Object-Relational Mapping: что это, перевод и зачем нужен

Практика — лучший способ освоить новый инструмент и оценить все его преимущества. Обращаться к документации, писать в сообщество разработчиков — это здорово. Но не всегда достаточно. Если вы запутались в Object-Relational Mapping наша статья точно будет кстати.

Что такое Object-Relational Mapping

ORM (от английского — Object-Relational Mapping, дословный перевод, объектно-реляционное отображение) — это технология, которая обеспечивает взаимодействие между объектно-ориентированным кодом и реляционными БД и упрощает процесс программирования.

Благодаря преобразованию можно работать с данными в БД, используя объекты в своем программном коде, вместо того, чтобы напрямую писать SQL-запросы. Для этого Object-Relational Mapping автоматически преобразует объекты в записи таблиц базы данных и обратно. Это упрощает процесс разработки в объектно-ориентированных подходах, повышает уровень абстракции, позволяет работать с данными более интуитивным образом.

ORM формирует подобие такой «виртуальной объектной базы данных», которая существует лишь в коде приложения и затем синхронизируется уже с реальной базой данных.

Простыми словами, ORM — это инструмент для оптимизации работы с БД.

Зачем нужно Object-Relational Mapping

Технология нужна для того, чтобы упростить разработку и сопровождение кода. Представьте, что вам нужно получить список пользователей из базы данных и отсортировать их по имени. Без этой технологии вам пришлось бы написать сложный SQL-запрос и преобразовать результаты в объекты на языке программирования. С ней же этот процесс автоматизируется, и вы можете сделать это одной строкой кода:

users = session.query(User).order_by(User.name).all()

Проблемы при работе с базами данных

Прямое взаимодействие с базами данных часто сопряжено с рядом негатива. Разработчику нужно писать сложные SQL-запросы, что требует глубокого знания синтаксиса SQL и также особенностей конкретной СУБД. Это может привести к ряду уже побочных сложностей:

Написание сложных SQL-запросов — это трудоемкий процесс, особенно для неопытных разработчиков. Поддержка — тоже.
При работе с разными таблицами часто приходится писать похожие запросы, что приводит к избыточности кода.
Реляционная модель данных в БД не всегда соответствует объектной модели в коде приложения. Отсюда мы имеем дополнительные сложности при разработке.

Преимущества технологии

Рассмотрим наиболее важные из них.

Сокращение дублирования кода

Object-Relational Mapping позволяет значительно сократить объем повторяющегося кода при работе с базой данных глобально.

Пример: ручной SQL-запрос выглядит так:

INS ERT IN TO users (name, email, age) VALUES ('Ivan Petroff', '[email protected]', 30);

А так это выглядит с использованием Object-Relational Mapping (на примере Python и SQLAlchemy):

user = User(name='Ivan Petrof', email='[email protected]', age=30)
session.add(user)
session.commit()

Повышение абстракции

Также Object-Relational Mapping предоставляет более высокий уровень абстракции, позволяя работать с объектами вместо прямого взаимодействия с таблицами и столбцами БД.

Абстракция данных позволяет разработчикам сфокусироваться на бизнес-логике приложения, а не на деталях работы с базой данных. Это упрощает разработку, улучшает читаемость кода, снижает вероятность ошибок. Да и вообще код становится более логичным, красивым.

Пример: вместо написания SQL-запроса…

SEL ECT name, email FR OM users WHERE id=1;

…можно работать напрямую с объектами:

user = session.query(User).get(1)
print(user.name, user.email)

Улучшение переносимости

Технология обеспечивает независимость от конкретной СУБД, что упрощает перенос приложения между различными базами данных.

Object-Relational Mapping абстрагирует детали реализации конкретной СУБД, предоставляя унифицированный интерфейс для работы с разными базами данных. Это позволяет легко переключаться между различными СУБД без необходимости переписывать код приложения.

Пример: перенос приложения на другую СУБД без изменения кода Object-Relational Mapping будет достаточно наглядным для демонстрации этого преимущества. Предположим, вы используете SQLAlchemy с MySQL:

engine = create_engine('mysql://user:password@localhost/mydatabase')

Для перехода на PostgreSQL достаточно изменить строку подключения:

engine = create_engine('postgresql://user:password@localhost/mydatabase')

Код Object-Relational Mapping останется неизменным, что значительно упрощает процесс миграции.

Упрощение разработки

Инструмент существенно упрощает работу с базами данных и автоматизирует многие рутинные операции: создание таблиц, управление связями между объектами, генерацию SQL-запросов и многие другие аспекты работы с базами данных.

Больше не нужно сосредотачиваться на низкоуровневых деталях взаимодействия с каждой конкретной БД.

Пример: посмотрим как происходит создание, чтение, обновление и удаление данных с помощью Object-Relational Mapping:

# Создание
new_user = User(name='Sergo', email='[email protected]', age=25)
session.add(new_user)
session.commit()

# Чтение
user = session.query(User).filter_by(name='Sergo').first()

# Обновление
user.age = 26
session.commit()

# Удаление
session.delete(user)
session.commit()

Как использовать Object-Relational Mapping

Конечно, мы не сможем дать очень подробную инструкцию. Вместо этого приведем упрощенное руководство, но зато оно очень наглядно демонстрирует процесс работы с Object-Relational Mapping. Попробуем представить пошаговый пример использования ORM-фреймворка

Для примера возьмём связку Python и SQLAlchemy.

Шаг 1. Устанавливаем библиотеку:

```python
pip install sqlalchemy
```

Шаг 2. Создаем экземпляр класса `Engine`. Он будет использоваться для подключения к базе данных:

```python

from sqlalchemy import create_engine

# Предположим, что у вас есть база данных SQLite с именем 'my_database.db'
engine = create_engine('sqlite:///my_database.db')

```

Шаг 3. Создаем модель данных, которая будет соответствовать таблице в БД:

```python
from sqlalchemy import Column, Integer, String
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base

Base = declarative_base()

class User(Base):
__tablename__ = 'users'

id=Column(Integer, primary_key=True)
username = Column(String)
email = Column(String)

```

Шаг 4. Создаем таблицу в базе данных, если она еще не существует:

```python

Base.metadata.create_all(engine)
```

Шаг 5. Используем простой `Session` для управления транзакциями и сессиями с базой данных:

```python
from sqlalchemy.orm import sessionmaker

Session = sessionmaker(bind=engine)
session = Session()
```

Шаг 6. Записываем в базу данных:

```python
user = User(username='Sergo', email='[email protected]')
session.add(user)
session.commit()
```

Шаг 7. Получаем информацию из базы данных:

```python
query = session.query(User).filter(User.id == 1)
user = query.one()
print(user.username)
```

Примечание: код создает экземпляр класса Engine для подключения к базе данных SQLite. Далее добавляем модель данных User с колонками id, username и email. После создаем таблицу users в базе данных, добавляя нового пользователя с учетными данными Sergo и [email protected], сохраняем в базе данных и выводим имя пользователя (Sergo) из запроса к базе данных.

Говоря о том, как использовать технологию, нельзя не сказать о фреймворках.

Выбор ORM-фреймворка

Их очень много. Расскажу про пять самых популярных.

Hibernate. Мощный ORM-фреймворк для Java, который поддерживает множество баз данных, предоставляет богатый функционал.
Django ORM. Встроенный ORM в веб-фреймворк Django, оптимизирован для быстрой разработки веб-приложений на Python.
SQLAlchemy. Гибкий, мощный ORM для питониста. Поддерживает и высокоуровневые абстракции, и низкоуровневое SQL-программирование.
Entity Framework. ORM-фреймворк от Microsoft для .NET. Очень тесно интегрированн с экосистемой .NET.
Sequelize. ORM-фреймворк для Node.js, есть удобный API для работы с данными. А еще поддержка множества разных баз данных уже из коробки.

Совет: рекомендую начинать с изучения наиболее распространенных фреймворков в вашей области разработки. Например, если вы работаете с Python, стоит начать с Django ORM или SQLAlchemy.

Самые ходовые фреймворки для пяти популярных языков:

Java: Hibernate, JPA, Spring Data JPA, MyBatis.
C#: Entity Framework, Dapper, NHibernate.
PHP: Doctrine, Eloquent (Laravel), Propel.
Ruby: ActiveRecord (Rails), Sequel, DataMapper.
Jav * aScript: Sequelize, Knex, Objection.js.

Основные понятия Object-Relational Mapping

Отображение объектов на таблицы — ключевой маркет. Мы уже говорили в начале, но напомним основной принцип:

Object-Relational Mapping позволяет сопоставлять классы в коде с таблицами в базе данных. Каждый экземпляр класса представляет собой строку в соответствующей таблице.

Отображение атрибутов на столбцы

Атрибуты класса сопоставляются со столбцами таблицы. Технология автоматически преобразует типы данных между языком программирования и базой данных.

Операции CRUD (Create, Read, Update, Delete)

Object-Relational Mapping дает нам методы для выполнения основных операций с данными, так называемых CRUD-операций.

Связи между объектами

Object-Relational Mapping позволяет определять и управлять связями между объектами по разным сценариям: «один-ко-многим», «многие-ко-многим» и «один-к-одному».

Пример: описываем отображения класса «Пользователь» на таблицу «users»:

from sqlalchemy import Column, Integer, String
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base

Base = declarative_base()

class User(Base):
__tablename__ = 'users'

id=Column(Integer, primary_key=True)
name = Column(String(50))
email = Column(String(120), unique=True)
age = Column(Integer)

def __repr__(self):
return f"<User(name='{self.name}', email='{self.email}', age={self.age})>"

Мы видим, что класс User отображается на таблицу users. Атрибуты класса (id, name, email, age) полностью соответствуют столбцам таблицы.

Более сложные концепции

В Object-Relational Mapping существует ряд и более сложных концепций, которые могут быть полезны при разработке сложных приложений.

Наследование. ORM позволяет отображать иерархии наследования классов на структуры таблиц в базе данных.

Полиморфизм. Некоторые такие технологии поддерживают полиморфные отношения, позволяя хранить объекты разных типов в одной таблице.

Ленивая загрузка. Техника оптимизации, при которой связанные объекты загружаются только при обращении к ним, что может улучшить производительность.

Кэширование. Многие подобные инструменты предоставляют механизмы кэширования для уменьшения количества запросов к базе данных и повышения производительности.

Для более глубокого изучения технологий нужно будет потратить время. Я рекомендую обратиться к официальной документации выбранного фреймворка или сразу же к специализированным ресурсам:

Документация SQLAlchemy: https://docs.sqlalchemy.org/
Руководство по Django ORM: https://docs.djangoproject.com/en/stable/topics/db/
Hibernate ORM Documentation: https://hibernate.org/orm/documentation/

Коротко о главном

Object-Relational Mapping — мощный инструмент, который значительно упрощает работу с базами данных в современных подходах программирования.
Он позволяет работать с базами данных, используя обычные объекты сразу в коде вместо того, чтобы писать сложные запросы к базе данных, а также ускоряет процесс написания кода.
Кроме того, сокращает объем кода и уменьшает дублирование, повышает уровень абстракции кода, улучшает переносимость приложений между различными СУБД и т. д.

Тематика	Стоимость лида (Москва/Россия)
Отдых	500
Мебель	350
Оборудование	500
Бансковские услуги	500
Безопасность	500
Организация мероприятий, концерты, праздники	500
Недвижимость	500
Строительство и отделка	500
Грузоперевозки	500
Доставка еды	350
Юридические услуги	500
Бухгалтерские услуги	500
Пластиковые окна	500
Детские товары	350
Автозапчасти	350
Образование	500

Что такое ORM: зачем нужно и как использовать

Что такое Object-Relational Mapping

Зачем нужно Object-Relational Mapping

Проблемы при работе с базами данных

Преимущества технологии

Сокращение дублирования кода

Повышение абстракции

Улучшение переносимости

Упрощение разработки

Как использовать Object-Relational Mapping

Выбор ORM-фреймворка

Основные понятия Object-Relational Mapping

Отображение атрибутов на столбцы

Операции CRUD (Create, Read, Update, Delete)

Связи между объектами

Более сложные концепции

Коротко о главном

Комментарии