Persistance

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Persistence.

Besoin

Enregistrer un état de manière permanente.

Il n'y aurait pas besoin de persistance si la mémoire de travail des ordinateurs :

n'était pas volatile (nécessitant une alimentation en courant pour être maintenue)
avait un coût moindre (permettant de l'augmenter à la taille des disques durs typiquement).

Analyse

Sauvegarder l'état d'un objet consiste à enregistrer la valeur de l'ensemble de ses champs (attributs), qu'ils soient :

simples (numérique, texte, booléen, etc.)
objet (référence à un autre objet, collection d'objets, etc.)

Cas d'utilisation

Il existe plusieurs cas où l'on a besoin d'un mécanisme de persistance. Tous impliquent un modèle objet et un modèle de stockage :

top-down : le modèle objet existe (ou est imposé), et l'on souhaite générer modèle de stockage. Cela aboutit typiquement à une génération de schéma de base relationnelle à partir d'un ensemble de classes Java.
bottom-up : le modèle de stockage existe (ou est imposé), et l'on souhaite générer le modèle objet. Cela aboutit typiquement à une génération de classes Java à partir d'un schéma relationnel.
meet-in-the-middle : le modèle de stockage et le modèle objet existent (ou sont imposés), et l'on souhaite faire correspondre l'un avec l'autre.

Dans tous les cas, une formalisation de la correspondance (mapping) entre les 2 modèles devra être produite.

Alors que la persistance d'objets est relativement naturelle dans un SGBD utilisant le même paradigme (SGBDO), elle vise la plupart du temps un stockage dans selon un paradigme relationnel (SGBDR). Dans ce dernier cas doit être mis en place une correspondance (mapping) entre le modèle objet et le modèle de la base relationnelle (Object/Relational ou O/R).

Héritage

On peut représenter un héritage objet via un mapping relationnel :

Mappings d'héritage
		Vertical	Horizontal	Filtré ou "plat" (flat)
Contraintes schéma	Nombre de tables par hiérarchie	3ème forme normale : 1 par classe (concrète ou abstraite)	1 par classe concrète	1 pour l'ensemble des classes
Contraintes schéma	Mécanisme de typage	Fonction de la table pour les classes concrètes. Stocké dans une colonne discriminante ou dans une table annexe pour les classes abstraites	Fonction de la table	Stocké dans par une colonne discriminante
Evolutivité	Modification de classes ancètres	Modification de la table de la classe ancêtre	Modification de toutes les tables	Modification de la table unique
Evolutivité	Modification/ajout de classes dérivées	Modification/ajout de tables	Modification/ajout de tables	Modification de la table unique
Performance	Lecture sans relation	Mauvais	Moyen	Bon
Performance	Lecture avec relation	Bon	Mauvais	Moyen
Contraintes	Espace alloué	Minimal	Moyen	Grand
Contraintes	Intégrité	Très adapté	Moyennement adapté	Pas adapté

Relations

On peut représenter des relations via un mapping relationnel :

Mapping de relation		Simple	Entité	Inversée
Contraintes schéma	Principe	La table source contient une clé étrangère vers la destination	1 Table intermédiaire contient les clés des objets liés	La table destination contient une clé étrangère vers la source
Performance/ type de relation	1-1	Bon	Mauvais	Moyen
	1-n	Impossible	Moyen	Bon
	n-m	Impossible	Bon	Impossible

Cependant le mapping peut se révéler plus complexe lorsqu'il faut garantir des contraintes :

d'intégrité (1-1, 1-n)
d'ordre (relation avec collections ordonnées)

Exemples

Des exemples de solutions de persistance sont :

Solutions de persistance	Version	4.5	0.9	1	2	2		1	2					9.0.3	3.1		Commentaire
Solutions de persistance	Solution	CocoBase	Castor-JDO	Entités EJB		Hibernate	JDBC	JDO		ObjectSpaces	ODMG	SDO	Serialisation	TopLink	Torque	Versant	Commentaire
Transactions	Explicites		JTA	JTA		JTA	Oui	javax.jdo. Transaction ou JTA		Oui	Transaction tx = odmg. newTransaction()		Non			Oui	tx.begin, tx.commit
	Implicites	Si encapsulsé dans EJB	Non	transaction-attribute (Descripteur)		Si encapsulsé dans EJB	Non	Oui si en environnement géré (JCA) et encapsulé dans EJB		DataSet ?	Non		Non	Si encapsulsé dans EJB	Si encapsulsé dans EJB	Si intégré dans un serveur applicatif et encapsulsé dans EJB	Démarcation, propagation spécifiées en dehors du code.
	Pessimistes		Exclusive	Oui		Oui	Oui	Oui		Oui	Oui		Non			Oui	Verrous
	Optimistes	Oui	Shared	Non		Oui	Non	Oui			Oui		Non	Oui		Oui	Sans verrous
	Distribuées	JTS	JTS	JTS		JTA+JTS	JTS	JTS		Non	Non		Non				Support de XA
	Mémoire			Non			Non	Oui			Non		Non			Non	Commit ou rollback d'opérations en mémoire
Cycle de vie	Callbacks			EntityBean			API	InstanceCallbacks	InstanceCallbacks extends LoadCallback, StoreCallback, ClearCallback, DeleteCallback		Non		readObject, writeObject...				Avant/après lecture, mise à jour, suppression
Requêtes	Langage objet	EJB-QL, API CBQuery Builder	Castor OQL	SQL	EJBQL	HQL	SQL	JDOQL		OPath	OQL	Non imposé	Non	TopLink Expression, EJB QL, PL/SQL	API `Criteria`	OQL
	Projections, vues			Non			Oui	Non	`query.setResult(this` ou champ ou variable, expression navigationnelle, paramètre)		Oui		Non
	Fonctions aggrégats			Non			Oui	Non	`query.setResult(count` ou `sum` ou `min` ou `max` ou `avg` ou expression numérique)		Oui		Non
	SQL possible		`Database:: getOQLQuery ("CALL SQL ...")`	Dépend des implémentations			Oui	Dépend des implémentations	`q = pm.newQuery ("javax.jdo.query.SQL", "SELECT ...")`				Non
	Accès au code		Non	Non		Non	Non	Non		Non	Oui		Non	Non		Oui	Invocation de méthodes dans des requêtes typiquement
Performance	Cache	Oui	Oui	Oui		Oui	Non	Oui			Oui		Non	Oui	Managers	Oui
Performance	Détection des modifications			Non		Proxy	Non	Enhancement			Oui		Non		Via les accesseurs (mutators)
Transparence	Accès aux informations	Réflexivité Java	Réflexivité Java	Réflexivité Java		Réflexivité Java	API	Enhancement		API			Réflexivité Java	Réflexivité Java	Code généré	Enhancement
	Relations (1-n, n-m)	Oui	Oui	Non	via accesseurs	Oui	N/A	Oui			Oui		Oui	Oui	Oui	Oui
	Héritage	Oui	Oui	Non		Oui	N/A	Oui (méthode(s) dépendant de l'implémentation)	`<inheritance strategy="new-table"` ou `"superclass-table"` ou `"no-table">`		Oui		Oui	Oui	Plat	Oui
	Collections Java			Collection, Set			Non	Oui			DBag, DSet, DList, DArray, DMap		Oui		Oui
	Persistance de proche en proche			Non			N/A	Oui			Oui		Oui				Persistence by reachability
	Non intrusion dans le code des objets métier		Méthodes d'accès aux données obligatoires	Implémentation de SessionBean, EntityBean, MessageDrivenBean		Méthodes d'accès aux données obligatoires	API JDBC	Oui		Classe abstraite comportant des méthodes OnCreate, etc.	Non		Implémentation de Serializable	Méthodes d'accès aux données obligatoires	Héritage de code généré	Oui	Pour maintenabilité et réutilisabilité des objets métier.
	Accès au graphe d'objets dépendants			Non			Non	Oui		Non	Oui		Non			Oui
	Accès au modèle métier		Oui	Oui		Oui	Non	Oui		Oui	Oui		Non			Oui
Mapping	Multi-tables		Oui	Dépend de l'implémentation			Non	Dépend de l'implémentation	`<join table="DELIV" column="ADDR_STREET"/>`				Flux (fichier)	Oui		Base objet
	Top-down	Oui		Dépend de l'implémentation			Non	Dépend de l'implémentation					Ecriture de fichier			Oui	Génération du schéma de la base à partir du modèle objet
	Bottom-up	Oui		Dépend de l'implémentation			Non	Dépend de l'implémentation					Non				Génération du modèle objet à partir du schéma d'une base existante
	Granularité fine			Objet			Via SQL	Champ					Objet			Oui
Stockage	Paradigme libre		SGBDR, XML, LDAP	Non spécifié (mais généralement SGBDR)		SGBDR	SGBDR	Oui (via JCA)		SGBDR, XML	SGBDO, SGBDR		Flux (fichier)	SGBDR	SGBDR	Versant
Stockage	Support d'une base existante		Oui	Oui		Oui	Manuel	Oui			Identité imposée		Flux (fichier)	Oui	Oui	Versant
Portabilité	API standard	Produit	org.exolab.castor	javax.ejb		cirrus.hibernate	java.sql, javax.sql	javax.jdo		Microsoft. ObjectSpaces	org.odmg		java.io	Produit	Apache DB	com.versant	Un standard offre un plus large choix d'implémentations (moins de risque de vendor-locking) et une meilleure perennité
	J2ME			Non						Windows .Net
	J2SE	1.2		Non		1.2	1.1	1.2	1.3		1.1		1.1			1.2
	J2EE	WAS, WLS, OAS, BES...		1.2	1.3		1.2	1.3 (JCA)					1.2	WAS, WLS, OAS		WAS, WLS...
	Implémentations			BEA, IBM, Oracle...			Sun, IBM...	Xcalia, SolarMetrics, Hemisphere...			Poet...		Sun, IBM...		Apache
Utilisabilité	Modèle statique			EJB			Non	POJO
	Modèle dynamique			Non			Texte SQL, noms de colonnes, etc.	Non
	Métadonnées			Fichier XML			API	Introspection Java, métadonnées de persistance XML				Interrogeables
Licence		Thought, Inc.	Style BSD	J2EE		LGPL	J2SE	Variable		MicroSoft		IBM, BEA	J2SE		Apache	Versant

Limitations

La persistance de certaines informations devient problématique lorsque ces informations ne sont :

pas directement accessibles par le moteur de persistance (informations mémoires depuis Java par exemple)
pas rétablissables par nature (propres à une localisation géographique typiquement)

Voir

Object Architects - Patterns for Object/Relational data access layers
The Fundamentals of Mapping Objects to Relational Databases de Scott W. Ambler

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