Java技能：Java数据库概念模型设计

1.概念模型

概念模型是对真实世界中问题域内的事物的描述，不是对软件设计的描述。当我们要完成一个软件系统时，需要把系统中的实体抽取出来，形成概念模型。例如部门、员工都是系统中的实体。概念模型中的实体最终会成为Java中的类、数据库中的表。今天我们需要了解的概念模型包括以下两个：

对象模型：针对java中的实体类，例如我们之前学习的domain层中的User类等；
关系模型：对应数据库中的表。

在java中有以下三个关系描述：

is a：例如猫是动物，表示继承关系；
has a：例如人有两只手，表示的是类与成员的关系；
use a：表示类与方法之间的关系；

我们今天主要关注的是第二个关系：类与成员的关系。这种关联关系可以分为如下三种：

一对一关联：例如老公和老婆就是一对一的关系，一个老公只能有一个老婆，而一个老婆只能有一个老公；
一对多关联：例如每个员工都从属一个部门，而一个部门可以有多个员工，其中员工是多方，而部门是一方，从部门角度来说就是一对多，而从员工角度来说就是多对一；
多对多关联：老师与学生的关系就是多对多，一个老师可以有多个学生，一个学生可以有多个老师。

概念模型在java中对应这实体类，在实体类中使用成员变量完成关联关系，而且一般都是双向关联，以下是java中实体类与成员之间的关联关系，如下所示：

一对多：部门与员工之间是一对多的关系

class Employee {//多方关联一方
    ...
    private Department department;//在员工类中关联部门类
}
class Department {//一方关联多方
    ...
    private List<Employee> employees; //在部门类中关联员工类
}

一对一：丈夫与妻子之间是一对一的关系

class Husband {//一方关联一方
     ...
     private Wife wife; //在丈夫类中关联妻子类
  }
  class Wife {//一方关联一方
     ...
     private Husband husband; //在妻子类中关联丈夫类
  }

多对多：学生与老师之间是多对多关系

  class Student {//多方关联多方
     ...
     private List<Teacher> teachers; //在学生类中关联教师类
  }
  class Teacher {//多方关联多方
     ...
     private List<Student> students; //在教师类中关联学生类
  }

由以上的关系可以看出，关联一方时成员就是一方对象，而关联多方时成员就是多方对象的集合。

2.外键约束

概念模型在数据库中就对应数据表，那么表与表之间的关系也包括：一对一，一对多，多对多。而表与表之间关系是通过外键来维护的。
一个表的外键是另一个表或它本身的主键，如图1-1所示：

图1-1 emp表
在emp表中有两个外键，分别是mgr、deptno，其中mgr代表的是员工的上级编码，它引用的是emp表的主键empno，因为员工的上级也是员工，所以上级的编号一定是emp表的主键；而deptno是dept表即部门表的主键，由图1-1可以发现，emp表中deptno列的值有重复的，表明部门是一方，员工是多方。
外键约束特性如下：

外键必须是另一表或自身表的主键的值；
外键可以重复；
外键可以为空；
一张表中可以有多个外键。

我们来查看一下部门表，如图1-2所示:

图1-2 dept表
图1-2中，部门表的主键值包括：10、20、30、40，emp表中的deptno列的值引用了dept表的deptno列的值，而图1-1中，emp表的最后一条记录，名为张三的部门编号是50，这显然不符合外键约束的要求，因为在emp表中没有设置外键约束因此才没有报错。后面我们会学习如何设置外键约束。
外键值可以重复，对于emp表来说，一个部门中有多个员工，那么emp表中一定有多个员工的deptno列的值是相同的。
外键值可以为null，emp表中的一条记录还没有与dept表建立关联时，该条记录的外键值可以为null。
由以上可以发现，在对象模型中，两个实体的关联是通过在各个实体中引用关联实体对象体现的，而在数据库表中表与表的关联是通过一个字段关联的。
如果表之间建立了关联关系，会有如图1-3所示的效果：

图1-3 表与表的关系
图1-3中，book表中的cid是外键，引用自category表中的cid主键；orderitem表中的bid是外键，引用自book表的主键bid，oid也是外键，引用的是orders表中的oid主键；orders表中的uid是外键，引用自user表中的主键uid。这些表与表之间的关系，就可以通过上图很清楚的体现出来。