设计模式之数据访问对象模式详解(定义、优缺点、应用场景、实例类图）

数据访问对象模式（Data Access Object Pattern）或 DAO 模式用于把低级的数据访问 API 或操作从高级的业务服务中分离出来。以下是数据访问对象模式的参与者。

1. 数据访问对象接口（Data Access Object Interface） - 该接口定义了在一个模型对象上要执行的标准操作。

2. 数据访问对象实体类（Data Access Object concrete class） - 该类实现了上述的接口。该类负责从数据源获取数据，数据源可以是数据库，也可以是 xml，或者是其他的存储机制。

3. 模型对象/数值对象（Model Object/Value Object） - 该对象是简单的 POJO，包含了 get/set 方法来存储通过使用 DAO 类检索到的数据。

一、数据访问对象模式的概要

意图

将数据访问逻辑从业务逻辑中分离出来，并将数据访问操作封装在一个专用的类中。

主要解决的问题

解决业务逻辑与数据访问逻辑紧密耦合的问题，提高代码的可维护性和可重用性。

使用场景

当需要将应用程序的数据访问逻辑集中管理，以便简化业务逻辑并易于进行数据操作时。

实现方式

1. 定义DAO接口：声明数据访问操作的方法。

2. 实现DAO类：实现DAO接口，封装对数据源（如数据库）的所有访问逻辑。

3. 数据传输对象（DTO）：可选，用于封装从数据源检索的数据。

关键代码

1. DAO接口：声明数据访问和操作的方法。

2. DAO实现：提供DAO接口的具体实现，包含对数据库的访问代码。

结构

包含的几个主要角色

1. DAO接口（DAO Interface）：声明数据访问和操作的方法。

2. DAO实现（DAO Implementation）：实现DAO接口，封装对数据源的所有访问逻辑。

3. 数据传输对象（Data Transfer Object, DTO）（可选）：封装从数据源检索的数据，用于业务逻辑层与数据访问层之间的数据传输。

4. 业务逻辑层（Business Logic Layer）：使用DAO接口与数据源交互，不直接依赖于数据访问的具体实现。

5. 数据源（Data Source）：数据库或其他持久化存储，DAO实现与之交互以存取数据。

数据访问对象模式通过提供一个清晰的数据访问层，有助于保持应用程序的整洁和可管理性。

应用实例

1. 用户管理应用：用户DAO类负责与数据库交互，管理用户数据的增删改查。

二、数据访问对象模式的优缺点

优点

1. 分离关注点：将数据访问逻辑与业务逻辑分离，降低系统的耦合度。

2. 易于维护：数据访问逻辑集中管理，便于维护和更新。

3. 可扩展性：更换数据源或修改数据访问逻辑时，不影响业务逻辑层。

缺点

1. 可能增加复杂性：对于简单的应用程序，引入DAO模式可能增加额外的抽象层次。

三、数据访问对象模式的使用建议

1. 当应用程序需要与多种数据源交互，或者数据访问逻辑较为复杂时，使用DAO模式。

2. DAO类应该尽量简单，只包含数据访问逻辑，不包含业务逻辑。

四、数据访问对象模式的实现

我们将创建一个作为模型对象或数值对象的 Student 对象。StudentDao 是数据访问对象接口。StudentDaoImpl 是实现了数据访问对象接口的实体类。DaoPatternDemo，我们的演示类使用 StudentDao 来演示数据访问对象模式的用法。

1. 步骤 1：创建数值对象。

Student.java

public class Student {
   private String name;
   private int rollNo;
 
   Student(String name, int rollNo){
      this.name = name;
      this.rollNo = rollNo;
   }
 
   public String getName() {
      return name;
   }
 
   public void setName(String name) {
      this.name = name;
   }
 
   public int getRollNo() {
      return rollNo;
   }
 
   public void setRollNo(int rollNo) {
      this.rollNo = rollNo;
   }
}

1. 步骤 2：创建数据访问对象接口。

StudentDao.java

import java.util.List;
 
public interface StudentDao {
   public List<Student> getAllStudents();
   public Student getStudent(int rollNo);
   public void updateStudent(Student student);
   public void deleteStudent(Student student);
}

1. 步骤 3：创建实现了上述接口的实体类。

StudentDaoImpl.java

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class StudentDaoImpl implements StudentDao {
   
   //列表是当作一个数据库
   List<Student> students;
 
   public StudentDaoImpl(){
      students = new ArrayList<Student>();
      Student student1 = new Student("Robert",0);
      Student student2 = new Student("John",1);
      students.add(student1);
      students.add(student2);    
   }
   @Override
   public void deleteStudent(Student student) {
      students.remove(student.getRollNo());
      System.out.println("Student: Roll No " + student.getRollNo() 
         +", deleted from database");
   }
 
   //从数据库中检索学生名单
   @Override
   public List<Student> getAllStudents() {
      return students;
   }
 
   @Override
   public Student getStudent(int rollNo) {
      return students.get(rollNo);
   }
 
   @Override
   public void updateStudent(Student student) {
      students.get(student.getRollNo()).setName(student.getName());
      System.out.println("Student: Roll No " + student.getRollNo() 
         +", updated in the database");
   }
}

1. 步骤 4：使用 StudentDao 来演示数据访问对象模式的用法。

DaoPatternDemo.java

public class DaoPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      StudentDao studentDao = new StudentDaoImpl();
 
      //输出所有的学生
      for (Student student : studentDao.getAllStudents()) {
         System.out.println("Student: [RollNo : "
            +student.getRollNo()+", Name : "+student.getName()+" ]");
      }
 
 
      //更新学生
      Student student =studentDao.getAllStudents().get(0);
      student.setName("Michael");
      studentDao.updateStudent(student);
 
      //获取学生
      studentDao.getStudent(0);
      System.out.println("Student: [RollNo : "
         +student.getRollNo()+", Name : "+student.getName()+" ]");      
   }
}

1. 步骤 5：执行程序，输出结果：

Student: [RollNo : 0, Name : Robert ]
Student: [RollNo : 1, Name : John ]
Student: Roll No 0, updated in the database
Student: [RollNo : 0, Name : Michael ]

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