Який найкращий спосіб впровадження ORM у ваш програмний проект?

Тема Object Relational Mapping (ORM) займає важливе місце в сфері веб-розробки .NET і часто є вимогою в оголошеннях про роботу в цій галузі.

Отже, автоматизація тестування Розробники повинні ознайомитися з цією концепцією, оскільки вона значно оптимізує та прискорює впровадження та підтримку баз даних.

Що таке ORM (Object Relational Mapping)?

Об’єктно-реляційний картограф служить проміжним рівнем між об’єктно-орієнтованими мовами програмування та реляційними базами даних, усуваючи необхідність вручну писати запити SQL. Стандартизуючи інтерфейси, він спрощує процес, зменшуючи надмірність і прискорюючи терміни розробки.

Об’єктно-орієнтоване програмування включає складні структури даних і формати коду, які можуть бути складними для навігації та розуміння. ORM декодують ці дані, виробляючи структуроване відображення, яке допомагає розробникам зрозуміти структуру базової бази даних. Це відображення уточнює зв’язки між об’єктами та різними таблицями бази даних.

Використовуючи ці знання, ORM полегшують трансляцію даних між таблицями та автоматизують генерацію коду SQL для таких операцій, як вставка, оновлення, створення та видалення даних у реляційній базі даних у відповідь на зміни даних програми. Після початкового налаштування відображення ORM бере на себе відповідальність за необхідні дані програми, уникаючи необхідності подальшого ручного створення низькорівневого коду.

Плюси використання ORM:

• Ви можете писати мовою, з якою вам уже зручно, використовуючи свій досвід, не покладаючись сильно на SQL, який часто менш знайомий багатьом.
• Це спрощує перемикання між різними системами баз даних, роблячи переходи між такими системами, як MySQL і PostgreSQL більш плавними.
• Залежно від ORM ви отримуєте доступ до численних розширених функцій із коробки, включаючи підтримку транзакцій, об’єднання з’єднань, міграції, початкові значення, потоки та інші функції.
• Багато запитів, написаних за допомогою ORM, працюють краще, ніж написані вручну.

Мінуси використання ORM:

• Досвідчений користувач SQL може отримати більш продуктивні запити, написавши їх вручну.
• Існує крива навчання, пов’язана з прийняттям і опануванням конкретної ORM.
• Початкове налаштування ORM може бути складним і вимагати налаштування.
• Надмірна залежність від ORM може перешкоджати розумінню баз даних і SQL, потенційно послаблюючи розробників у цій частині стеку технологій.

Як функціонує ORM?

ORM встановлюють абстрактну модель об’єктно-орієнтованої програми, яка працює на високому рівні абстракції. Ця абстракція створює логічний рівень, позбавлений складної специфіки базового коду. Відображення визначає зв’язок між об’єктом і пов’язаними з ним даними, не вимагаючи розуміння структури даних.

Згодом ця модель полегшує інтеграцію програми з основним кодом SQL, необхідним для керування операціями з даними. Обробка інфраструктури коду, яку часто називають «сантехнікою», усуває необхідність повторного кодування, зрештою економлячи значний час для розробників.

Інструменти ORM

Популярні інструменти ORM для Java:

• Гібернація: Hibernate полегшує створення постійних класів даних, що дотримуються принципів ООП, таких як успадкування, поліморфізм, асоціація та композиція.
• Apache OpenJPA: Цей інструмент збереження Java може функціонувати як окремий рівень збереження POJO (простий старий об’єкт Java).
• EclipseLink: Рішення збереження Java із відкритим вихідним кодом, яке обслуговує реляційні веб-сервіси, служби XML і баз даних.
• jOOQ: Генерує код Java із даних, що зберігаються в базі даних, і дозволяє створювати безпечні SQL-запити.
• Oracle TopLink: Дозволяє розробляти високопродуктивні програми для зберігання постійних даних, які можна перетворити на реляційні дані або елементи XML.

Популярні інструменти ORM для Python:

• Django: Відомий своєю здатністю швидко створювати веб-додатки. Наприклад, офшорне агентство з розробки Django PLANEKS зосереджується на цій технології.
• web2py: Фреймворк Python із відкритим вихідним кодом, розроблений для швидких, масштабованих, безпечних і керованих даними веб-програм.
• SQLObject: Надає об’єктно-реляційний менеджер, який пропонує об’єктний інтерфейс для вашої бази даних.
• SQLAlchemy: Пропонує шаблони збереження, оптимізовані для ефективного та високопродуктивного доступу до бази даних.

Популярні інструменти ORM для PHP:

• Laravel: Поставляється з Eloquent, об’єктно-реляційним менеджером, який спрощує взаємодію з базою даних.
• CakePHP: Надає сховища для доступу до колекцій даних і сутностей, що представляють окремі записи даних.
• Qcodo: Пропонує різні команди для взаємодії з базами даних через термінал.
• RedBeanPHP: Об’єктно-реляційний картограф без конфігурації

Популярні інструменти ORM для .NET:

• Entity Framework: Відображення об’єктів і баз даних із кількома базами даних, що підтримує SQL, SQLite, MySQL, PostgreSQL і Azure Cosmos DB
• NHibernate: Об’єктно-реляційний картограф із відкритим вихідним кодом із численними плагінами та інструментами для полегшення та прискорення розробки.
• Даппер: Вважається мікро-ORM, Dapper зіставляє запити з об’єктами, головним чином зосереджуючись на зіставленні запиту з об’єктом без виконання типових завдань ORM, таких як генерація SQL, кешування результатів або відкладене завантаження.
• Бібліотека компонентів базової основи (BFC): Фреймворк, який використовується для створення мережевих додатків баз даних, спеціально інтегрованих із програмним забезпеченням Visual Studio та СУБД від Microsoft, Oracle, IBM, Sybase та MySQL.

Як ви реалізуєте ORM у своєму програмному проекті?

Давайте розглянемо методи реалізації ORM.

• Вибір правильного підходу до тестування

Вибір стратегій тестування для вашого коду ORM залежить від різних факторів, таких як складність проекту, ресурси та конкретні вимоги. Хоча модульне тестування є швидким, надійним і легким у обслуговуванні, воно може не охоплювати всі сценарії. Тестування інтеграції пропонує повне охоплення, але, як правило, повільніше, крихке та складне для налаштування.

Наскрізне тестування є найбільш точним і орієнтованим на користувача підходом, але також дорогим, складним і трудомістким. Виберіть стратегію, яка відповідає потребам вашого проекту, збалансовуючи швидкість, покриття та реалістичність. Поєднання різних стратегій може дати оптимальні результати.

• Використовуйте відповідні інструменти та функції ORM

Більшість фреймворків ORM надають корисні інструменти та функції для оптимізації тестування коду ORM. Журнал запитів дає змогу ретельно перевіряти запити SQL на наявність помилок, неефективності або неочікуваних результатів. Інструменти аналізу запитів, такі як Explain або Analyze, допомагають оцінювати план виконання та продуктивність запитів SQL.

Крім того, інструменти тестування запитів, такі як SQLTest або SQLUnit, перевіряють правильність, узгодженість і відповідність запиту. Рекомендується використовувати ці інструменти ORM у вибраній вами системі чи бібліотеці, бездоганно інтегровані у ваш робочий процес тестування.

• Дотримуйтеся надійних практик і принципів ORM

Ефективне тестування коду ORM виходить за межі інструментів і методів; це також про прийняття хороших практик для покращення тестування та зручності обслуговування коду. Спростіть і підтримуйте послідовність у своєму ORM-коді, уникаючи складних або спеціальних запитів, виразів або функцій, які не підтримуються або не перекладаються вашою ORM. Відокремте код ORM від бізнес-логіки, використовуючи різні рівні або модулі.

Регулярно переробляйте та оптимізуйте код ORM, щоб усунути надмірність, застарілість або неефективність. Використовуйте методи підвищення продуктивності, такі як швидке або ліниве завантаження, кешування або пакетування. Нарешті, пам’ятайте про типові підводні камені та антишаблони ORM.

Забезпечте безпеку ORM і цілісність даних під час співпраці із зацікавленими сторонами

• Використовуйте параметризовані запити

Одним із найпоширеніших ризиків безпеки під час використання ORM є ін’єкція SQL, коли зловмисники вставляють шкідливий код у запити, загрожуючи безпеці бази даних. Щоб запобігти цьому, постійно використовуйте параметризовані запити, відокремлюючи структуру запиту від введення користувача. Такі методи покращують безпеку, читабельність коду та продуктивність, одночасно зменшуючи ризик впровадження SQL.

• Перевірте та очистіть введені користувачем дані

Захистіть свою базу даних від зловмисних атак, таких як впровадження SQL, перевіряючи та очищаючи введені користувачем дані перед передачею їх на рівень ORM. Перевірка перевіряє, чи вхідні дані відповідають необхідним форматам, довжині, типам і діапазонам, тоді як дезінфекція видаляє або пропускає шкідливі символи чи ключові слова. Використовуйте вбудовані або сторонні бібліотеки, щоб забезпечити цілісність вхідних даних, залежно від мови програмування та використовуваного інструменту ORM.

• Впровадження контролю доступу на основі ролей (RBAC)

У середовищах спільної роботи забезпечення відповідного доступу до даних на основі ролей і обов’язків користувачів має першочергове значення. Застосуйте RBAC, щоб обмежити доступ або модифікацію авторизованих даних. Це включає обмеження видимості для певних стовпців або таблиць. Використовуйте ORM або функції бази даних для ефективного виконання RBAC на основі потреб і складності проекту.

• Використовуйте транзакції та керування паралелізмом

Цілісність даних є ключовою для баз даних. Паралельність, коли кілька користувачів або процесів змінюють ті самі дані одночасно, становить значну загрозу. Захистіть цілісність даних, використовуючи транзакції та механізми контролю паралельного виконання. Транзакції забезпечують атомарні та узгоджені робочі одиниці, тоді як контроль паралельності координує доступ до даних кількома користувачами або процесами, запобігаючи конфліктам і помилкам.

• Код ORM тестування та аудиту

Регулярно перевіряйте та перевіряйте свій ORM-код, щоб перевірити його продуктивність, переконавшись, що він не створює ризиків для безпеки чи цілісності даних. Тестування передбачає перевірку правильності запитів і операцій, очікуваних результатів і належної обробки помилок. Аудит включає перегляд і реєстрацію дій ORM, таких як виконані запити, доступ до даних або змінені дані, а також участь користувачів. Використовуйте інструменти тестування та аудиту або фреймворки для автоматизації та спрощення цих процесів.

Ви можете використовувати можливості LambdaTest, що дозволяє користувачам проводити ручні та автоматизоване тестування у різних браузерах, операційних системах і мобільних пристроях. LambdaTest — це хмарна платформа оркестровки та виконання тестів на базі ШІ.

Його основні функції включають тестування в режимі реального часу, автоматизоване тестування знімків екрана, адаптивне тестування тощо, усі вони спрямовані на забезпечення сумісності та функціональності програм у різноманітних середовищах.

Висновок

Створення коду SQL для зв’язку реляційної бази даних з об’єктно-орієнтованою програмою часто займає багато часу, не приносячи суттєвої цінності для бізнесу. Хоча розробники можуть вручну написати сценарій SQL або використовувати конструктори SQL-запитів, щоб спростити цей процес, обидва підходи вимагають комплексного знання бази даних і навичок кодування SQL. ORM підвищують ефективність, створюючи абстрактні моделі даних і автоматизуючи генерацію коду SQL.

Ці утиліти також полегшують відокремлення баз даних від логіки програмування, надаючи розробникам більшу адаптивність. Тим не менш, ORM стикаються з критикою, включаючи можливе зниження продуктивності, додаткове кодування та відображення підпаристів, які можуть змінюватися залежно від якості ORM.

Перш ніж використовувати ORM для прискорення розробки об’єктно-орієнтованого програмування (ООП), розробники повинні провести ретельне дослідження. Для цього існує багато відкритих і комерційних інструментів. Враховуючи їх широку доступність протягом багатьох років, ці інструменти пропонують повну документацію та переваги надійних спільнот розробників, забезпечуючи адекватну підтримку та ресурси.