对象-关系模式
一、第一性原理:对象-关系失配的根本矛盾
在任何基于关系数据库的面向对象系统中,都不可避免地存在以下三类不可消除的结构张力:
1. 身份语义不一致
- **对象世界**:对象通过内存引用和 identity 维持同一性
- **关系世界**:数据通过主键值维持同一性
问题本质:如何在跨事务、跨加载周期中保持“同一个对象”的语义一致。
2. 结构表达不一致
- 对象模型是**图结构**(引用、导航)
- 关系模型是**集合结构**(表、行、连接)
问题本质:如何在不破坏领域模型表达力的前提下进行持久化。
3. 生命周期不一致
- 对象生命周期受业务逻辑驱动
- 数据生命周期受事务与数据库约束驱动
问题本质:如何协调对象级操作与事务级提交。
所有对象-关系模式,都是对上述张力的局部缓解方案,而非根治手段。
二、对象-关系行为模式(解决“如何修改与加载”)
行为模式关注:对象如何被加载、修改、提交,以及这些行为如何与事务边界协同。
2.1 工作单元(Unit of Work)
根本问题
- 对象的修改是**离散发生的**
- 数据库更新需要**集中、有序、原子化提交**
核心机制(抽象层)
- 维护一个事务内的对象变更集合
- 统一协调 insert / update / delete 的执行时机与顺序
常见实现策略(非本质)
- 调用者显式注册
- 对象自注册
- 快照对比(拷贝对象 vs 原对象)
系统代价
- 事务范围扩大
- 内存占用上升
- 并发冲突集中暴露
本质上,Unit of Work 是对象级变更 → 事务级提交的桥梁。
2.2 标识映射(Identity Map)
根本问题
- 同一行数据在一个事务中被多次加载,导致对象语义分裂
核心机制
- 使用数据库主键作为对象唯一标识
- 在会话范围内维护“主键 → 对象实例”的映射
作用
- 保证对象同一性
- 作为一级缓存减少重复加载
系统代价
- 会话生命周期与内存占用强绑定
- 不当使用会导致内存膨胀
Identity Map 的本质是:在对象世界中重建关系世界的身份语义。
2.3 延迟加载(Lazy Load)
根本问题
- 对象图往往比业务实际使用范围更大
- 过早加载会导致无谓的 IO 与内存占用
抽象机制
- 对象在逻辑上完整,但在物理上部分未加载
- 在访问缺失数据时触发补全
常见实现形式
- 延迟初始化
- 虚代理(最透明)
- 值保持器
- 重影对象(先 ID,后整体)
系统代价
- 隐式 IO
- N+1 查询风险
- 对事务边界高度敏感
Lazy Load 的本质是以不确定性换取性能与资源效率。
三、对象-关系结构模式(解决“如何表示结构”)
结构模式关注:对象模型如何映射为关系结构而不扭曲领域含义。
3.1 标识域(Identity Field)
根本问题
- 对象需要在脱离内存后仍保持可识别性
核心机制
- 在对象中显式保存数据库标识
关键设计维度
- 有意义键 vs 无意义键
- 单一键 vs 组合键
- 应用生成 vs 数据库生成
标识的选择影响的不只是数据库结构,而是领域模型的稳定性。
3.2 关联映射
外键映射
- 对象引用 → 表外键
关联表映射
- 多对多关系显性化
依赖映射
- 由聚合根负责依赖对象的持久化
关联映射的核心是:不要让数据库结构反向污染领域模型。
3.3 嵌入值(Embedded Value)
根本问题
- 某些对象无独立身份,仅作为整体的一部分存在
核心机制
- 将值对象字段展开到宿主表中
嵌入值体现的是值语义优先于存储结构。
3.4 继承映射模式
继承映射用于缓解:面向对象的继承层次与关系模型缺乏继承能力之间的冲突。
三种经典策略
| 维度 | 单表继承 | 类表继承 | 具体表继承 |
|---|---|---|---|
| 查询复杂度 | 低 | 高 | 中 |
| 空字段 | 多 | 少 | 无 |
| Schema 演进 | 困难 | 灵活 | 中 |
| ORM 复杂度 | 低 | 高 | 中 |
继承映射的选择,本质上是查询效率、演进能力与复杂度之间的权衡。
四、对象-关系元数据与访问模式(解决“如何解耦”)
4.1 元数据映射
根本问题
- 映射规则不应与业务代码强耦合
两种策略
- 代码生成:性能高、但演进成本高
- 运行时反射:灵活、但性能与可预测性下降
元数据的引入,是用间接层换取系统可演进性。
4.2 查询对象(Query Object)
根本问题
- SQL 作为字符串缺乏组合性与类型安全
核心机制
- 将查询表达为对象结构
设计边界
- 查询对象描述“如何查”
- 不应承担业务规则
4.3 资源库(Repository)
根本问题
- 领域模型不应感知持久化细节
核心定位
- Repository 是**领域对象集合的抽象**
明确的非职责
- 不负责复杂报表
- 不暴露 ORM 细节
- 不承担事务编排
Repository 的价值在于:保护领域模型不被基础设施侵蚀。
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