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阅读以下关于数据库设计的叙述,在答题纸上回答问题 1至问题 3。
【说明】
某制造企业为拓展网上销售业务,委托某软件企业开发一套电子商务网站。初期仅解决基本的网上销售、订单等功能需求。该软件企业很快决定基于.NET平台和SQL Server数据库进行开发,但在数据库访问方式上出现了争议。王工认为应该采用程序在线访问的方式访问数据库;而李工认为本企业内部程序员缺乏数据库开发经验,而且应用简单,应该采用 ORM (对象关系映射)方式。最终经过综合考虑,该软件企业采用了李工的建议。
随着业务的发展,该电子商务网站逐渐发展成一个通用的电子商务平台,销售多家制造企业的产品,电子商务平台的功能也日益复杂。目前急需对该电子商务网站进行改造,以支持对多种异构数据库平台的数据访问,同时满足复杂的数据管理需求。该软件企业针对上述需求,对电子商务网站的架构进行了重新设计,新增加了数据访问层,同时采用工厂设计模式解决异构数据库访问的问题。新设计的系统架构如图 4-1所示。

图 4-1 电子商务网站的体系结构

【问题 1】 (9分)
请用300字以内的文字分别说明数据库程序在线访问方式和ORM方式的优缺点,说明该软件企业采用ORM的原因。
【问题2】 (9分)
请用100宇以内的文字说明新体系架构中增加数据访问层的原因。请根据图4-1所示,填写图中空白处(1)-(3)。
【问题3】 (7分)
应用程序设计中,数据库访问需要良好的封装性和可维护性,因此经常使用工厂设计模式来实现对数据库访问的封装。请解释工厂设计模式,并说明其优点和应用场景;请解释说明工厂模式在数据访问层中的应用。

参考答案: 【问题1】
数据库程序在线访问方式优点:
1、性能比ORM好
2、可以处理复杂查询语句
数据库程序在线访问方式缺点:
1、要求程序员懂SQL语句
2、修改与维护相对困难
ORM优点:
1、使用ORM可以大大降低学习和开发成本。
2、程序员不用再写SQL来进行数据库操作。
3、减少程序的代码量。
4、降低由于SQL代码质量差而带来的影响。
ORM缺点:
1、不太容易处理复杂查询语句。
2、性能较直接用SQL差。
本题中的场景之所以选择ORM,主要考虑的是程序员缺乏数据库开发经验,这样SQL语句质量有很大风险。同时学习成本很高。此外应用简单,不用担心ORM对性能的影响。
【问题2】
增加数据访问层的原因:
(1)由于涉及到多种异构数据库平台,数据访问复杂性增加,不宜与业务逻辑混合在一起。
(2)数据管理变复杂之后,需要使用的代码量增加,分单独层次有利于让逻辑更清晰。
(3)业务逻辑应以相同的方式应对异构的数据库,此时需要单独的数据访问层屏蔽差异性。
1)执行业务逻辑/业务组件/业务构件       2)数据访问接口层/DAL接口       3)工厂层/DAL工厂/数据访问工厂 
【问题3】
工厂模式分抽象工厂与工厂方法,题目中的场景适合采用抽象工厂设计模式。
抽象工厂设计模式提供一个接口,可以创建一系列相关或相互依赖的对象,而无需指定它们具体的类。其优点是可以非常方便地创建一系列的对象,其使用场景也是创建系列对象的情况。在本题中,可以针对Oracle、MySQL、SQLServer分别建立抽象工厂,若指定当前工厂为Oracle工厂,则创建出来的数据库连接,数据集等一系列的对象都是符合Oracle操作要求的。这样便于数据库之间的切换。

详细解析:

【问题1】
ORM,即Object-Relationl Mapping,它在关系型数据库和对象之间作一个映射,这样,我们在具体的操作数据库的时候,就不需要再去和复杂的SQL语句打交道,只要像平时操作对象一样操作即可。
当你开发一个应用程序的时候(不使用OR Mapping),可能会涉及许多数据访问层的代码,用来从数据库保存、删除、读取对象信息等等,然而这些代码写起来总是重复的。
一个更好的办法就是引入OR Mapping。实质上,一个OR Mapping会为你生成DAL。与其自己写DAL代码,不如用OR Mapping,你只需要关心对象就好。
使用ORM可以大大降低学习和开发成本。而在实际的开发中,真正对客户有价值的是其独特的业务功能,而不应该把大量时间花费在编写数据访问、CRUD方法、后期的Bug查找和维护上。在使用ORM之后,ORM框架已经把数据库转变成了我们熟悉的对象,我们将只需要了解面向对象开发就可以实现数据库应用程序的开发,不需要浪费时间在SQL上。同时也可减少代码量,减少数据层出错机会。
通过Cache的实现,能够对性能进行调优,实现了ORM区隔了实际数据存储和业务层之间的关系,能够对每一层进行单独跟踪,增加了性能优化的可能。
【问题2】
数据在线访问模式提高了数据访问的性能,但同时导致了业务逻辑层与数据访问的职责混乱,一旦要求支持的数据库发生变化,或者需要修改数据访问的逻辑,由于没有清晰的分层,会导致项目做大的修改。而随着硬件系统性能的提高,以及充分利用缓存、异步处理等机制,分层式结构所带来的性能影响可以忽略不计。
根据题干说明,新的电子商务平台业务复杂,而且需要访问异构的数据源,也就是说需要访问不同类型的数据库。因此,需要增加新的数据库访问层来封装对数据库的访问,使得在应用程序设计时,不会因为数据库种类的不同而受到影响,尽量做到数据库无关。
【问题3】
在应用程序设计中,需要对数据库访问进行良好的封装,使其具有良好的可维护性,尽量使得应用程序与数据库无关。本题中,应用系统需要访问异构数据源,在应用程序中会存在多种数据访问接口。因此在实际开发中,需要对这些访问接口再做一次封装,这样可以减少操作数据库的步骤,减少代码编写量。工厂设计模式是使用的主要方法。工厂设计模式定义了创建对象的接口,允许子类决定实例化哪个类,而且允许请求者无须知道要被实例化的特定类,这样可以在不修改代码的情况下引入新类。优点是:没有了将应用程序类绑定到代码中的要求,可以使用任何实现了接口的类;允许子类提供对象的扩展版本。工厂设计模式的应用场景有:类不能预料它必须创建的对象的类,类希望其子类指定它要创建的对象。在数据访问层定义采用工厂模式,定义统一的操纵数据库的接口,然后根据数据库的不同,由类工厂来决定实例化哪个类。在具体类中实现特定的数据库访问类。这样,就可以实现主客户端指定或根据配置文来选择访问不同的数据库,从而实现应用程序与数据库无关。

上一题