【數據庫】ORM 原理及實例教程

一、概述

面向對象編程和關係型數據庫，都是目前最流行的技術，但是它們的模型是不一樣的。

面向對象編程把所有實體看成對象（object），關係型數據庫則是採用實體之間的關係（relation）連接數據。很早就有人提出，關係也可以用對象表達，這樣的話，就能使用面向對象編程，來操作關係型數據庫。

簡單說，ORM 就是通過實例對象的語法，完成關係型數據庫的操作的技術，是"對象-關係映射"（Object/Relational Mapping） 的縮寫。

ORM 把數據庫映射成對象。

舉例來說，下面是一行 SQL 語句。

SELECT id, first_name, last_name, phone, birth_date, sex FROM persons WHERE id = 10

程序直接運行 SQL，操作數據庫的寫法如下。

res = db.execSql(sql);
name = res[0]["FIRST_NAME"];

改成 ORM 的寫法如下。

p = Person.get(10);
name = p.first_name;

一比較就可以發現，ORM 使用對象，封裝了數據庫操作，因此可以不碰 SQL 語言。開發者只使用面向對象編程，與數據對象直接交互，不用關心底層數據庫。

總結起來，ORM 有下面這些優點。

但是，ORM 也有很突出的缺點。

二、命名規定

許多語言都有自己的 ORM 庫，最典型、最規範的實現公認是 Ruby 語言的 。Active Record 對於對象和數據庫表的映射，有一些命名限制。

三、示例庫

下面使用 這個庫，演示如何使用 ORM。

OpenRecord 是仿 Active Record 的，將其移植到了 JavaScript，而且實現得很輕量級，學習成本較低。我寫了一個 ，請將它克隆到本地。

$ git clone https://github.com/ruanyf/openrecord-demos.git

然後，安裝依賴。

$ cd openrecord-demos
$ npm install

示例庫裡面的數據庫，是從 的 Sqlite 數據庫。它的 Schema 圖如下（ 大圖下載）。

四、連接數據庫

使用 ORM 的第一步，就是你必須告訴它，怎麼連接數據庫（ 看這裡）。

// demo01.js
const Store = require('openrecord/store/sqlite3');
const store = new Store({
type: 'sqlite3',
file: './db/sample.db',
autoLoad: true,
});
await store.connect();

連接成功以後，就可以操作數據庫了。

五、Model

5.1 創建 Model

連接數據庫以後，下一步就要把數據庫的表，轉成一個類，叫做數據模型（Model）。下面就是一個最簡單的 Model（ 看這裡）。

// demo02.js
class Customer extends Store.BaseModel {
}
store.Model(Customer);

上面代碼新建了一個Customer類，ORM（OpenRecord）會自動將它映射到customers表。使用這個類就很簡單。

// demo02.js
const customer = await Customer.find(1);
console.log(customer.FirstName, customer.LastName);

上面代碼中，查詢數據使用的是 ORM 提供的find()方法，而不是直接操作 SQL。Customer.find(1)表示返回id為1的記錄，該記錄會自動轉成對象，customer.FirstName屬性就對應FirstName字段。

5.2 Model 的描述

Model 裡面可以詳細描述數據庫表的定義，並且定義自己的方法（ 看這裡）。

// demo03.js
class Customer extends Store.BaseModel {
static definition(){
this.attribute('CustomerId', 'integer', { primary: true });
this.attribute('FirstName', 'string');
this.attribute('LastName', 'string');
this.validatesPresenceOf('FirstName', 'LastName');
}
getFullName(){
return this.FirstName + ' ' + this.LastName;
}
}

上面代碼告訴 Model，CustomerId是主鍵，FirstName和LastName是字符串，並且不得為null，還定義了一個getFullName()方法。

實例對象可以直接調用getFullName()方法。

// demo03.js
const customer = await Customer.find(1);
console.log(customer.getFullName());

六、CRUD 操作

數據庫的基本操作有四種：create（新建）、read（讀取）、update（更新）和delete（刪除），簡稱 CRUD。

ORM 將這四類操作，都變成了對象的方法。

6.1 查詢

前面已經說過，find()方法用於根據主鍵，獲取單條記錄（ 看這裡）或多條記錄（ 看這裡）。

// 返回單條記錄
// demo02.js
Customer.find(1)
// 返回多條記錄
// demo05.js
Customer.find([1, 2, 3])

where()方法用於指定查詢條件（ 看這裡）。

// demo04.js
Customer.where({Company: 'Apple Inc.'}).first()

如果直接讀取類，將返回所有記錄。

// 返回所有記錄
const customers = await Customer;

但是，通常不需要返回所有記錄，而是使用limit(limit[, offset])方法指定返回記錄的位置和數量（ 看這裡）。

// demo06.js
const customers = await Customer.limit(5, 10);)

上面的代碼制定從第10條記錄開始，返回5條記錄。

6.2 新建記錄

create()方法用於新建記錄（ 看這裡）。

// demo12.js
Customer.create({
Email: '',

FirstName

: 'Donald',
LastName: 'Trump',
Address: 'Whitehouse, Washington'

6.3 更新記錄

update()方法用於更新記錄（ 看這裡）。

// demo13.js
const customer = await Customer.find(60);
await customer.update({
Address: 'Whitehouse'
});

6.4 刪除記錄

destroy()方法用於刪除記錄（ 看這裡）。

// demo14.js
const customer = await Customer.find(60);
await customer.destroy();

七、關係

7.1 關係類型

表與表之間的關係（relation），分成三種。

7.2 一對一關係

設置"一對一關係"，需要設置兩個 Model。舉例來說，假定顧客（Customer）和發票（Invoice）是一對一關係，一個顧客對應一張發票，那麼需要設置Customer和Invoice這兩個 Model。

Customer內部使用this.hasOne()方法，指定每個實例對應另一個 Model 的一個實例。

class Customer extends Store.BaseModel {
static definition(){
this.hasOne('invoices', {model: 'Invoice', from: 'CustomerId', to: 'CustomerId'});
}
}

上面代碼中，this.hasOne(name, option)的第一個參數是該關係的名稱，可以隨便起，只要引用的時候保持一致就可以了。第二個參數是關係的配置，這裡只用了三個屬性。

然後，Invoice內部使用this.belongsTo()方法，回應Customer.hasOne()方法。

class Invoice extends Store.BaseModel {
static definition(){
this.belongsTo('customer', {model: 'Customer', from: 'CustomerId', to: 'CustomerId'});
}
}

接下來，查詢的時候，要用include(name)方法，將對應的 Model 包括進來。

const invoice = await Invoice.find(1).include('customer');

上面代碼中，Invoice.find(1).include('customer')表示Invoice的第一條記錄要用customer關係，將Customer這個 Model 包括進來。也就是說，可以從invoice.customer屬性上，讀到對應的那一條 Customer 的記錄。

7.3 一對多關係

上一小節假定 Customer 和 Invoice 是一對一關係，但是實際上，它們是一對多關係，因為一個顧客可以有多張發票。

一對多關係的處理，跟一對一關係很像，唯一的區別就是把this.hasOne()換成this.hasMany()方法。從名字上就能看出，這個方法指定了 Customer 的一條記錄，對應多個 Invoice（ 看這裡）。

// demo08.js
class Customer extends Store.BaseModel {
static definition(){
this.hasMany('invoices', {model: 'Invoice', from: 'CustomerId', to: 'CustomerId'});
}
}
class Invoice extends Store.BaseModel {
static definition(){
this.belongsTo('customer', {model: 'Customer', from: 'CustomerId', to: 'CustomerId'});
}
}

上面代碼中，除了this.hasMany()那一行，其他都跟上一小節完全一樣。

7.4 多對多關係

通常來說，"多對多關係"需要有一張中間表，記錄另外兩張表之間的對應關係。比如，單曲Track和歌單Playlist之間，就是多對多關係：一首單曲可以包括在多個歌單，一個歌單可以包括多首單曲。數據庫實現的時候，就需要一張playlist_track表來記錄單曲和歌單的對應關係。

因此，定義 Model 就需要定義三個 Model（ 看這裡）。

// demo10.js
class Track extends Store.BaseModel{
static definition() {
this.hasMany('track_playlists', { model: 'PlaylistTrack', from: 'TrackId', to: 'TrackId'});
this.hasMany('playlists', { model: 'Playlist', through: 'track_playlists' });
}
}
class Playlist extends Store.BaseModel{
static definition(){
this.hasMany('playlist_tracks', { model: 'PlaylistTrack', from: 'PlaylistId', to: 'PlaylistId' });
this.hasMany('tracks', { model : 'Track', through: 'playlist_tracks' });
}
}
class PlaylistTrack extends Store.BaseModel{
static definition(){
this.tableName = 'playlist_track';
this.belongsTo('playlists', { model: 'Playlist', from: 'PlaylistId', to: 'PlaylistId'});
this.belongsTo('tracks', { model: 'Track', from: 'TrackId', to: 'TrackId'});
}
}

上面代碼中，Track這個 Model 裡面，通過this.hasMany('playlists')指定對應多個歌單。但不是直接關聯，而是通過through屬性，指定中間關係track_playlists進行關聯。所以，Track 也要通過this.hasMany('track_playlists')，指定跟中間表的一對多關係。相應地，PlaylistTrack這個 Model 裡面，要用兩個this.belongsTo()方法，分別跟另外兩個 Model 進行連接。

查詢的時候，不用考慮中間關係，就好像中間表不存在一樣。

// demo10.js
const track = await Track.find(1).include('playlists');
const playlists = await track.playlists;
playlists.forEach(l => console.log(l.PlaylistId));

上面代碼中，一首單曲對應多張歌單，所以track.playlists返回的是一個數組。