數據庫時代的終結

板橋里人 http://www.jdon.com 2005/04/28

　　以數據庫為核心的軟件時代已經過去，數據庫時代早已結束，當我看到J2EE征途中那么多人在對象和數據庫之間彷徨痛苦ing的時候，我想我該出來喊一聲了。

　　其實這句話在幾年前肯定有人喊過，因為中間件時代的來臨，實際意味著數據庫時代終結，正所謂一山無二虎：如果你重視數據庫，你的J2EE系統(tǒng)就無法完全OO，只有你忽視數據庫，你的系統(tǒng)才有可能完全邁向OO，至于數據庫性能調優(yōu)等特定功能都可交由EJB容器或O/R Mapping工具實現。

　　很多年前，包括我自己在內的大部分企業(yè)程序員都是從數據庫開始我們的職業(yè)生涯，最早的是dBase/FoxPro，后來有了 SQL系列數據庫, Oracle將數據庫時代推向了頂峰。

　　每當有一個新項目時，第一步就是首先設計出數據表結構(Table Schema)，然后開始使用SQL語句實現業(yè)務邏輯，這種開發(fā)模式一直重復，就是后來加入了DelPhI/VB，他們也只是承擔圖形顯示實現，這種C/S結構帶來最大問題是：非常難于維護，修改起來，遷一動百。

　　軟件的生命在于運動，當它需要發(fā)展時，最棒的軟件人員如果對他也束手無策，這是誰的悲哀？

　　現在更多人開始接受B/S結構，但是他們中很多人還沒有真正明白為什么需要B/S結構，B/S代表的多層架構才是真正目的（因此，偽多層的B/S系統(tǒng)遍地皆是）。

　　多層架構實際是將以前系統(tǒng)中的顯示功能、業(yè)務運算功能和數據庫功能完全分開，杜絕彼此的耦合與影響，從而實現松耦合和良好的可維護性。

　　一. 從設計上說：由于實現層次完全分離，業(yè)務運算功能成為一種中間功能（中間層），它不依賴具體的表現層技術(Jsp/Html applet等)，也不依賴具體數據庫技術（Oracle/SQL Server），業(yè)務運算功能運行在J2EE應用服務器中，當我們的業(yè)務運算功能不再依賴數據庫時，是否意味著數據庫已經不是重點？

　　二. 當然，多層結構帶來了性能問題：客戶端訪問數據庫中的數據時，通常需要經過多個層次，非常耗費性能， 如何盡量減少數據庫訪問是J2EE應用系統(tǒng)首要解決的問題，使用存儲過程并沒有解決這個問題，存儲過程的執(zhí)行還是屬于后端，并沒有縮短客戶端請求所要經歷的坎坷路途。

　　解決性能問題的根本解決之道是使用對象緩存，現在， 64位CPU提供的巨大內存空間為單臺緩存計算提供了硬件基礎，更重要的是，這種緩存計算是可伸縮的，通過集群的緩存機制（如JBossCache）， 通過增加應用服務器的數量，可以提高整個業(yè)務邏輯層的緩存計算能力，拋棄過去那種為內存斤斤計較的老思維吧。

　　三. 在系統(tǒng)分析之初是否首先需要數據表設計呢？回答是否定的， 以UML為代表面向對象的分析設計方法已經成為強大工具，隨著面向模型驅動分析設計（MDA）的普及， 面向數據庫分析方法正在逐步被拋棄，擁有深厚傳統(tǒng)數據庫分析習慣的程序員必須面對和接受這種挑戰(zhàn)。

　　縱觀整個J2EE系統(tǒng)開發(fā)過程，數據庫已經從過去的中心位置降為一種純技術實現，數據庫只是狀態(tài)持久化的一種手段（文件是另外一種實現手段）；什么是持久化？這是相對于內存緩存狀態(tài)而言，持久化就是當內存斷電情況下能永久保存狀態(tài)數據，但是如果J2EE應用服務器是7X24小時集群運行；幾乎永不當機，是否有持久化的必要呢？

　　很顯然，數據庫已經淪為與操作系統(tǒng)中文件系統(tǒng)同樣的層面，以它為中心的時代真的結束了，IBM早期將DB2數據庫開源已經強烈向我們昭示這點。

　　對于J2EE初學者來說，盡早拋棄過去的兩種影響：過程語言編程習慣和以數據庫為中心的設計習慣，從全新的面向對象角度(OOA、OOD和OOP、AOP)來設計開發(fā)你的J2EE系統(tǒng)，J2EE設計開發(fā)三件寶：Model、Patterns和Framework。

　　以上不只是理論，而是我每天正在做的，如果你也是或贊同請廣為傳播，喚醒更多彷徨痛苦的初學者。

狀態(tài)對象：數據庫的替代者

板橋里人 http://www.jdon.com 2006/1/2（轉載請保留）

　　這是一個實戰(zhàn)中非常重要但是容易被忽視的概念，說它重要，是因為它比數據庫重要；說它容易被忽視也是同樣的原因，它經常被數據庫概念替代。

　　如果你經驗和經歷中沒有狀態(tài)這個概念，極端地說：可能你的Java系統(tǒng)經驗還未積累到一定程度，狀態(tài)是每個Java程序員深入Java系統(tǒng)后必然碰到的問題。

　　本文我想試圖表達的是：狀態(tài)分兩種：活動的狀態(tài)對象和持久化的狀態(tài)。而數據庫中的數據只是狀態(tài)的一種持久化結果，而Java系統(tǒng) 運行時，我們更多的可能是和一種活動的狀態(tài)打交道，這種活動的狀態(tài)存在內存中，而不是持久化到硬盤上，當然，需要時你可以通過數據庫/文件持久化到硬盤上。

　　但是，如果你以數據庫數據替代狀態(tài)，那么就可能導致數據庫的頻繁訪問，而且 你的系統(tǒng)會變成一個非對象化的、緊耦合、到處是分散數據塊的糟糕系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)并不比傳統(tǒng)的兩層結構好到哪里！也不會比Jsp里嵌入Java代碼偽三層系統(tǒng)高明到什么地方。

什么是狀態(tài)？

　　只要有對象就可能有狀態(tài)，任何一個對象活動時，都有自己的狀態(tài)屬性，類的 字段屬性極有可能成為狀態(tài)，我們現在經常使用的Domain model其實就是一種 包含狀態(tài)的對象，如果你對狀態(tài)沒有深入掌握，就不可能真正掌握對象系統(tǒng)特點，或者是Domain Model的執(zhí)行情況。

　　對于初學者，經常會疑問：我是將數據放在HttpSession中還是Request中，這里 其實已經開始接觸狀態(tài)，一旦你接觸狀態(tài)，你就要開始小心，因為你可能會將內存泄漏的惡魔導引進來。

　　內存泄漏的惡魔爆發(fā)時刻取決于你狀態(tài)的生存周期和系統(tǒng)并發(fā)訪問量。

　　狀態(tài)的生存周期也就是包含這個狀態(tài)的對象的生命周期，在簡單系統(tǒng)中，我們只 需要通過new創(chuàng)建對象，然后它的消亡就會依靠JVM垃圾回收機制回收，但是事情會這么簡單嗎？

　　狀態(tài)的危險還會發(fā)生在多線程環(huán)境下，當多個線程對同一個內存中狀態(tài)寫操作時，這時怎么辦？如果這個狀態(tài)持久化在數據庫中，我們會依賴數據庫提供的強大事務機制防止這種并發(fā)死鎖，但是如果是在內存中，你就很難辦，因此，我們就盡量避免發(fā)生這種多線程同時訪問一個狀態(tài)的現象，而Singleton單例模式極容易發(fā)生這種現象，因此實踐中，單例模式是J2EE開發(fā)中需要避免的，相關帖子討論見：
http://www.jdon.com/jive/article.jsp?forum=91&thread=17578

　　我們接觸的Web容器或Jsp/Servlet本質就是一個多線程，這也是很多初學者不知道的， 因為多線程編程是復雜或困難的，因此才有jsp/Servlet這樣的上層封裝，但是我們使用他們
時，實際在進行多線程編程。

　　生命周期和多線程并發(fā)使得我們簡單的面向對象系統(tǒng)變得異常復雜和難以掌握起來。下面我從這個兩個角度，給出兩種模式思維解決之道。

生命周期(Scope)

　　生命周期(Scope)就是指狀態(tài)的活動周期，狀態(tài)對象是什么時候被創(chuàng)建；然后什么時候被銷毀，很顯然，如果狀態(tài)對象還沒有被創(chuàng)建或已經被銷毀，你再訪問這個狀態(tài)對象可能失敗，而狀態(tài)的生命周期控制是可能散落在運行程序的各個地方，如果不象狀態(tài)模式那樣進行統(tǒng)一控制，有可能整個系統(tǒng)是危機四伏的。

　　狀態(tài)的生命周期其實就是對象生命周期，更加細化地說：是Domain Model這個對象的生命周期。這在一個以領域模型為驅動的設計概念中不可回避的課題，而領域模型實戰(zhàn)的復雜性就復雜在此。

　　狀態(tài)的生命周期在J2EE中目前有三種：Request/Session和Application，Request是每個客戶端發(fā)出的一次請求，這是J2EE系統(tǒng)中最基本的事件激活單元， 當服務器端推出一個頁面到客戶端時，意味著這個Request的結束。那么如果我們的狀態(tài)保存在Request中，意味著在request結束之前，這個請求經歷的任何一個環(huán)節(jié)都可以對這個狀態(tài)（對象）進行操作。（掌握這個原理，對于你學習Struts和JSF很有幫助）

　　如果是Session，則一直和該客戶端有關，只要是該客戶端發(fā)出的每次request的任何環(huán)節(jié)都可以對這個狀態(tài)（對象）進行操作。

　　如果是Application，則意味著這個狀態(tài)是當前Web項目的全局狀態(tài)。

　　這三種狀態(tài)形式都是以將狀態(tài)保存在內存中形式存在的，是和持久化狀態(tài)相對的。是一種內存活動狀態(tài)。

　　生命周期的選取當然是越短越好，這樣，這個狀態(tài)對象就可以被自動銷毀，從而避免了
大訪問量下的內存泄漏，但是在大訪問量下，對象頻繁創(chuàng)建和銷毀是耗費性能的。

　　那么，我們可能經常使用HttpSession來保存狀態(tài)，這時你極有可能造成內存泄漏，我經常在Jdon論壇上看到將很多數據庫數據暫時保存在HttpSession中想法，這是相當危險的，因為一旦并發(fā)用戶很多，相當多的HttpSession包含了狀態(tài)，而狀態(tài)中有可能有更多其他引用，因此內存很快會爆滿，或者垃圾回收機制頻繁啟動，造成應用系統(tǒng)運行暫停或緩慢。

　　當你將狀態(tài)放入HttpSession時，難道沒有考慮將其手工消除嗎？你要知道所有Web容器（Tomcat/Weblogic等）都不會自動替你清除那些你可能不用的狀態(tài)對象啊。如果每個人只管新增元素，不管重整或管理，這個系統(tǒng)能不變得混亂嗎？代碼上這種現象我們是通過Refactoring等結構/行為模式來解決，那么在運行時的狀態(tài)管理呢？

　　狀態(tài)管理模式或者說對象管理模式正是解決這種問題的。

　　 按照該模式，你必須手工自己管理放在HttpSession的狀態(tài)，比如你為每個HttpSession
設立一個狀態(tài)容器最大尺寸，當超過這個尺寸時，你需要將不用的狀態(tài)從容器去除， 但是如果這個客戶端在Session失效期內又來訪問這個狀態(tài)怎么辦？那么你可能需要先臨時將狀態(tài)序列化保存到硬盤上，等Session失效期到達后再真正刪除。

　　是不是覺得很麻煩？
　　捷徑是有：
　　1. 盡量少使用HttpSession保存狀態(tài)，這對集群環(huán)境也是有利的，見該貼討論：
http://www.jdon.com/jive/article.jsp?forum=121&thread=22282
那么這些狀態(tài)放在哪里？使用Application的緩存中，

　　2. 使用狀態(tài)管理中間件，目前有幾個選擇：EJB的有態(tài)Bean；NanoContainer之類狀態(tài)相關的微容器。那么Spring可以嗎？目前沒有發(fā)現有該功能，甚至在Spring容器內無法直接使用Session性質的狀態(tài)，只能通過線程級別的ThreadLocal來實現(對不起，你又要開始回到遠古的匯編線程時代了)；而Jdon框架則可以。

　　下面我們談談Application的狀態(tài)，在這個范圍內，一個對象狀態(tài)可以被多個用戶反復訪問，在這個級別，狀態(tài)類似數據庫中數據，因為可以使用數據庫來替代這個級別的狀態(tài)，所以將狀態(tài)放入緩存這個深層次技術被大多數初學者忽視了，甚至產生了對數據庫依賴心理。

緩存中的狀態(tài)

　　雖然我們將狀態(tài)保存在Application中，但是我們不可避免還是遇到Session同樣的狀態(tài)管理問題，這個問題所幸的是有專門緩存中間件解決了，當然，在一個多服務器集群系統(tǒng)，如果一個客戶端在一個服務器中存放了狀態(tài)，那么能否在另外一個服務器的內存中訪問到呢？回答是肯定的，前提是你必須使用分布式緩存系統(tǒng)。

　　目前分布式緩存系統(tǒng)是靠EJB服務器完成，當JBoss 5在2006變成完全解耦、可肢解時，
我們就可以使用原本只支持EJB的JBoss分布式緩存系統(tǒng)來支持我們的普通JavaBeans了(POJO)。這其中目前可能會花費一些力氣，因為還沒有一個統(tǒng)一的POJO構件接口標準，我相信以后
可能會有。

　　如果你不想花費力氣，而且可能就只是一臺服務器，可以通過雙核芯片提升性能，那么單態(tài)緩存如果實現？很簡單，使用一個緩存產品如OsCache等，將其設定保存在 Application中，或者在web.xml中進行一下簡單的配置即可。

　　但是，這時你可能碰到另外一個問題：狀態(tài)的唯一標識，如何通過唯一標識從緩存中那么
多對象狀態(tài)中取出你要的那一個呢？比較瑣碎。

　　有沒有一個框架幫助你省卻這些麻煩，當然推薦Jdon Framework，只要將包含狀態(tài)的類（主要是Domain Model）繼承特定的類或接口（接口在1.4版本實現）即可，這個類的對象運行時就會被緩存或從緩存中讀取，再也無需你照料緩存了，就這么簡單。

　　當然，Jdon Framework的底層緩存器是可以被替代，使用你喜歡的緩存產品，因為jdon
Framework是基于Ioc設計，構件之間是完全解耦、可徹底肢解，能夠通過配置替代和更換的。
如果你不明白這個道理，需要好好研究一下Ioc模式帶給我們革命性的新變化。

　　從以上也可以看出：java復雜性還在于我們需要在編碼時，卻要想象其運行時的情形。而這種翻譯聯想沒有深厚的實踐功底，是很難順利完成的。

狀態(tài)管理中間件

　　自從J2EE開辟中間件時代以來，就有相當多的高級中間件提供與具體應用無關的通用功能，狀態(tài)管理中間件很早就有之，EJB的有態(tài)Session Bean是一個代表。

　　一個中間件不但要有良好的松耦合設計，我們暫時稱為靜態(tài)設計；更要有優(yōu)秀的動態(tài)設計，例如狀態(tài)管理就屬于一種動態(tài)設計。

　　當然，如果你比較謙虛，不但要選擇一些靜態(tài)設計很好的框架或中間件；而且還要依賴一些擁有良好的動態(tài)運行管理的中間件。

　　EJB無論是EJB1.X/EJB2.X/EJB3.X.在狀態(tài)管理上要更加優(yōu)秀，當然EJB3.X又吸收了優(yōu)秀的靜態(tài)設計概念，但是因為需要有一個具體服務器實現過程，這個過程中存在一些陷阱，如In-Box問題等。

　　Spring無疑是一個靜態(tài)設計非常優(yōu)秀框架，它一直在AOP上孜孜不倦，力圖探索一條從AOP角度進行動態(tài)運行管理干預捷徑，相信會有驚人結果，當然，這種細粒度的AOP需要實踐檢驗，當然如果整入JDK 6.0就更好。

　　而Jdon Framework則試圖在目前兩者之間尋求了一個平衡，既有Ioc/AOP優(yōu)秀的靜態(tài)設計，雖然在AOP上不及Spring前衛(wèi)；但提供了切實Session和Cache狀態(tài)管理；

　　如果你不需要EJB的分布式多服務器集群功能；又不是AOP的超級粉絲，無疑使用Jdon Framework之類的框架無疑是簡化方便的。

狀態(tài)設計的難點

　　最后，我不得不重申，并不是有了良好的狀態(tài)管理框架就可以高枕無憂了，狀態(tài)的設計其實是我們每個項目必須面臨的可變課題，如果狀態(tài)復雜了可以使用狀態(tài)模式對付，可惜往往狀態(tài)不夠復雜。

　　一個對象本身屬性和狀態(tài)是應該耦合在一起，還是進行分離，屬性和狀態(tài)沒有明顯的涇渭分明的界限，我們舉一個例子：

　　論壇Forum這個對象，它有一些字段屬性，如論壇名稱、論壇描述，還有其他一些相關屬性：如該論壇的最新發(fā)帖；該論壇的發(fā)貼量，后兩者好像也是論壇字段，但是他們可能經常變化的，應該屬于狀態(tài)，那么狀態(tài)和Forum這個主體對象是什么關系？是將該論壇的最新發(fā)帖和該論壇的發(fā)貼量兩個字段并入Forum這個Domain Model中，還是應該單獨建立一個狀態(tài)對象？如果進行分離，分離的依據是什么？

　　當然，這里分離的依據是因為對象的生存周期不同。對于我們熟悉的課題，我們能夠馬上分辨出其中的生存周期，如果是不熟悉領域的建模呢？

　　所以，大家已經明白：狀態(tài)設計的難點是：如何粒度細化地創(chuàng)建模型對象；然后分辨出其中動態(tài)的狀態(tài)性質。這是域建模實戰(zhàn)中一個難點。

　　很多人問我：你提倡的域建模、設計模式和框架是什么意思？為什么說他們是Java開發(fā)設計的三件寶呢？或者說三個典型知識點呢？我想通過本篇我已經通過狀態(tài)這個概念稍微解釋了域建模的一些特點。

　　當前，MDA中的四色原型模式Archetype將幫助我們更好地分辨出類的屬性、狀態(tài)和行為，這是一場帶來以后十年的軟件革命，詳情請看下面討論。

相關參考：

學生課程評分系統(tǒng)的設計討論

數據庫時代的終結

用j2ee架構金融平臺的問題

DDD(Domain-Driven Design領域驅動設計)實戰(zhàn)

更多關于evans ddd討論

轉載于:https://www.cnblogs.com/bigmouthz/archive/2008/01/15/1040180.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的(转帖)数据库时代的终结的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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