TechCodeview

ORM: Object Relational Mapping

El mapatge relacional objecte (ORM) és una tècnica que connecta codi de programació amb bases de dades relacionals. Utilitza descriptors de metadades per crear una capa entre el codi del programa orientat a objectes (OOP) i la base de dades. ORM simplifica la interacció entre els llenguatges OOP i les bases de dades proporcionant una manera d'adreçar i manipular objectes sense tenir en compte les fonts de dades subjacents. Permet als desenvolupadors realitzar operacions CRUD a bases de dades sense escriure directament codi SQL. ORM proporciona un nivell més alt d'abstracció i encapsulació, permetent als desenvolupadors treballar amb bases de dades utilitzant els principis OOP. Millora la productivitat, la reutilització del codi i el manteniment abstraint les complexitats de les interaccions de bases de dades.

Com funciona ORM?

ORM és vital per traduir i simplificar la informació entre programes orientats a objectes i bases de dades relacionals. Afronta el repte de comprendre els estats i els codis generats pels programes orientats a objectes, que sovint poden ser complexos i difícils d'entendre. Mitjançant la creació d'un mapa estructurat, ORM dilucida les relacions entre objectes i diferents taules de bases de dades sense requerir coneixement de l'estructura de dades subjacent. En essència, estableix un model lògic del programa amb un alt nivell d'abstracció, abstraint els detalls complexos del codi. Aquestes valuoses funcions proporcionades per ORM ajuden els desenvolupadors a obtenir una millor comprensió de l'estructura de la base de dades subjacent. Quan l'aplicació modifica l'objecte de dades, la base de dades relacional reacciona inserint, actualitzant, creant o suprimint dades en funció d'aquests canvis. Aquesta coordinació perfecta es produeix perquè l'ORM converteix les dades de manera perfecta entre taules i genera el codi SQL necessari perquè la base de dades pugui gestionar aquests canvis d'aplicació i gestionar les activitats de dades de manera eficaç.

A més, ORM serveix com a mecanisme centralitzat per gestionar els detalls de mapeig entre un conjunt d'objectes i les fonts de dades i embornals subjacents, com ara bases de dades relacionals o repositoris XML. Protegeix els desenvolupadors de les complexitats sovint complexes i en evolució de les interfícies relacionades, assegurant que es puguin centrar en la creació del seu codi sense canvis constants en les tecnologies subjacents. En conseqüència, l'ORM permet als desenvolupadors incorporar noves tecnologies i capacitats a les seves aplicacions sense requerir modificacions extensives de la base de codi.

ORM simplifica el procés de desenvolupament, millora el manteniment del codi i promou la flexibilitat proporcionant un pont entre els programes orientats a objectes i les bases de dades. Permet als desenvolupadors treballar a un nivell d'abstracció superior sense aprofundir en els complexos detalls de l'emmagatzematge i la recuperació de dades. En última instància, ORM facilita la comunicació i la sincronització eficients entre programes i bases de dades orientats a objectes, alhora que protegeix els desenvolupadors de les complexitats de gestió i emmagatzematge de dades.

Què és una eina ORM?

Les eines ORM solen oferir mapes d'objecte a taula, generació de consultes, memòria cau, gestió de transaccions i gestió d'esquemes de bases de dades. Permeten als desenvolupadors treballar amb conceptes familiars de programació orientada a objectes alhora que s'integren perfectament amb la base de dades.

Algunes eines ORM populars inclouen Hibernate (per a Java), Entity Framework (per a .NET), Django ORM (per a Python) i Sequelize (per a Node.js). Aquestes eines proporcionen una sèrie de funcionalitats per agilitzar les interaccions amb bases de dades, millorar la productivitat i millorar el manteniment del codi en projectes de desenvolupament de programari.

Eines ORM populars per a Java

Hibernar:Hibernate és una eina ORM àmpliament utilitzada que permet als desenvolupadors escriure classes de dades persistents utilitzant conceptes de programació orientada a objectes com l'herència, el polimorfisme, l'associació i la composició. Proporciona un alt rendiment i escalabilitat, el que el fa adequat per a aplicacions a gran escala.Apache OpenJPA:L'Apache OpenJPA és una altra eina de persistència de Java que es pot utilitzar com a capa de persistència POJO autònoma (objecte Java antic senzill). Ofereix funcions per gestionar i mantenir objectes Java en una base de dades.EclipseLink:EclipseLink, una solució de persistència Java de codi obert, admet bases de dades relacionals, XML i serveis web de bases de dades. Proporciona una funcionalitat robusta per gestionar la persistència de dades en diversos formats.jOOQ:jOOQ és una eina ORM única que genera codi Java a partir de les dades emmagatzemades en una base de dades. Permet als desenvolupadors crear consultes SQL segures de tipus, permetent una millor comprovació i optimització d'errors en temps de compilació.Oracle TopLink:Oracle TopLink és una potent eina ORM que destaca en la creació d'aplicacions d'alt rendiment amb emmagatzematge de dades persistent. Ofereix capacitats per transformar dades en elements relacionals o XML, proporcionant flexibilitat en la representació de dades.

Aquestes eines ORM proporcionen als desenvolupadors opcions i funcionalitats per simplificar la gestió i la persistència de les dades a les aplicacions. Ofereixen funcions com mapejar objectes a taules de bases de dades, generar consultes SQL, gestionar transaccions i optimitzar el rendiment. Els desenvolupadors poden utilitzar aquestes eines per millorar la productivitat, mantenir la coherència del codi i crear aplicacions escalables i eficients.

Eines ORM populars per a Python

Django:Django és un marc web potent i àmpliament utilitzat que ofereix un conjunt complet d'eines per crear aplicacions web de manera ràpida i eficient. Segueix el principi de 'bateries incloses', proporcionant moltes funcions integrades com ara un ORM, sistema d'encaminament, autenticació i motor de plantilles, simplificant el procés de desenvolupament. Amb Django, els desenvolupadors poden centrar-se més en la lògica de l'aplicació que en els detalls d'implementació de baix nivell.Web2py:web2py és un altre marc de Python robust conegut per la seva senzillesa i facilitat d'ús. Està dissenyat per facilitar el desenvolupament d'aplicacions web ràpides, escalables, segures i basades en dades. Ofereix una pila completa per al desenvolupament web, que inclou un ORM, un servidor web, un motor de plantilles i un conjunt complet de biblioteques. L'èmfasi de web2py en la seguretat i el seu maneig automàtic de vulnerabilitats web habituals el converteixen en una opció popular entre els desenvolupadors.SQLObject:SQLObject és un gestor relacional objecte que proporciona una interfície orientada a objectes per interactuar amb bases de dades. Permet als desenvolupadors definir classes que s'assignen a taules de bases de dades i realitzar operacions de bases de dades mitjançant mètodes orientats a objectes. SQLObject resumeix les operacions de base de dades subjacents, facilitant el treball amb bases de dades i reduint la quantitat de codi SQL que cal escriure.SQLAlchemy:SQLAlchemy és un conjunt d'eines i ORM Python SQL àmpliament utilitzat que proporciona patrons d'accés a bases de dades flexibles i eficients. Ofereix una interfície Pythonic d'alt nivell per interactuar amb bases de dades, que permet als desenvolupadors escriure codi independent de bases de dades i aprofitar tota la potència d'SQL quan sigui necessari. SQLAlchemy ofereix funcions avançades com el mapeig relacionat amb l'objecte, la generació de consultes i la gestió de transaccions, que permeten als desenvolupadors crear aplicacions basades en bases de dades eficients i d'alt rendiment.

Aquests marcs i eines, com ara Django, web2py, SQLObject i SQLAlchemy, proporcionen als desenvolupadors diverses opcions per crear aplicacions web i interactuar amb bases de dades. Ofereixen funcions per a un desenvolupament ràpid, una arquitectura d'aplicacions segura i escalable i una integració perfecta de bases de dades. Aquestes eines permeten als desenvolupadors agilitzar el desenvolupament, millorar el manteniment del codi i crear aplicacions web robustes i eficients.

Eines ORM populars per a PHP

Laravel:Laravel, un framework PHP popular, inclou un potent mapeador relacional d'objectes anomenat Eloquent, que simplifica les interaccions de la base de dades. Eloquent proporciona una sintaxi intuïtiva i expressiva per consultar i manipular registres de bases de dades, cosa que facilita als desenvolupadors treballar amb bases de dades a les seves aplicacions Laravel. Amb Eloquent, els desenvolupadors poden definir models que representen taules de bases de dades, i aquests models inclouen mètodes integrats per recuperar, crear, actualitzar i suprimir registres. Eloquent també admet relacions entre models, cosa que permet un fàcil maneig de dades relacionades. Aquesta eina ORM de Laravel resumeix les operacions de bases de dades subjacents, proporcionant una manera còmoda i eficient de treballar amb bases de dades.CakePHP:CakePHP, un altre marc PHP molt utilitzat, ofereix un ORM complet que permet als desenvolupadors treballar amb bases de dades de manera perfecta. L'ORM de CakePHP es basa en el concepte de repositoris i entitats. Els repositoris proporcionen accés a les col·leccions de dades, cosa que permet fer consultes flexibles i eficients. Per contra, les entitats representen registres de dades individuals i encapsulen la seva lògica empresarial. El CakePHP ORM simplifica les operacions de la base de dades generant automàticament consultes SQL basades en el repositori i les definicions d'entitats, reduint la necessitat de codificar SQL manualment. Proporciona funcions com la gestió d'associacions, la càrrega amb ganes i la validació de dades, cosa que la converteix en una eina potent per treballar amb bases de dades a les aplicacions CakePHP.Codi:Qcodo, un framework PHP, ofereix una interfície de línia d'ordres que permet als desenvolupadors interactuar amb bases de dades mitjançant diferents ordres. Aquestes ordres proporcionen funcionalitats com ara generar esquemes de bases de dades, crear taules, executar migracions i executar consultes SQL directament des del terminal. La interfície de línia d'ordres de Qcodo simplifica la gestió de bases de dades i proporciona una manera còmoda de realitzar tasques relacionades amb la base de dades sense canviar entre diferents eines o entorns.RedBeanPHP:RedBeanPHPi és un mapeador relacional d'objectes de configuració zero per a PHP. Permet als desenvolupadors treballar amb bases de dades sense necessitat de fitxers de configuració o mapes explícits. RedBeanPHP mapeja automàticament objectes PHP amb taules de base de dades i gestiona les operacions de la base de dades de manera transparent. Els desenvolupadors poden realitzar operacions CRUD (crear, llegir, actualitzar i eliminar) utilitzant una sintaxi senzilla orientada a objectes sense escriure consultes SQL complexes. La senzillesa i la facilitat d'ús de RedBeanPHP el converteixen en una opció popular per als desenvolupadors que prefereixen una solució ORM lleugera i sense problemes.

Aquestes eines ORM, com ara Eloquent de Laravel, ORM de CakePHP, la interfície de línia d'ordres de Qcodo i RedBeanPHP, ofereixen als desenvolupadors maneres eficients i còmodes de treballar amb bases de dades a les seves aplicacions PHP. Abstreuen les complexitats de les interaccions de bases de dades, proporcionen API intuïtives per consultar i manipular dades i agilitzen el procés de desenvolupament. Mitjançant l'ús d'aquestes eines ORM, els desenvolupadors poden centrar-se més en la lògica i la productivitat de l'aplicació mentre mantenen una capa de persistència de dades sòlida i eficient.

Eines ORM populars per a .NET

Marc de l'entitat:Entity Framework és un mapeador de bases de dades d'objectes robust que admet diverses bases de dades, com ara SQL, SQLite, MySQL, PostgreSQL i Azure Cosmos DB. Simplifica la interacció entre l'aplicació i la base de dades proporcionant una capa d'abstracció d'alt nivell. Amb Entity Framework, els desenvolupadors poden treballar amb entitats de bases de dades com a objectes quotidians al seu codi, aprofitant el poder de la programació orientada a objectes i eliminant la necessitat d'escriure consultes SQL complexes. Ofereix operacions CRUD automàtiques, càrrega mandrosa i optimització de consultes, fent que les operacions de la base de dades siguin més eficients i fàcils de desenvolupar.NHibernate:NHibernate és un mapeador relacional d'objectes de codi obert que proporciona un suport ampli per mapejar objectes a bases de dades relacionals. Ofereix diversos complements i eines que milloren la productivitat i la flexibilitat dels desenvolupadors. NHibernate permet als desenvolupadors treballar amb objectes persistents i ofereix funcions com ara la càrrega mandrosa, la memòria cau i les capacitats avançades de consulta. Admet diverses plataformes de bases de dades i ofereix un conjunt ric d'opcions de mapatge, el que el fa adequat per a una àmplia gamma d'escenaris d'aplicació.Dapper:Dapper, d'altra banda, és un micro-ORM lleuger que se centra en el mapatge de consultes en lloc de proporcionar una solució ORM completa. És conegut per la seva senzillesa i rendiment. Dapper mapeja els resultats de la consulta als objectes, facilitant el treball amb dades de la base de dades. No inclou funcions com la generació SQL o la memòria cau, però destaca en escenaris en què els desenvolupadors necessiten un control detallat sobre l'execució de consultes i l'optimització del rendiment.Biblioteca de components de Base One Foundation (BFC):BFC és un marc dissenyat específicament per crear aplicacions de bases de dades en xarxa mitjançant Visual Studio i programari DBMS de Microsoft, Oracle, IBM, Sybase i MySQL. BFC ofereix un conjunt complet d'eines i components que simplifiquen el desenvolupament d'aplicacions de bases de dades, incloent l'accés a dades, la lògica empresarial i els components de la interfície d'usuari. Ofereix un alt nivell d'integració amb l'entorn de desenvolupament i el sistema de bases de dades, cosa que facilita la creació i el manteniment d'aplicacions de bases de dades robustes.

Aquestes eines ORM, com Entity Framework, NHibernate, Dapper i Base One Foundation Component Library, ofereixen als desenvolupadors diferents opcions per treballar amb bases de dades i simplificar l'accés a les dades a les seves aplicacions. Cada eina té els seus punts forts i s'adapta a diferents requisits i preferències. Mitjançant l'ús d'aquestes eines ORM, els desenvolupadors es poden beneficiar d'una major productivitat, una millora de manteniment del codi i una reducció de les complexitats relacionades amb la base de dades, donant lloc a aplicacions més eficients i escalables.

Avantatges de l'ORM

• Simplifica i resumeix l'accés a les dades: ORM proporciona una interfície d'alt nivell perquè els desenvolupadors interactuïn amb la base de dades mitjançant conceptes orientats a objectes, reduint la necessitat d'escriure consultes SQL complexes.
• Augment de la productivitat: ORM automatitza tasques repetitives com ara el mapeig d'objecte a base de dades, la generació de consultes i la gestió d'esquemes de bases de dades, permetent als desenvolupadors centrar-se més en la lògica de l'aplicació i reduir el temps de desenvolupament.
• Independència de la base de dades: els marcs ORM admeten múltiples sistemes de bases de dades, la qual cosa permet als desenvolupadors canviar entre diferents bases de dades sense canvis significatius de codi.
• Paradigma de programació orientada a objectes: ORM crea un pont entre els llenguatges de programació orientats a objectes i les bases de dades relacionals, permetent als desenvolupadors treballar amb objectes i classes en lloc de taules i columnes.
• Mantenibilitat millorada: en separar la capa d'accés a les dades de la lògica empresarial, ORM promou la modularitat i el manteniment, facilitant la modificació i el manteniment de la base de codi.
• Portabilitat i suport multiplataforma: els frameworks ORM sovint admeten múltiples llenguatges i plataformes de programació, cosa que facilita el desenvolupament d'aplicacions que s'executen en diferents entorns.
• Funcions de seguretat integrades: els marcs ORM proporcionen mesures com consultes parametritzades i validació d'entrada per mitigar les vulnerabilitats de seguretat habituals, millorant la seguretat de les aplicacions.
• Optimitzacions de rendiment: els marcs ORM ofereixen funcions com l'optimització de consultes, la memòria cau i l'agrupació de connexions, millorant el rendiment i l'escalabilitat de la base de dades.
• Abstracció i encapsulació: ORM abstra les complexitats de les operacions de bases de dades, permetent als desenvolupadors treballar a un nivell més alt d'abstracció i centrar-se en la lògica empresarial de l'aplicació.
• Suport i documentació de la comunitat: els marcs ORM tenen comunitats de desenvolupadors actives, que ofereixen accés a documentació, tutorials i suport comunitari per a la resolució de problemes i l'aprenentatge.

Inconvenients de l'ORM

• Sobrecàrrega de rendiment: els marcs ORM poden introduir capes addicionals d'abstracció i traducció, que poden afectar el rendiment de les operacions de la base de dades en comparació amb l'escriptura de consultes SQL personalitzades.
• Corba d'aprenentatge: l'adopció d'un marc ORM requereix que els desenvolupadors aprenguin i entenguin els conceptes, la configuració i el llenguatge de consulta del marc, cosa que pot augmentar la corba d'aprenentatge i el temps de desenvolupament inicial.
• Control limitat sobre l'optimització: ORM elimina els detalls de la base de dades subjacent, limitant el control dels desenvolupadors sobre l'ajustament i l'optimització de les consultes SQL per a requisits de rendiment específics.
• Mapeig complex: l'assignació de models d'objectes complexos a taules de bases de dades pot ser un repte i pot requerir una consideració i un manteniment acurats per garantir mapes precisos i eficients.
• Bloqueig de proveïdors: els marcs ORM solen tenir una compatibilitat de bases de dades específica, cosa que pot crear un bloqueig de proveïdors i dificultar el canvi a una base de dades o marc ORM diferent en el futur.
• Complexitats de depuració: la resolució de problemes i problemes de depuració amb consultes generades per ORM pot ser més difícil, ja que els desenvolupadors han d'entendre les declaracions SQL generades i identificar qualsevol discrepància o coll d'ampolla de rendiment.
• Augment de la complexitat en la gestió d'esquemes: la gestió automàtica d'esquemes proporcionada per alguns marcs ORM pot introduir complexitats, especialment en entorns que requereixen un control estricte sobre l'esquema de la base de dades o on les migracions de bases de dades són freqüents.
• Compensacions de rendiment: tot i que l'ORM ofereix comoditat i abstracció, pot resultar en compensacions de rendiment en comparació amb consultes SQL optimitzades manualment per a operacions de bases de dades específiques o escenaris complexos.
• Augment de l'ús de recursos: els frameworks ORM poden consumir recursos addicionals del sistema, com ara memòria i potència de processament, per gestionar els processos de traducció i mapeig relacional amb l'objecte.
• Problemes de compatibilitat: és possible que els marcs ORM no admetin totes les funcions de la base de dades o que tinguin problemes de compatibilitat amb versions o configuracions específiques de bases de dades, que requereixin solucions alternatives o personalitzacions.
• Reptes de manteniment: a mesura que evolucionen els marcs ORM, les actualitzacions i els canvis poden requerir modificacions al codi de l'aplicació per adaptar-se a noves funcions o correccions d'errors, que poden augmentar la sobrecàrrega de manteniment.

És important tenir en compte aquests desavantatges juntament amb els requisits i les limitacions específiques del projecte a l'hora de decidir si s'utilitza un marc ORM.