如何将 Java 中的二维矩阵映射到 Hibernate/JPA？

Question

我有一个遗留数据库，我正在尝试重新设计以适应 21 世纪。现有的数据结构之一涉及包含二维值矩阵的特定类。如果我要从数据库对此类进行逆向工程，我最终会得到一系列属性，例如：

private BigDecimal NODE_1_MATRIX_POS_1_1;
private BigDecimal NODE_1_MATRIX_POS_1_2;

等等。由于这是一个 6x6 矩阵，因此有很多这样的列。

我一直在寻找更好的方法，但我不确定我是否在那里。我想做的是这样的：

@Entity
public class TestClass {

    @Id
    private long id;

    @CollectionOfElements
    @JoinTable(
        name="MATRIX_DATA", 
        joinColumns=@JoinColumn(name="ENTRY_ID"))
    private List<List<BigDecimal>> matrix;

但这失败了：

org.hibernate.MappingException: Could not determine type for: java.util.List, at table: MATRIX_DATA, for columns: [org.hibernate.mapping.Column(element)]

我想我应该四处询问并尝试找到正确的方法来解决此映射，而不是仅仅尝试修复错误挑战。有人对通过 JPA 映射多维数组感到成功和满意吗？

Answer 1

我认为我应该四处询问并尝试找到解决此映射挑战的正确方法，而不是仅仅尝试修复错误。有人对通过 JPA 映射多维数组感到成功和满意吗？

AFAIK，标准 JPA 不支持嵌套集合。 JPA wiki 书中有关于这个主题的很好的部分（我只引用了其中的一部分）：

嵌套集合、映射和矩阵

在对象中有些常见
模型具有复杂的集合
关系，例如 List
List（即矩阵），或 Map
Map，或 List 的 Map，等等
在。不幸的是这些类型
集合很难映射到
关系数据库。

JPA不支持嵌套集合关系，通常情况下
最好改变你的对象模型
避免它们 坚持不懈
查询更方便。一种解决方案是
创建一个包裹嵌套对象的对象
收藏。

例如，如果员工有
由 a 键入的 Project 的 Map
String 项目类型和值 a
列表或项目。为了映射这个
新的 ProjectType 类可能是
创建用于存储项目类型和
OneToMany 到 Project。

...

这就是我的建议。例如：

@Entity
public class TestClass {    
    @Id
    private long id;

    @OneToMany(mappedBy="testClass")
    private List<MatrixRow> matrix;
}

MatrixLine 的位置（省略许多细节）：

@Entity
public class MatrixRow {
    @Id
    private long id;

    @ManyToOne
    private TestClass testClass;

    @CollectionOfElements
    private List<BigDecimal> row;
}

或者也许您可以使用自定义用户类型（我不太确定这将如何工作）。

或者（毕竟，您已经在使用不可移植注释）看看这个问题，看看如何扩展 Hibernate：

• 如何映射嵌套集合，Map>，使用 hibernate JPA 注释？

Answer 2

Hypersistence Utils 项目

您可以使用 Hypersistence Utils 项目映射 PostgreSQL 多维数组。

您可以选择在实体属性端使用Java数组或使用List。

数据库表

例如，假设您有以下 plane 数据库表：

CREATE TABLE plane (
    id INT8 NOT NULL,
    name VARCHAR(255),
    seat_grid seat_status[][],
    PRIMARY KEY (id)
)

其中 seat_status 是 PostgreSQL 枚举：

CREATE TYPE seat_status
AS ENUM (
    'UNRESERVED',
    'RESERVED',
    'BLOCKED'
);

JPA 实体

您可以映射 seatGrid使用 EnumArrayType 的列：

@Entity(name = "Plane")
@Table(name = "plane")
@TypeDef(
    name = "seat_status_array",
    typeClass = EnumArrayType.class
)
public static class Plane {
 
    @Id
    private Long id;
 
    private String name;
 
    @Type(
        type = "seat_status_array",
        parameters = @org.hibernate.annotations.Parameter(
            name = "sql_array_type",
            value = "seat_status"
        )
    )
    @Column(
        name = "seat_grid",
        columnDefinition = "seat_status[][]"
    )
    private SeatStatus[][] seatGrid;
 
    //Getters and setters omitted for brevity

    public SeatStatus getSeatStatus(int row, char letter) {
        return seatGrid[row - 1][letter - 65];
    }
}

因此，您需要声明要使用的适当的 Hibernate 类型。对于枚举，您需要使用 EnumArrayType：

@TypeDef(
    name = "seat_status_array",
    typeClass = EnumArrayType.class
)

@Type 注释允许您将参数传递给 Hibernate 类型，就像 SQL 数组类一样：

@Type(
    type = "seat_status_array",
    parameters = @org.hibernate.annotations.Parameter(
        name = "sql_array_type",
        value = "seat_status"
    )
)

测试时间

现在，当您持久化以下 Post 实体：

entityManager.persist(
    new Plane()
        .setId(1L)
        .setName("ATR-42")
        .setSeatGrid(
            new SeatStatus[][] {
                {
                    SeatStatus.BLOCKED, SeatStatus.BLOCKED,
                    SeatStatus.BLOCKED, SeatStatus.BLOCKED
                },
                {
                    SeatStatus.UNRESERVED, SeatStatus.UNRESERVED,
                    SeatStatus.RESERVED, SeatStatus.UNRESERVED
                },
                {
                    SeatStatus.RESERVED, SeatStatus.RESERVED,
                    SeatStatus.RESERVED, SeatStatus.RESERVED
                }
            }
        )
);

Hibernate 将发出正确的 SQL INSERT 语句：

INSERT INTO plane (
    name,
    seat_grid,
    id
)
VALUES (
    'ATR-42',
    {
        {"BLOCKED", "BLOCKED", "BLOCKED", "BLOCKED"},
        {"UNRESERVED", "UNRESERVED", "RESERVED", "UNRESERVED"},
        {"RESERVED", "RESERVED", "RESERVED", "RESERVED"}
    },
    1
)

并且，在获取实体时，一切都会按预期工作：

Plane plane = entityManager.find(Plane.class, 1L);

assertEquals("ATR-42", plane.getName());
assertEquals(SeatStatus.BLOCKED, plane.getSeatStatus(1, 'A'));
assertEquals(SeatStatus.BLOCKED, plane.getSeatStatus(1, 'B'));
assertEquals(SeatStatus.BLOCKED, plane.getSeatStatus(1, 'C'));
assertEquals(SeatStatus.BLOCKED, plane.getSeatStatus(1, 'D'));
assertEquals(SeatStatus.UNRESERVED, plane.getSeatStatus(2, 'A'));
assertEquals(SeatStatus.UNRESERVED, plane.getSeatStatus(2, 'B'));
assertEquals(SeatStatus.RESERVED, plane.getSeatStatus(2, 'C'));
assertEquals(SeatStatus.UNRESERVED, plane.getSeatStatus(2, 'D'));