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ORM 实例教程

时间：5年前   阅读：7133

一、概述

面向对象编程和关系型数据库，都是目前最流行的技术，但是它们的模型是不一样的。

面向对象编程把所有实体看成对象（object），关系型数据库则是采用实体之间的关系（relation）连接数据。很早就有人提出，关系也可以用对象表达，这样的话，就能使用面向对象编程，来操作关系型数据库。

简单说，ORM 就是通过实例对象的语法，完成关系型数据库的操作的技术，是"对象-关系映射"（Object/Relational Mapping） 的缩写。

ORM 把数据库映射成对象。

  • 数据库的表（table） --> 类（class）
  • 记录（record，行数据）--> 对象（object）
  • 字段（field）--> 对象的属性（attribute）

举例来说，下面是一行 SQL 语句。

SELECT id, first_name, last_name, phone, birth_date, sex
 FROM persons 
 WHERE id = 10

程序直接运行 SQL，操作数据库的写法如下。

res = db.execSql(sql);
name = res[0]["FIRST_NAME"];

改成 ORM 的写法如下。

p = Person.get(10);
name = p.first_name;

一比较就可以发现，ORM 使用对象，封装了数据库操作，因此可以不碰 SQL 语言。开发者只使用面向对象编程，与数据对象直接交互，不用关心底层数据库。

总结起来，ORM 有下面这些优点。

  • 数据模型都在一个地方定义，更容易更新和维护，也利于重用代码。
  • ORM 有现成的工具，很多功能都可以自动完成，比如数据消毒、预处理、事务等等。
  • 它迫使你使用 MVC 架构，ORM 就是天然的 Model，最终使代码更清晰。
  • 基于 ORM 的业务代码比较简单，代码量少，语义性好，容易理解。
  • 你不必编写性能不佳的 SQL。

但是，ORM 也有很突出的缺点。

  • ORM 库不是轻量级工具，需要花很多精力学习和设置。
  • 对于复杂的查询，ORM 要么是无法表达，要么是性能不如原生的 SQL。
  • ORM 抽象掉了数据库层，开发者无法了解底层的数据库操作，也无法定制一些特殊的 SQL。

二、命名规定

许多语言都有自己的 ORM 库，最典型、最规范的实现公认是 Ruby 语言的 Active Record。Active Record 对于对象和数据库表的映射，有一些命名限制。

（1）一个类对应一张表。类名是单数，且首字母大写；表名是复数，且全部是小写。比如，表books对应类Book。

（2）如果名字是不规则复数，则类名依照英语习惯命名，比如，表mice对应类Mouse，表people对应类Person。

（3）如果名字包含多个单词，那么类名使用首字母全部大写的骆驼拼写法，而表名使用下划线分隔的小写单词。比如，表book_clubs对应类BookClub，表line_items对应类LineItem。

（4）每个表都必须有一个主键字段，通常是叫做id的整数字段。外键字段名约定为单数的表名 + 下划线 + id，比如item_id表示该字段对应items表的id字段。

三、示例库

下面使用 OpenRecord 这个库，演示如何使用 ORM。

OpenRecord 是仿 Active Record 的，将其移植到了 JavaScript，而且实现得很轻量级，学习成本较低。我写了一个示例库，请将它克隆到本地。

$ git clone https://github.com/ruanyf/openrecord-demos.git

然后，安装依赖。

$ cd openrecord-demos
$ npm install

示例库里面的数据库，是从网上拷贝的 Sqlite 数据库。它的 Schema 图如下（PDF 大图下载）。

四、连接数据库

使用 ORM 的第一步，就是你必须告诉它，怎么连接数据库（完整代码看这里）。

// demo01.js
const Store = require('openrecord/store/sqlite3');

const store = new Store({
  type: 'sqlite3',
  file: './db/sample.db',
  autoLoad: true,
});

await store.connect();

连接成功以后，就可以操作数据库了。

五、Model

5.1 创建 Model

连接数据库以后，下一步就要把数据库的表，转成一个类，叫做数据模型（Model）。下面就是一个最简单的 Model（完整代码看这里）。

// demo02.js
class Customer extends Store.BaseModel {
}

store.Model(Customer);

上面代码新建了一个Customer类，ORM（OpenRecord）会自动将它映射到customers表。使用这个类就很简单。

// demo02.js
const customer = await Customer.find(1);
console.log(customer.FirstName, customer.LastName);

上面代码中，查询数据使用的是 ORM 提供的find()方法，而不是直接操作 SQL。Customer.find(1)表示返回id为1的记录，该记录会自动转成对象，customer.FirstName属性就对应FirstName字段。

5.2 Model 的描述

Model 里面可以详细描述数据库表的定义，并且定义自己的方法（完整代码看这里）。

// demo03.js
class Customer extends Store.BaseModel {
  static definition(){
    this.attribute('CustomerId', 'integer', { primary: true });
    this.attribute('FirstName', 'string');
    this.attribute('LastName', 'string');
    this.validatesPresenceOf('FirstName', 'LastName');
  }

  getFullName(){
    return this.FirstName + ' ' + this.LastName;
  }
}

上面代码告诉 Model，CustomerId是主键，FirstName和LastName是字符串，并且不得为null，还定义了一个getFullName()方法。

实例对象可以直接调用getFullName()方法。

// demo03.js
const customer = await Customer.find(1);
console.log(customer.getFullName());

六、CRUD 操作

数据库的基本操作有四种：create（新建）、read（读取）、update（更新）和delete（删除），简称 CRUD。

ORM 将这四类操作，都变成了对象的方法。

6.1 查询

前面已经说过，find()方法用于根据主键，获取单条记录（完整代码看这里）或多条记录（完整代码看这里）。

// 返回单条记录
// demo02.js
Customer.find(1)

// 返回多条记录
// demo05.js
Customer.find([1, 2, 3])

where()方法用于指定查询条件（完整代码看这里）。

// demo04.js
Customer.where({Company: 'Apple Inc.'}).first()

如果直接读取类，将返回所有记录。

// 返回所有记录
const customers = await Customer;

但是，通常不需要返回所有记录，而是使用limit(limit[, offset])方法指定返回记录的位置和数量（完整代码看这里）。

// demo06.js
const customers = await Customer.limit(5, 10);)

上面的代码制定从第10条记录开始，返回5条记录。

6.2 新建记录

create()方法用于新建记录（完整代码看这里）。

// demo12.js
Customer.create({
  Email: 'president@whitehouse.gov',
  FirstName: 'Donald',
  LastName: 'Trump',
  Address: 'Whitehouse, Washington'
})

6.3 更新记录

update()方法用于更新记录（完整代码看这里）。

// demo13.js
const customer = await Customer.find(60);
await customer.update({
  Address: 'Whitehouse'
});

6.4 删除记录

destroy()方法用于删除记录（完整代码看这里）。

// demo14.js
const customer = await Customer.find(60);
await customer.destroy();

七、关系

7.1 关系类型

表与表之间的关系（relation），分成三种。

  • 一对一（one-to-one）：一种对象与另一种对象是一一对应关系，比如一个学生只能在一个班级。
  • 一对多（one-to-many）： 一种对象可以属于另一种对象的多个实例，比如一张唱片包含多首歌。
  • 多对多（many-to-many）：两种对象彼此都是"一对多"关系，比如一张唱片包含多首歌，同时一首歌可以属于多张唱片。

7.2 一对一关系

设置"一对一关系"，需要设置两个 Model。举例来说，假定顾客（Customer）和发票（Invoice）是一对一关系，一个顾客对应一张发票，那么需要设置Customer和Invoice这两个 Model。

Customer内部使用this.hasOne()方法，指定每个实例对应另一个 Model 的一个实例。

class Customer extends Store.BaseModel {
  static definition(){
    this.hasOne('invoices', {model: 'Invoice', from: 'CustomerId', to: 'CustomerId'});
  }
}

上面代码中，this.hasOne(name, option)的第一个参数是该关系的名称，可以随便起，只要引用的时候保持一致就可以了。第二个参数是关系的配置，这里只用了三个属性。

  • model：对方的 Model 名
  • from：当前 Model 对外连接的字段，一般是当前表的主键。
  • to：对方 Model 对应的字段，一般是那个表的外键。上面代码是Customer的CustomerId字段，对应Invoice的CustomerId字段。

然后，Invoice内部使用this.belongsTo()方法，回应Customer.hasOne()方法。

class Invoice extends Store.BaseModel {
  static definition(){
    this.belongsTo('customer', {model: 'Customer', from: 'CustomerId', to: 'CustomerId'});
  }
}

接下来，查询的时候，要用include(name)方法，将对应的 Model 包括进来。

const invoice = await Invoice.find(1).include('customer');
const customer = await invoice.customer;
console.log(customer.getFullName());

上面代码中，Invoice.find(1).include('customer')表示Invoice的第一条记录要用customer关系，将Customer这个 Model 包括进来。也就是说，可以从invoice.customer属性上，读到对应的那一条 Customer 的记录。

7.3 一对多关系

上一小节假定 Customer 和 Invoice 是一对一关系，但是实际上，它们是一对多关系，因为一个顾客可以有多张发票。

一对多关系的处理，跟一对一关系很像，唯一的区别就是把this.hasOne()换成this.hasMany()方法。从名字上就能看出，这个方法指定了 Customer 的一条记录，对应多个 Invoice（完整代码看这里）。

// demo08.js
class Customer extends Store.BaseModel {
  static definition(){
    this.hasMany('invoices', {model: 'Invoice', from: 'CustomerId', to: 'CustomerId'});
  }
}

class Invoice extends Store.BaseModel {
  static definition(){
    this.belongsTo('customer', {model: 'Customer', from: 'CustomerId', to: 'CustomerId'});
  }
}

上面代码中，除了this.hasMany()那一行，其他都跟上一小节完全一样。

7.4 多对多关系

通常来说，"多对多关系"需要有一张中间表，记录另外两张表之间的对应关系。比如，单曲Track和歌单Playlist之间，就是多对多关系：一首单曲可以包括在多个歌单，一个歌单可以包括多首单曲。数据库实现的时候，就需要一张playlist_track表来记录单曲和歌单的对应关系。

因此，定义 Model 就需要定义三个 Model（完整代码看这里）。

// demo10.js
class Track extends Store.BaseModel{
  static definition() {
    this.hasMany('track_playlists', { model: 'PlaylistTrack', from: 'TrackId', to: 'TrackId'});
    this.hasMany('playlists', { model: 'Playlist', through: 'track_playlists' });
  }
}

class Playlist extends Store.BaseModel{
  static definition(){
    this.hasMany('playlist_tracks', { model: 'PlaylistTrack', from: 'PlaylistId', to: 'PlaylistId' });
    this.hasMany('tracks', { model : 'Track', through: 'playlist_tracks' });
  }
}

class PlaylistTrack extends Store.BaseModel{
  static definition(){
    this.tableName = 'playlist_track';
    this.belongsTo('playlists', { model: 'Playlist', from: 'PlaylistId', to: 'PlaylistId'});
    this.belongsTo('tracks', { model: 'Track', from: 'TrackId', to: 'TrackId'});
  }
}

上面代码中，Track这个 Model 里面，通过this.hasMany('playlists')指定对应多个歌单。但不是直接关联，而是通过through属性，指定中间关系track_playlists进行关联。所以，Track 也要通过this.hasMany('track_playlists')，指定跟中间表的一对多关系。相应地，PlaylistTrack这个 Model 里面，要用两个this.belongsTo()方法，分别跟另外两个 Model 进行连接。

查询的时候，不用考虑中间关系，就好像中间表不存在一样。

// demo10.js
const track = await Track.find(1).include('playlists');
const playlists = await track.playlists;
playlists.forEach(l => console.log(l.PlaylistId));

上面代码中，一首单曲对应多张歌单，所以track.playlists返回的是一个数组。

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