO.

· Облегчает миграцию

Уровень объектов DAO облегчает приложению миграцию на другую реализацию базы данных. Бизнес-объекты не знают о деталях реализации используемых данных. Следовательно, процесс миграции требует изменений только в уровне DAO. Более того, при использовании стратегии генератора можно предоставить конкретную реализацию генератора для каждой реализации хранилища данных. В этом случае миграция на другую реализацию хранилища означает предоставление приложению новой реализации генератора.

· Уменьшает сложность кода в бизнес-объектах

Поскольку объекты DAO управляют всеми сложностями доступа к данным, упрощается код бизнес-компонентов и других клиентов данных, использующих DAO. Весь зависящий от реализации код (например, SQL-команды) содержится в DAO, а не в бизнес-объекте. Это улучшает читаемость кода и производительность разработки.

· Централизует весь доступ к данным в отдельном уровне

Поскольку все операции доступа к данным реализованы в объектах DAO, отдельный уровень доступа к данным может рассматриваться как уровень, изолирующий остальную часть приложения от реализации доступа к данным. Такая централизация облегчает поддержку и управление приложением.

· Добавляет дополнительный уровень

Объекты DAO создают дополнительный уровень объектов между клиентом данных и источником данных, который должен быть разработан и реализован для использования преимуществ, предлагаемых данным паттерном. Но за реализуемые при этом преимущества приходится платить дополнительными усилиями при разработке.

· Требуется разработка иерархии классов

При использовании стратегии генератора необходимо разработать и реализовать иерархию конкретных генераторов и иерархию конкретных объектов, производимых генераторами. Эти дополнительные усилия необходимо принимать во внимание, если существует достаточно оснований для реализации такой гибкости. Это увеличивает сложность разработки. Однако, вы можете сначала реализовать эту стратегию с паттерном Factory Method, а затем, при необходимости, перейти к паттерну Abstract Factory.

Литература:

1. Гаврилов, А.В. Учебное пособие по языку Java. 10 задач с решением [Текст]. / Гаврилов А.В., Дегтярёва О.А., Лёзин И.А., Лёзина И.В. - Самара: Издательство СНЦ РАН, 2012. – 224 с. - ISBN 978-5-93424-619-9

2. Гамма, Э. Приемы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования [Текст] : [пер. с англ.] / Э. Гамма, Р. Хелм, Р. Джонсон, Д. Влиссидес. - СПб.: Питер, 2013. - 368 с.: ил. - (Серия «Библиотека программиста»). - ISBN 978-5-496-00389-4

3. Гранд, Марк. Шаблоны проектирования в Java [Текст] : кат. попул. шаблонов проектирования, проиллюстрир. при помощи UML : [пер. с англ.] / Марк Гранд. - М. : Новое знание, 2004. - 558 с. - ISBN 5-94735-047-5

4. Хорстманн, Кей С. Java 2. Т. 1. Основы [Текст] / Кей С. Хорстманн, Гари Корнелл. - 8-е изд. -М.; СПб : Вильямс, 2012. - 813 с. - (Библиотека профессионала). - ISBN 978-5-8459-1378-4.- 50 экз.

5. Хорстманн, Кей С. Java 2. Т. 2. Тонкости программирования [Текст] / Кей С. Хорстманн, Гари Корнелл. - 8-е изд. - М.; СПб : Вильямс, 2012.– 983 с. – (Библиотека профессионала). - ISBN 978-5-8459-1482-8. - 50 экз.

6. Фримен, Э. Паттерны проектирования [Текст] / Эрик Фримен, Элизабет Фримен, Кэтти Сьерра, Берт Бейтс. – Спб.: Питер, 2011. – 656 с., ил.- ISBN 978-5-459-00435-9.

7. http://ooad.asf.ru/Patterns.aspx

8. http://javatutor.net/articles/j2ee-pattern-data-access-object