面向对象数据库简介

面向对象数据的定义面向对象数据库(OODB)是一个基于面向对象编程语言(OOP)的数据库，其数据都是以对象/类的形式表示并存储在面向对象数据库中。简单来讲，面向对象数据库 = 面向对象编程语言 + 关系型数据库特性。在这个公式里面，面向对象编程语言的三个特性为继承、多态、封装；而关系型数据库特性的三个特性：实体完整性、并发、查询处理，因此可用下图[1]表示面向对象数据库。关系型数据库的问题...

ypluo

13928人浏览 · 2020-03-03 21:18:18

ypluo · 2020-03-03 21:18:18 发布

面向对象数据的定义

面向对象数据库(OODB)是一个基于面向对象编程语言(OOP)的数据库，其数据都是以对象/类的形式表示并存储在面向对象数据库中。简单来讲，面向对象数据库 = 面向对象编程语言 + 关系型数据库特性。在这个公式里面，面向对象编程语言的三个特性为继承、多态、封装；而关系型数据库特性的三个特性：实体完整性、并发、查询处理，因此可用下图[1]表示面向对象数据库。
在这里插入图片描述

关系型数据库的问题

传统的关系型数据库存在一些约束：

数据以简单的二维表形式将数据存储，每个元组的字段不可分。
类型必须为内置的有限几种类型。
不能用一个独立的单元表示一个复杂实体。
不能定义属于某个类型的复杂处理操作。

因为以上提出的约束，在传统关系型数据中，应用程序不能直接使用SQL查询返回的结果，需要执行装箱和拆箱操作：即需要显式地将返回的字节序列转换到相应编程语言下的类型（拆箱），当数据需要存储回数据库前，也需要完成上述转换的逆过程（装箱）。举个例子[2]，假设在数据库中存有一个零件表格part：

create table part ( //零件关系part的schema
    int Pno,
    char(15) pname,
    char(10) psize,
    char(5) pcolor
);

应用程序使用C语言访问pno = 16的零件，需要按照如下伪代码地形式预处理：

Define cursor P as Select * From Part Where pno = 16; //用游标读取数据库
struct Part { //应用程序访问时需定义Part类型
    int number;
    char* name;
    char* bigness;
    char* color;
} Example_part;
//将打开的part表格的游标转换到Example_part类型上去
Open P into Example_part Until no-more{
    Fetch P (
    Example_part.number = pno,
    Example_name = pname,
    Example_part.bigness = psize,
    Example_part.color = pcolor);
}
//对访问的结果进行后续操作

上述例子表明，由于SQL查询返回的结果独立于任何编程语言，应用程序访问SQL查询结果时必须先将结果绑定到应用程序中的自定义类型上去，随后才能对数据执行操作。并且SQL中的数据类型不能为每种实体定义相应的复杂操作，应用程序需要手动实现这些对实体数据的操作代码。此外，由于不能自定义数据类型以及封装处理数据对象的操接口， 用户必须显式地管理不同数据表格之间的关联关系，为了保证完整性需要定义主键，为复杂的数据操作和事务写相应存储过程。

面向对象数据库的应用场景

一般的数据库应用程序例如银行，教务处等需要应对的数据类型结构简洁，进行数据库设计和应用程序设计时负担较小。但是对于那些不得不与复杂，特殊化的数据结构打交道的新型的数据库应用，例如卫星数据应用，CAD建模应用，多媒体数据库应用，让应用程序显式地管理数据表格之间的关联关系、定义复杂的主键、实现复杂的存储过程无疑是不现实的。在这些应用场景下，传统关系型数据库性能较差，例如实现一个最近邻查找可能都需要引入join操作。

面向对象数据库在1985年左右应运而生，主要是希望解决上述问题，他们主要以工程应用软件作为其市场[2]。当然，由于OODB缺乏数据保护、访问控制机制、查询处理和事务处理系统，大部分OODB并不将商业数据处理作为他们市场，这也是OODB数据库无法获得较高数据库市场占有率的根本原因。

面向对象数据库以对象作为存储的基本单位，多个类型相同的对象的集合成为一个类。现实世界的任一实体都被统一地模型化为一个对象，每个对象有一个唯一的标识，称为对象标识。借助持久性编程语言的底层特性，任何对象从磁盘读入内存和写回磁盘均能隐式地保证，在内存中的数据只是数据库中该对象的临时副本，应用程序可以调用属于该对象的接口，处理封装在对象内部的数据，类似C++和java那样。