7天用Go动手写/从零实现ORM框架GeeORM

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• 第一天：database/sql 基础 | Code
• 次日：对象表结构映射 | Code
• 第三天：记录新增和查询 | Code
• 第四天：链式操做与更新删除 | Code
• 第五天：实现钩子(Hooks) | Code
• 第六天：支持事务(Transaction) | Code
• 第七天：数据库迁移(Migrate) | Code

1 谈谈 ORM 框架

对象关系映射（Object Relational Mapping，简称ORM）是经过使用描述对象和数据库之间映射的元数据，将面向对象语言程序中的对象自动持久化到关系数据库中。

那对象和数据库是如何映射的呢？

数据库	面向对象的编程语言
表(table)	类(class/struct)
记录(record, row)	对象 (object)
字段(field, column)	对象属性(attribute)

举一个具体的例子，来理解 ORM。

CREATE TABLE `User` (`Name` text, `Age` integer);
INSERT INTO `User` (`Name`, `Age`) VALUES ("Tom", 18);
SELECT * FROM `User`;

第一条 SQL 语句，在数据库中建立了表 User，而且定义了 2 个字段 Name 和 Age；第二条 SQL 语句往表中添加了一条记录；最后一条语句返回表中的全部记录。

假如咱们使用了 ORM 框架，能够这么写：

type User struct {
    Name string
    Age  int
}

orm.CreateTable(&User{})
orm.Save(&User{"Tom", 18})
var users []User
orm.Find(&users)

ORM 框架至关于对象和数据库中间的一个桥梁，借助 ORM 能够避免写繁琐的 SQL 语言，仅仅经过操做具体的对象，就可以完成对关系型数据库的操做。

那如何实现一个 ORM 框架呢？

• CreateTable 方法须要从参数 &User{} 获得对应的结构体的名称 User 做为表名，成员变量 Name, Age 做为列名，同时还须要知道成员变量对应的类型。
• Save 方法则须要知道每一个成员变量的值。
• Find 方法仅从传入的空切片 &[]User，获得对应的结构体名也就是表名 User，并从数据库中取到全部的记录，将其转换成 User 对象，添加到切片中。

若是这些方法只接受 User 类型的参数，那是很容易实现的。可是 ORM 框架是通用的，也就是说能够将任意合法的对象转换成数据库中的表和记录。例如：

type Account struct {
    Username string
    Password string
}

orm.CreateTable(&Account{})

这就面临了一个很重要的问题：如何根据任意类型的指针，获得其对应的结构体的信息。这涉及到了 Go 语言的反射机制(reflect)，经过反射，能够获取到对象对应的结构体名称，成员变量、方法等信息，例如：

typ := reflect.Indirect(reflect.ValueOf(&Account{})).Type()
fmt.Println(typ.Name()) // Account

for i := 0; i < typ.NumField(); i++ {
    field := typ.Field(i)
    fmt.Println(field.Name) // Username Password
}

• reflect.ValueOf() 获取指针对应的反射值。
• reflect.Indirect() 获取指针指向的对象的反射值。
• (reflect.Type).Name() 返回类名(字符串)。
• (reflect.Type).Field(i) 获取第 i 个成员变量。

除了对象和表结构/记录的映射之外，设计 ORM 框架还须要关注什么问题呢？

1）MySQL，PostgreSQL，SQLite 等数据库的 SQL 语句是有区别的，ORM 框架如何在开发者不感知的状况下适配多种数据库？

2）如何对象的字段发生改变，数据库表结构可以自动更新，便是否支持数据库自动迁移(migrate)？

3）数据库支持的功能不少，例如事务(transaction)，ORM 框架能实现哪些？

4）...

2 关于 GeeORM

数据库的特性很是多，简单的增删查改使用 ORM 替代 SQL 语句是没有问题的，可是也有不少特性难以用 ORM 替代，好比复杂的多表关联查询，ORM 也可能支持，可是基于性能的考虑，开发者本身写 SQL 语句极可能更高效。

所以，设计实现一个 ORM 框架，就须要给功能特性排优先级了。

Go 语言中使用比较普遍 ORM 框架是 gorm 和 xorm。除了基础的功能，好比表的操做，记录的增删查改，gorm 还实现了关联关系(一对1、一对多等)，回调插件等；xorm 实现了读写分离(支持配置多个数据库)，数据同步，导入导出等。

gorm 正在完全重构 v1 版本，短时间内看不到发布 v2 的可能。相比于 gorm-v1，xorm 在设计上更清晰。GeeORM 的设计主要参考了 xorm，一些细节上的实现参考了 gorm。GeeORM 的目的主要是了解 ORM 框架设计的原理，具体实现上鲁棒性作得不够，一些复杂的特性，例如 gorm 的关联关系，xorm 的读写分离没有实现。目前支持的特性有：

• 表的建立、删除、迁移。
• 记录的增删查改，查询条件的链式操做。
• 单一主键的设置(primary key)。
• 钩子(在建立/更新/删除/查找以前或以后)
• 事务(transaction)。
• ...

GeeORM 分7天实现，天天完成的部分都是能够独立运行和测试的，就像搭积木同样，一个个独立的特性组合在一块儿就是最终的 ORM 框架。天天的代码在 100 行左右，同时配有较为完备的单元测试用例。

附 推荐阅读

• Go 语言简明教程
• Go Test 单元测试简明教程
• SQLite 经常使用命令速查表

原文地址： 7天用Go从零实现ORM框架GeeORM - 极客兔兔
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