java persistence - standard meets reality

Java PersistenceJava Persistence

Standard meets Reality

Arne Limburg // open knowledge GmbH

Standard meets Reality

Arne Limburg // open knowledge GmbH

JPA 2.0

The technical objective of this work is

to provide an object/relational mapping facilityfor the Java application developer

using a Java domain model

to manage a relational database.Zitat: JPA Spezifikation, v 2.0

AgendaAgenda

JPA CoreJPA Core

EE IntegrationEE Integration

Wolkige Zukunft?Wolkige Zukunft?

Persistenz in Java EE

Am Anfang war dieJDBC-API…

Image: digitalart / FreeDigitalPhotos.net

Persistenz in Java EE

Erster Versuch:- Bean-Managed PersistenceZweiter Versuch:- Container-Managed PersistenceParallel: JDO

Image: digitalart / FreeDigitalPhotos.net

Persistenz in Java EE

Schon besser: CMP 2Open Source auf der Überholspur:

Castor, IBatis, Hibernate

Ein Neubeginn: JPA

Image: digitalart / FreeDigitalPhotos.net

JPA aus 10.000 Metern

Building Blocks

EntityManagerFactoryEntityManagerFactoryEntityManagerFactoryEntityManagerFactory

EntityManager

QueryQueryQueryQuery

EntityTra

nsaction

CriteriaQueryCriteriaQueryCriteriaQueryCriteriaQueryCacheCacheCacheCache

Entity

EntityListener

MappedSuperclass

Embeddable

Eine JPA Entität@Entity @Table (name = "TAB_USER")public class User {

@Id @Column(name = "USER_ID" )private int id ;…

}

Ab JPA 2.1: Custom Converter@Entity @Table (name = "TAB_USER")public class User {

@Id @Column(name = "USER_ID" )private int id ;

@Convert (converter = MyConverter. class )private X509Certificate certificate ;…

}

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Beziehungen

Granularität

Vererbung

Herausforderungen

Beziehungen – many-to-one@Entitypublic class User {

@ManyToOne@JoinColumn (name = "ROLE_ID" )private Role role ;…

}

Beziehungen - Bidirektional@Entitypublic class Role {

@OneToMany(mappedBy = "role" )private List<User> users ;…

}

Beziehungen – one-to-one@Entitypublic class User {

@OneToOne@JoinColumn (name = "ROLE_ID" )private Role role ;…

}

Beziehungen – geteilte Id@Entitypublic class Role {

@Id@OneToOneprivate User user ;…

}

Beziehungen – many-to-many@Entitypublic class User {

@ManyToMany@JoinTable (name = "TAB_USER_ROLES",

joinColumns = …,inverseJoinColumns = …)

private List<Role> roles ;…

}

Beziehungen – owning side@Entitypublic class Role {

@ManyToMany(mappedBy = "roles" )private List<User> users ;…

}

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Beziehungen

Granularität

Vererbung

Herausforderungen

Granularität - Embeddables@Entitypublic class User {

@Embedded @AttributeOverride (…)private Role role ;…

}

@Embeddablepublic class Role {

…}

Granularität - ElementCollection@Entitypublic class User {

@ElementCollection@CollectionTable (name = "…",

joinColumns = …)private List<Role> roles ;…

}

Granularität – Simple Values@Entitypublic class User {

@ElementCollection@CollectionTable (name = "…",

joinColumns = …)private List<String> roles ;…

}

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Beziehungen

Granularität

Vererbung

Herausforderungen

Vererbung – Single Table@Entity@Inheritance (strategy = SINGLE_TABLE)@DiscriminatorColumn (name = "…")public class User {

…}@Entity@DiscriminatorValue ( "…")public class Admin extends User {

…}

Vererbung – Table per Class@Entity@Inheritance (strategy = TABLE_PER_CLASS)public class User {

…}

@Entitypublic class Admin extends User {

…}

Vererbung – Joined@Entity@Inheritance (strategy = JOINED)public class User {

…}

@Entitypublic class Admin extends User {

…}

Vererbung – Secondary Table@Entity@Inheritance (strategy = JOINED)public class User {

…}

@Entity @SecondaryTable (name = "…")public class Admin extends User {

…}

Vererbung – Mapped Superclass

@MappedSuperclasspublic class AbstractUser {

…}

AgendaAgenda

JPA CoreJPA Core

EE IntegrationEE Integration

Wolkige Zukunft?Wolkige Zukunft?

EE IntegrationEE Integration

Integration mit CDIIntegration mit CDI

Integration mit EJBIntegration mit EJB

Entity-LebenszyklusEntity-Lebenszyklus

New

Managed Detached

Removed

entityManager.persistentityManager.merge

entityManager.remove

entityManager.detachentityManager.close

entityManager.mergeentityManager.findquery.getResultList()query.getSingleResult()

Entity-Lebenszyklus

New

Managed

Removed

entityManager.persistentityManager.merge

entityManager.remove

entityManager.detachentityManager.close

entityManager.mergeentityManager.findquery.getResultList()query.getSingleResult()

Entity-Lebenszyklus

Detached

Achtung:

Lazy-Initialization nicht im Zustand „detached“

Wann wird der EntityManagereigentlich geschlossen?

Fragestellungen• EntityManager

– Container- vs. Application-Managed– Transactional vs. Extended

• Transaction– JTA vs. Resource Local– Synchronized vs. Unsynchronized

• Datasource– JNDI vs. local– JTA vs. Non-JTA

Application-Managed

• Erzeugung via entityManagerFactory.createEntityManager(…)

• Transaktionsbehandlung (Manuell) – JTA entityManager.joinTransaction()

– RESOURCE_LOCAL entityManager.getTransaction().begin() entityManager.getTransaction().commit()

• Scope EXTENDED (Manuelle Verwaltung)

Application-Managed

• Erzeugung via entityManagerFactory.createEntityManager(…)

• Transaktionsbehandlung (Manuell) – JTA entityManager.joinTransaction()

– RESOURCE_LOCAL entityManager.getTransaction().begin() entityManager.getTransaction().commit()

• Scope EXTENDED (Manuelle Verwaltung)

Nachteil:

Keine PerstenceContext-Propagation!

EE IntegrationEE Integration

Integration mit CDIIntegration mit CDI

Integration mit EJBIntegration mit EJB

Entity-LebenszyklusEntity-Lebenszyklus

EE IntegrationEE Integration

Integration mit EJBIntegration mit EJB

@Statelesspublic class UserDaoEjb {

@PersistenceContextprivate EntityManager em;…

}

@Statelesspublic class UserDaoEjb {

@PersistenceContextprivate EntityManager em;…

public void businessMethod() {// EntityManager available

}}

Transaction-Scoped

@Statelesspublic class UserDaoEjb {

@PersistenceContextprivate EntityManager em;…

}

@Statelesspublic class UserDaoEjb {

@PersistenceContextprivate EntityManager em;…

public void businessMethod() {// EntityManager available

}}

@Statelesspublic class UserDaoEjb {

@PersistenceContextprivate EntityManager em;…@TransactionAttribute ( NEVER)public void businessMethod() {

// EntityManager not available}

}

Transaction-Scoped

Java-EE-5-Schichtenarchitektur

Transaktions-grenze

Vorsicht mit Lazy-Initialization

@Statefulpublic class UserDaoEjb {

@PersistenceContext (type = EXTENDED)private EntityManager em;…

}

@Statefulpublic class UserDaoEjb {

@PersistenceContext (type = EXTENDED)private EntityManager em;…

public void businessMethod() {// EntityManager available

}}

Session-Scoped

@Statefulpublic class UserDaoEjb {

@PersistenceContext (type = EXTENDED)private EntityManager em;…

}

@Statefulpublic class UserDaoEjb {

@PersistenceContext (type = EXTENDED)private EntityManager em;…

public void businessMethod() {// EntityManager available

}}

@Statefulpublic class UserDaoEjb {

@PersistenceContext (type = EXTENDED)private EntityManager em;…@TransactionAttribute ( NEVER)public void businessMethod() {

// EntityManager available}

}

Session-Scoped

@Statefulpublic class UserDaoEjb {

@PersistenceContext (synchronization = UNSYNCHRONIZED)

private EntityManager em;…

}

@Statefulpublic class UserDaoEjb {

@PersistenceContext (synchronization = UNSYNCHRONIZED)

private EntityManager em;…public void businessMethod() {

// no flush after invocation}

}

Unsynchronized (ab JPA 2.1)

@Statefulpublic class UserDaoEjb {

@PersistenceContext (synchronization = UNSYNCHRONIZED)

private EntityManager em;…

}

@Statefulpublic class UserDaoEjb {

@PersistenceContext (synchronization = UNSYNCHRONIZED)

private EntityManager em;…public void businessMethod() {

// no flush after invocation}

}

@Statefulpublic class UserDaoEjb {

@PersistenceContext (synchronization = UNSYNCHRONIZED)

private EntityManager em;…public void businessMethod() {

em.joinTransaction();// flush‘n‘commit after invocation

}}

Unsynchronized (ab JPA 2.1)

Producer für CDI@Statelesspublic class UserServiceEjb {

@Produces @PersistenceContextprivate EntityManager em;…

}

public class UserDao {@Injectprivate EntityManager em;

}

Fazit EJB-Integration

• Injection in Session Beans(stateful und stateless)

• Transaktionsgrenze– Methodenaufruf der Session Bean

(inklusive Transaction-Propagation)

• Scopes– Transaction (alle Session Beans)– Session (Stateful Session Beans)

EE IntegrationEE Integration

Integration mit EJBIntegration mit EJB

EE IntegrationEE Integration

Integration mit CDIIntegration mit CDI

Integration mit CDI (ab JPA 2.1)

public class MyEntityListener {

@Inject @Currentprivate User user ;

@PrePersistpublic void setCreator(MyEntity e) {

e.setCreator( user );}

}

Integration mit CDI (ab JPA 2.1)

public class MyEntityListener {

@Inject @Currentprivate User user ;

@PrePersistpublic void setCreator(MyEntity e) {

e.setCreator( user );}

}

Achtung:

Verhalten bei Zugriff auf andere Entitäten oder Verändern von Beziehungen ist nicht

standardisiert.

Integration mit CDIaußerhalb des Standards

CDI bietet viele Scopes und ausgefeiltes

Lifecycle-Management!

Kann das nicht für den EntityManager genutzt werden?

Request-Scoped EntityManager@ApplicationScopedpublic class MyPersistenceUnit {

@Produces@RequestScopedpublic EntityManager createEntityManager(

EntityManagerFactory factory) {return factory.createEntityManager();

}…

}

Lifecycle-Management von CDI@ApplicationScopedpublic class MyPersistenceUnit {

…

public void closeEntityManager(@Disposes EntityManager entityManager) {

entityManager.close();}

}

Schichtenarchitektur mit CDIEntityManagerlifecycle

Lazy-Initializationmöglich

Schichtenarchitektur mit CDIEntityManagerlifecycle

Lazy-Initializationmöglich

Offen:

Transaktionsgrenze

Transactional-Interceptor mit CDI@Transactional @Interceptorpublic class MyTransactionalInterceptor {

@Injectprivate EntityManager em;

…}

Transactional-Interceptor mit CDI@InterceptorBindingpublic @interface Transactional {}

Transactional-Interceptor mit CDI@Transactional @Interceptorpublic class MyTransactionalInterceptor {

@Injectprivate EntityManager em;

…}

Transactional-Interceptor mit CDI…@AroundInvokepublic Object startTransaction(

InvocationContext context) throws … {em.getTransaction().begin();try {

return context.proceed();} finally {

em.getTransaction().commit();}

}

Transactional-Interceptor mit CDI@ApplicationScopedpublic class MyUserDao {

@Injectprivate EntityManager em;

@Transactionalpublic void persist(User user) {

em.persist(user);}

}

Weitere Scopes?@ApplicationScopedpublic class MyPersistenceUnit {

@Produces@RequestScopedpublic EntityManager createEntityManager(

EntityManagerFactory factory) {return factory.createEntityManager();

}…

}

Conversation-Scope?@ApplicationScopedpublic class MyPersistenceUnit {

@Produces@ConversationScopedpublic EntityManager createEntityManager(

EntityManagerFactory factory) {return factory.createEntityManager();

}…

}

Custom Scope@ApplicationScopedpublic class MyPersistenceUnit {

@Produces@MyCustomScopedpublic EntityManager createEntityManager(

EntityManagerFactory factory) {return factory.createEntityManager();

}…

}

AgendaAgenda

JPA CoreJPA Core

EE IntegrationEE Integration

Wolkige Zukunft?Wolkige Zukunft?

Wolkige Zukunft?Wolkige Zukunft?

JPA und NoSQLJPA und NoSQL

MandantenfähigkeitMandantenfähigkeit

Wolkige Zukunft?Wolkige Zukunft?

MandantenfähigkeitMandantenfähigkeit

Mandantenfähigkeit in JPA 2.1

• Ein Mandant pro Applikation• Drei Strategien des Datenzugriffs

– SEPARATE_DATABASE– SEPARATE_SCHEMA– SHARED_TABLE (mit @TenantId Spalte)

Wolkige Zukunft?Wolkige Zukunft?

JPA und NoSQLJPA und NoSQL

MandantenfähigkeitMandantenfähigkeit

Wolkige Zukunft?Wolkige Zukunft?

JPA und NoSQLJPA und NoSQL

NoSQL – „Not only SQL“

• Nicht relational • Distributed• Big Data• Eventually Consistent

statt ACID• Map-Reduce statt SQL

• Key-Value– SimpleDB, Infinispan, Coherence, …

• Wide-Column– BigTable, Cassandra, …

• Document-Databases– MongoDB, CouchDB, …

• Object-Databases• … (z.B. Graph-Databases)

Varianten

Abfragemöglichkeiten

• Nach Primärschlüssel• SQL-like Abfragesprache (z.B.

SimpleDB)• Map-Reduce• …

Joins sind teuer!

Wie passt das zu JPA?

Fokus von JPA auf RDBMS

• Id-Generierungsstrategien• Joins• Subclassing• Polymorphie• Transaktionen

Vision

• Trennung von– Mapping (@Entity, @Id)– Relationale Spezifika

(@Table, @Column)?

• Querying• Transaktions-Behandlung

Stand der Dinge

Implementierungen • SimpleJPA (SimpleDB)• Datanucleus-appengine

(BigTable)• Hibernate-OGM

(Infinispan, MongoDB, …)

Fazit

Cloud Computing in Java EE• in Java EE 7

– Mandantenfähigkeit– JSR 347: Data Grids for the Java Platform

• In Java EE 8???

Fazit

Cloud Computing• in Java EE 7

– Mandantenfähigkeit– JSR 347: Data Grids for the Java Platform

• In Java EE 8???

JPA in der Cloud gibt es!

Der Weg von NoSQL in den JPA-Standard ist aber noch weit!

Vielen Dank für Ihre Zeit.

Kontakt:

open knowledge GmbHBismarckstr. 1326122 Oldenburg

arne.limburg@openknowledge.de

ArneLimburg_openknowledge

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