从零开始 Spring Boot 63：Hibernate 继承映射

从零开始 Spring Boot 63：Hibernate 继承映射

spring boot

图源：简书 (jianshu.com)

关系型数据库设计中是不存在继承概念的，但实体类可以用继承来组织代码结构，所以需要用一种方式将实体类的继承结构映射到表结构。

本文将介绍几种在 JPA（Hibernate）中映射实体类继承层次的方式。

@MappedSuperclass

第一种方式是用@MappedSuperclass标记超类（Super Class），超类并不对应任何表结构，而是体现在子类对应的表中都拥有超类的字段（每个子类对应一张表）。

@ToString
@Getter
@Setter
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
@MappedSuperclass
public class Person {@Id@GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)private Long id;@NotNull@NotBlank@Length(max = 45)@Column(unique = true)private String name;public Person(String name) {this.name = name;}
}@ToString(callSuper = true)
@Getter
@Setter
@NoArgsConstructor
@Entity(name = "student")
public class Student extends Person {@Min(0)@Max(100)@NotNullprivate Integer averageScore;public Student(String name, Integer averageScore) {super(name);this.averageScore = averageScore;}
}@ToString(callSuper = true)
@NoArgsConstructor
@Getter
@Setter
@Entity
@Table(name = "teacher")
public class Teacher extends Person {public enum Course {MATH, PHYSICS, CHEMISTRY, MUSIC, DRAW}public Teacher(String name, Course course) {super(name);this.course = course;}@Enumerated(EnumType.STRING)private Course course;
}

生成的表结构：

CREATE TABLE `teacher` (`id` bigint NOT NULL AUTO_INCREMENT,`name` varchar(45) NOT NULL,`course` enum('CHEMISTRY','DRAW','MATH','MUSIC','PHYSICS') DEFAULT NULL,PRIMARY KEY (`id`),UNIQUE KEY `UK_5syf9tb34xn2g3cmjekoybhet` (`name`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=7 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ciCREATE TABLE `student` (`id` bigint NOT NULL AUTO_INCREMENT,`name` varchar(45) NOT NULL,`average_score` int NOT NULL,PRIMARY KEY (`id`),UNIQUE KEY `UK_7pb8owoegbhhcrpopw4o1ykcr` (`name`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=7 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci

单表

通过这种方式可以将所有的子类都映射到同一张表：

// ...
@Entity(name = "Person2")
@Inheritance(strategy = InheritanceType.SINGLE_TABLE)
@Table(name = "person2")
public class Person {@Id@GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)private Long id;// ...
}@Entity(name = "Student2")
public class Student extends Person {// ...
}@Entity(name = "Teacher2")
public class Teacher extends Person{// ...
}

生成的表结构：

CREATE TABLE `person2` (`dtype` varchar(31) NOT NULL,`id` bigint NOT NULL AUTO_INCREMENT,`name` varchar(45) NOT NULL,`average_score` int DEFAULT NULL,`course` tinyint DEFAULT NULL,PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=15 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci

这里的dtype字段是 Hibernate 自动生成的，用于区分不同实体的数据，比如下图的示例数据：

image-20230707104311800

可以看到，如果不是当前类的属性，就用null填充（相应的字段也不会存在NOT NULL约束）。此外，父类（超类）的实例也可以被持久化（保存到数据库）。

鉴别器

用于区分同一张表中的不同实体数据的功能被称作鉴别器（Discriminator），我们可以指定鉴别器对应的表字段的名称、类型，以及不同实体对应的字段值。

@DiscriminatorColumn(name = "type",discriminatorType = DiscriminatorType.INTEGER)
@DiscriminatorValue("null")
public class Person {// ...
}@DiscriminatorValue("1")
public class Student extends Person {// ...
}@DiscriminatorValue("2")
public class Teacher extends Person {// ...
}

生成的表结构：

CREATE TABLE `person3` (`type` int DEFAULT NULL,`id` bigint NOT NULL AUTO_INCREMENT,`name` varchar(45) NOT NULL,`average_score` int DEFAULT NULL,`course` tinyint DEFAULT NULL,PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=9 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci

现在区分实体数据的字段是type，类型是int。

@DiscriminatorValue有两个特殊的值：

  • @DiscriminatorValue("null")，对应表中鉴别器字段为null的数据，可以用于映射超类（根）实体。
  • @DiscriminatorValue("not null")，如果数据与任何@DiscriminatorValue都不对应，就会映射到由这个注解标记的实体。

连接的表

可以用多张表连接的方式映射实体的继承关系。

这种方式更符合继承的语义和一般直觉，数据库模型可以表示为：

image-20230707112650976

person表的主键id同时是tercher和student表的外键，且都是一对一的对应关系。

JPA 中的实体表示：

@Inheritance(strategy = InheritanceType.JOINED)
public class Person {// ...
}public class Student extends Person {// ...
}public class Teacher extends Person {// ...
}

生成的表结构：

CREATE TABLE `person4` (`id` bigint NOT NULL AUTO_INCREMENT,`name` varchar(45) NOT NULL,PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=9 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ciCREATE TABLE `student4` (`average_score` int NOT NULL,`id` bigint NOT NULL,PRIMARY KEY (`id`),CONSTRAINT `FKmbyfbqlr0ebtwwrdxgvguwncj` FOREIGN KEY (`id`) REFERENCES `person4` (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ciCREATE TABLE `teacher4` (`course` tinyint DEFAULT NULL,`id` bigint NOT NULL,PRIMARY KEY (`id`),CONSTRAINT `FKbuvkvpo0bh33c9tcjt7t5oyej` FOREIGN KEY (`id`) REFERENCES `person4` (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci

默认情况下子类对应的表用id字段作为主键，可以通过@PrimaryKeyJoinColumn注解进行定义：

@PrimaryKeyJoinColumn(name = "person_id")
public class Student extends Person {// ...
}@PrimaryKeyJoinColumn(name = "person_id")
public class Teacher extends Person {// ...
}

生成的表结构：

CREATE TABLE `student4` (`average_score` int NOT NULL,`person_id` bigint NOT NULL,PRIMARY KEY (`person_id`),CONSTRAINT `FK67c9opl6rxlof46m2wpni45q1` FOREIGN KEY (`person_id`) REFERENCES `person4` (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ciCREATE TABLE `teacher4` (`course` enum('CHEMISTRY','DRAW','MATH','MUSIC','PHYSICS') NOT NULL,`person_id` bigint NOT NULL,PRIMARY KEY (`person_id`),CONSTRAINT `FK2gyqqosqu69ld6t43aiiuyw1a` FOREIGN KEY (`person_id`) REFERENCES `person4` (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci

每张表对应一个类

这种策略下，每个类都会对应一张表，并包含全部的属性。与@MappedSuperclass不同的是，父类也会对应一张表。

@Entity(name = "Person5")
@Inheritance(strategy = InheritanceType.TABLE_PER_CLASS)
public class Person {@Idprivate Long id;// ...
}@Entity(name = "Student5")
public class Student extends Person {// ...
}@Entity(name = "Teacher5")
public class Teacher extends Person {// ...
}

在这种情况下，不能依赖 Hibernate 的 identity key generation 生成主键值，而是要自己定义生成策略：

@Component
public class IdGenerator {private long id = 0;@Synchronizedlong nextValue() {id++;return id;}
}@TestConfiguration
public class ExampleDataConfig {@Autowiredprivate IdGenerator idGenerator;@BeanStudent student() {Student icexmoon = new Student("icexmoon", 90);icexmoon.setId(idGenerator.nextValue());return icexmoon;}// ...
}

生成的表数据类似下面这样：

image-20230707125223018

image-20230707125240352

image-20230707125258176

多态查询

用@Inheritance注解定义的实体继承映射可以用多态查询 JPQL：

List<Person> persons = session.createQuery("from Person5", Person.class).getResultList();
persons.forEach(p->{System.out.println(p);
});

对超类的查询结果会包含所有的子类：

Person(id=7, name=Tom)
Person(id=8, name=Adam)
Student(super=Person(id=1, name=icexmoon), averageScore=90)
Student(super=Person(id=2, name=lalala), averageScore=95)
Student(super=Person(id=3, name=JackChen), averageScore=85)
Teacher(super=Person(id=4, name=Catherine), course=MATH)
Teacher(super=Person(id=5, name=Tina), course=MUSIC)
Teacher(super=Person(id=6, name=LiLei), course=CHEMISTRY)

用@MappedSuperclass定义的继承映射在查询时有所不同：

List<Person> persons = session.createQuery("from com.example.ineritancemapping.v1.Person", Person.class).getResultList();
persons.forEach(p->{System.out.println(p);
});

JPQL 中的基类使用了完全限定名称（包含了完整包名），这是因为Person本身并不是一个 Hibernate 管理的实体类。

查询结果同样包含所有的子类，当然并不包括超类本身，因为这种情况下超类不是实体类，没有持久化数据。

Student(super=Person(id=10, name=icexmoon), averageScore=90)
Student(super=Person(id=11, name=lalala), averageScore=85)
Student(super=Person(id=12, name=JackChen), averageScore=95)
Teacher(super=Person(id=10, name=BrusLee), course=CHEMISTRY)
Teacher(super=Person(id=11, name=Tina), course=MATH)
Teacher(super=Person(id=12, name=Cacherine), course=MUSIC)

还需要注意的是，此种情况下子类的 id 并不存在关联关系，由各自的 identity generator 生成，所以在上面这个示例中是可以出现重复 id 的。这和@Inheritance实现的继承映射有所不同。

如果不希望某个子类出现在对父类的 JPQL 查询结果中，可以使用@Polymorphism(type = PolymorphismType.EXPLICIT)标记。

The End，谢谢阅读。

可以从这里获取本文的完整示例代码。

参考资料

  • Hibernate Inheritance Mapping | Baeldung

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