Persist�ncia de dados com NHibernate

Introduç� a Persist�ncia de dados com NHibernate

Na maioria das vezes, as aplicaç�es que s�o desenvolvidas tem uma necessidade de armazenar os dados que s�o gerados por elas em um banco de dados relacional. Por essa necessidade as aplicaç�es utilizam os sistemas de gerenciamento de banco de dados (SGBD) para armazenar, modificar e extrair informaç�es. H� mais de um tipo de SGBD no mercado, eles utilizam uma linguagem de pesquisa relacional padr�o que � a Structured Query Language (SQL), mas cada um pode possuir seus pr�prios comandos para manipular os dados.

A maioria dos SGBDs tem objetos que s�o utilizados para criar blocos de c�digos SQL para realizar um determinado procedimento, isso possibilita ao desenvolvedor colocar regras de negocio dentro desses blocos. Uma das evoluç�es em construir softwares � a construç�o em camadas e um modelo padr�o de arquitetura para sistemas � o modelo em 3 camadas, a camada de apresentaç�o que interage com o usu�rio, a camada de neg�cio que ficam as funç�es e regras do neg�cio e a camada de dados que � respons�vel em persistir os dados.

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Uma desvantagem em desenvolver diretamente com o SGBD � que os c�digos de persist�ncia s�o repetitivos e consomem muito tempo do desenvolvedor, tempo esse que deveria ser utilizado para desenvolver outras atividades. Outra desvantagem � que a aplicaç�o n�o tem a facilidade de trocar seu reposit�rio, sendo que podem existir c�digos de regra de neg�cio junto com c�digos de persist�ncia.

Uma boa soluç�o � utilizar um framework de persist�ncia, que gerencia e mapeia o banco de dados e os objetos da aplicaç�o. Algumas vantagens est�o em n�o escrever os c�digos SQL e desvincular a aplicaç�o de um SGBD, facilitando assim a troca de um reposit�rio por outro.

O NHibernate � um framework de persist�ncia open-source que vem do Hibernate para Java, que foi um dos primeiros ORMs do mercado. Ele foi desenvolvido para ser utilizado em projetos que utilizam o .NET Framework 3.5 ou Framework 4.0 da Microsoft, que � base de desenvolvimento da linguagem C#.

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Nas pr�ximas seç�es deste trabalho s�o apresentados, de maneira mais detalhada, como NHibernate ajudou no desenvolvimento de uma aplicaç�o na empresa Spinup.

SGBD

Sistema gerenciador de banco de dados(SGBD) � um gerenciador computadorizado de registros. Um banco de dados em si pode ser comparado a um estoque, onde uma coleç�o de arquivos de dados computadorizados s�o guardados conforme a necessidade da aplicaç�o (Date;Vieira;Lifschitz, 2004).

A funç�es b�sicas de um SGBD s�o:

Criar banco de dados.
Criar elementos no banco de dados.
Inserir, alterar, excluir e consultar dados no banco de dados.
Garantia a integridade dos dados.
Segurança de acesso e na consist�ncia dos dados.
Gerenciar transaç�es.

Persist�ncia de dados

Persist�ncia de dados � a gravaç�o de dados em um dispositivo f�sico, sendo um armazenamento n�o vol�til, onde os dados n�o ser�o perdidos e podem ser recuperados em qualquer momento.

Para persistir os dados em um banco de dados relacional � utilizada a linguagem SQL, que � a linguagem padr�o nos sistemas gerenciadores de banco de dados. Outro jeito de persistir os dados � utilizando um banco de dados orientado a objetos, que tem seus pilares em herança, polimorfismo e encapsulamento, com maior flexibilidade na manipulaç�o de seus objetos. Nesse tipo n�o � utilizada a linguagem padr�o SQL (Boscarioli;Bezerra;Benedicto;Delmiro, 2013).

Framework

Framework � uma biblioteca de classes que oferecem uma funcionalidade, � baseada em extens�o de objetos, t�cnicas de reaproveitamento, compreendendo tanto designer quanto c�digo (Fayad;Schimidt, 1997).

O Framework tenta capturar o fluxo de controle de uma aplicaç�o dentro de um dom�nio, este fluxo pode ser explorado por uma aplicaç�o espec�fica, eles s�o adapt�veis por customizaç�o e extens�o da estrutura que eles prov�m.

Framework de Persist�ncia

Framework de Persist�ncia faz o trabalho de persistir os objetos em um reposit�rio, separando regras de neg�cio da persist�ncia, buscando assim facilidades em inserir, consultar, alterar e excluir dados (Natalli; Menezes, 2013). Geralmente � escrito para trabalhar em conjunto com um banco de dados relacional ou uma API, para serviços de dados orientados a registros.

Frameworks de persist�ncia s�o desenvolvidos tendo como alvo o conceito de software orientado a objetos.

Tal framework definir� o particionamento e organizaç�o da aplicaç�o em classes e objetos instanciados a partir delas, bem como o fluxo de dados e controle.

ORM

ORM (Object-Relational Mapping, ou Mapeamento Objeto Relacional) � uma t�cnica que faz com que as tabelas do banco de dados sejam representadas por classes, e seus registros por inst�ncias das classes (Silva, 2013).

Com isso, o programador n�o precisa escrever c�digo SQL, utilizando a pr�pria interface do framework para realizar toda a persist�ncia dos dados.

Por realizar esse mapeamento, sem a necessidade de escrever SQL, escrito e configurado de forma correta, o mesmo software pode trabalhar com diferentes bases de dados, sem a necessidade de alterar o c�digo.

Hibernate

O Hibernate � uma soluç�o de mapeamento objeto relacional, sendo reconhecido por desenvolvedores Java (BAUER; KING, 2007).

Ele n�o apresenta apenas a funç�o de mapeamento de ojeto relacional, tamb�m disponibiliza um mecanismo de consulta. Com isso obtem-se um ganho maior no desenvolvimento da aplicaç�o.

Para seu uso � necess�rio que cada elemento da tabela do banco de dados tenha uma classe Java que a represente.

As inst�ncias dessas classes s�o persistidas pelo Hibernate no banco atrav�s da identificaç�o do arquivo XML.

Caso haja a necessidade de alteraç�o do banco de dados, basta fazer alteraç�o do driver e alterar a configuraç�o no arquivo XML do hibernate.

NHibernate

O Nhibernate � uma soluç�o para plataforma .NET, ele lida com plano de persist�ncia, gerando um XML contendo suas entidades e relacionamentos. Para objetos de dados relacionais, ele gera o c�digo SQL para carregar e guardar os objetos (Dourado, 2013).

Suporta persist�ncia transparente e os objetos da classe n�o tem que seguir um modelo de programaç�o restritiva.

As classes persistentes n�o precisam implementar nenhuma interface ou herdar de uma classe especial base. Isto torna poss�vel desenvolver a l�gica empresarial utilizando o plano de objetos .NET.

O NHibernate cont�m tr�s interfaces principais:

ISession: representa a conex�o com o banco de dados;
ITransaction: representa a transaç�o controlada pelo NHibernate;
IQuery: representa a consulta � base de dados.

Estudo de Caso

A spin-up Desenvolvimento de Sistema foi criada para atuar no mercado de desenvolvimento de software sob encomenda, com foco no desenvolvimento de aplicaç�es de gravaç�o de voz e monitoraç�o telef�nica.

MonitorRercorderTelephonic

O MonitorRecorderTelephonic � um sistema telef�nico desenvolvido na linguagem C# da Microsoft, dividido em dois m�dulos.

Gravador Telef�nico - � um gravador seletivo de chamadas telef�nicas que passam atrav�s de troncos ou ramais de um Call Center, PABX Corporativo, ou mesa financeira. As gravaç�es s�o feitas com base em regras de gravaç�o criadas pelos usu�rios e administradores, que definem as caracter�sticas das chamadas que precisam ser gravadas. As chamadas s�o gravadas em Stereo e em formato similar ao MP3, e pode ser reproduzido em programas como o Windows Media Player ou o Winamp. Armazena os dados da chamada em um banco de dados PostgreSQL e o backup das chamadas � realizado em DVD.
Monitoraç�o PABX Coral - Aplicaç�o respons�vel por coletar e tratar as informaç�es dos grupos de atendimento da central Tadiran Coral. Aplicaç�o cr�tica para coleta e tratamento dos eventos de telefonia, a indisponibilidade deste aplicativo impacta diretamente nos relat�rios e monitoraç�o em tempo real. Armazena os dados hist�ricos e de tempo real em um banco de dados SQL Server Express e o backup deste banco de dados � feito diariamente e o arquivo de backup � disponibilizado em um diret�rio local do servidor.

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Esses m�dulos s�o executados em servidores separados, o processo de gravaç�o telef�nica n�o tinha a informaç�o exata quando a ligaç�o foi terminada, com isso a duraç�o era calculada pela data do arquivo de �udio que era salva em uma pasta do servidor. Um Serviço Windows fica monitorando a pasta para saber se tinha um novo arquivo e com o nome do arquivo comparava com o registro que j� estava gravado no banco de dados. Com o m�dulo de monitoraç�o do PABX Coral, esse procedimento foi trocado por outro mais eficiente, que era a geraç�o de bilhete do PABX, que s�o dados que s�o enviados por ele quando uma ligaç�o � finalizada. Quando esse bilhete � recebido por esse m�dulo, ele dispara um evento que grava no reposit�rio do m�dulo de gravaç�o telef�nica, por isso a necessidade de ter uma camada de persist�ncia mais eficiente e de f�cil mudança. O crescimento do volume de dados � uma realidade no gravador de telef�nico, sendo assim, a troca para um banco de dados mais robusto era uma necessidade dessa soluç�o. A �rea de desenvolvimento tinha que ter a flexibilidade e rapidez na troca de um reposit�rio por outro.

As imagens a seguir mostram a arquitetura dos m�dulos.

Figura 1: Arquitetura do m�dulo Gravador Telef�nico

Figura 2: Arquitetura do m�dulo Monitoraç�o PABX Coral

Caracter�sticas da soluç�o com NHibernate

A implementaç�o de um framework de persist�ncia começou com a escolha de um produto que estivesse no mercado por algum tempo e o aprendizado deveria ser r�pido e sem um custo elevado. Caso houvesse a necessidade de um curso para o grupo de desenvolvedores, essa soluç�o deveria tamb�m estar j� algum tempo no mercado e j� tivesse sido usada em algum projeto conhecido por algu�m da �rea de desenvolvimento da Spinup. Essa exig�ncia seria pelo motivo de a soluç�o da empresa j� estar em produç�o nos clientes e caso houvesse alguma falha, os preju�zos seriam grandes para a empresa e seus clientes.

A primeira soluç�o indicada foi o Entity Framework da Microsoft, como j� estava incluso no Visual Studio e havia uma grande facilidade em encontrar material de estudo na internet, o aprendizado poderia se dar em pequeno espaço de tempo. Essa soluç�o era a mais indicada porque os desenvolvedores j� tinham uma grande experi�ncia em desenvolver em produtos da Microsoft e tinham uma grande press�o por parte desses em utilizar somente produtos dessa empresa.

A outra soluç�o indicada seria o NHibernate que � open source, � uma vers�o do Hibernate para a plataforma Microsoft .NET. J� encontrava-se mais tempo no mercado do que o Entity Framework e muita gente j� o usavam em seus projetos.

Por fim, foi decido que o NHibernate seria o framework de persist�ncia padr�o nos pr�ximos projetos, por ser uma soluç�o que j� estava h� um tempo no mercado e vinha de um produto que era o Hibernate, que j� era muito utilizado entre os desenvolvedores Java. Uma pessoa foi respons�vel em estudar sobre a soluç�o e repassar o conhecimento para o restante do pessoal da equipe.

A primeira etapa do projeto era mapear as tabelas do banco de dados SQL Server e do PostgreSQL. Para gerar os arquivos de mapeamento e das entidades foi usado o software MyGeneration, que tamb�m � uma soluç�o open source.

As pr�ximas figuras mostram o software que gera os arquivos e o que foi gerado por ele.

Figura 3: Software para gerar arquivos de mapeamento e entidade. Fonte: http://www.mygenerationsoftware.com

Figura 4: Diagrama de Relacionamento de entidade

Figura 5: Arquivos que foram gerados pelo software MyGeneration

Figura 6: Conte�do do arquivo Agente.cs

Listagem 1:Conte�do do arquivo Agente.hbm.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<hibernate-mapping xmlns="urn:nhibernate-mapping-2.2">
    <!--Build: with lujan99@usa.net NHibernate template-->
    <class name="Monitor.Agente,Monitor" table="Agente" lazy="true">
        <id name="Id" column="Id" type="Integer">
            <generator class="native"/>
            <property name="Nome" column="Nome" type="String"/>
            <property name="Ramal" column="Ramal" type="String"/>
            <many-to-one name="Grupo" column="IdGrupo" cascade="save-update" not-null="true"/>
        </id>
    </class>
<hibernate-mapping>

A segunda etapa do projeto foi construir a camada de persist�ncia com NHibernate, construindo a classe que teria todas os m�todos de inserir, excluir, alterar e consultar das tabelas dos m�dulos da soluç�o telef�nica.

Foi criada uma classe facade que � um objeto que exp�e m�todos mais simplificados para serem usados em outras classes. Todos os objetos que tem que ser criados no NHibernate foram criados dentro dela.

A seguir s�o citadas as classes que foram constru�das na camada de persist�ncia.

Gravador Telef�nico: FacadeGravador; ChamadaDAO; BackupDAO; RamalDAO; RegraDAO.

Monitoraç�o PABX Coral: FacadeMonitor; ChamadaDAO ;GrupoDAO; AgenteDAO; StatusDAO; StatusAgenteDAO.

A figura 7 e a listagem 2 mostram como foi constru�da a camada de persist�ncia.

Figura 7: Diagrama de classe da camada de persist�ncia

Listagem 2: Conte�do da classe FacadeGravador

using System;
using System.Collections.Generic;
using system.Web;
using NHibernate;
using NHibernate.Cfg;

namespace Gravador
{
    public class FacadeGravador : IFacadeGravador
    {
        private ISession oSession;
        ITransaction oTransaction;
        IsessionFactory _sessionFactory;
        
        private ISessionFactory SessionFactory{
            get{
                Configuration configuration = new Configuration()
                configuration.Configure();
                configuration.AddAssembly(typeof(Chamada).Assembly);
                configuration.AddAssembly(typeof(Backup).Assembly);
                _sessionFactory = configuration.BuildSessionFactory();
                
                return _sessionFActory;
            }           
        }
        
        public void OpenSession{
            oSession = SessionFactory.OpenSession();
        }
        
        public void CloseSession(){
            SessionFactory.Close();
        }
        
        public void BeginTransaction(){
            oTransaction = oSession.BeginTransaction();
        }
        
        public void CommitTransaction(){
            oTransaction.Commit();
        }
        
        public void RollbackTransaction(){
            oTransaction.Rollback();
        }
        
        public void ChamadaAdd(Chamada chamada){
            oSession.Save(chamada);
        }
    }
}

Resultados alcançados utilizando NHibernate

O uso do NHibernate pela �rea de desenvolvimento da empresa Spinup proporcionou flexibilidade no uso de banco de dados e agilidade em criar reposit�rios para as aplicaç�es. O objetivo foi alcançado em construir uma forma de persistir os dados em um reposit�rio com as caracter�sticas de uma linguagem orientada a objetos e que a construç�o da l�gica de banco de dados n�o ficasse respons�vel para a equipe de desenvolvimento. Abaixo s�o citados os benef�cios no uso de um framework de persist�ncia:

Agilidade no desenvolvimento
Padr�o na camada de persist�ncia
Flexibilidade em trocar o banco de dados
Regras de negocio fora da camada de persist�ncia
Equipe focada nas regras de negocio
Custo reduzido pelo tempo reduzido em desenvolver comandos SQL.

A utilizaç�o de um framework de persist�ncia no desenvolvimento de sistemas proporciona qualidade, agilidade e flexibilidade, removendo a complexidade na criaç�o dos objetos do banco de dados relacional (Alonso;Ciferri, 2013).

Conclus�o

Com a utilizaç�o do framework de persist�ncia, se tem uma facilidade para gerenciar os dados no banco de dados, separando regras de neg�cios e persist�ncia.

Neste estudo de caso proposto utilizamos o framework NHibernate, onde foram mapeadas as tabelas dos bancos de dados SQL Server e Postgree, definindo assim a camada de persist�ncia. Com isso, houve uma reduç�o consider�vel do tempo de implementaç�o do sistema na Spinup e menor erro na codificaç�o. E neste caso um foco maior na regra de neg�cio.

Conforme apresentado na seç�o 3.3, o uso do NHibernate trouxe maior agilidade aos processos e regras de neg�cio.

Refer�ncias sobre NHibernate

BAUER, Christian; KING, Gauvin. Java Persistence com Hibernate. Rio de Janeiro: Ci�ncia Moderna, 2007.
Boscarioli, Clodis;Bezerra, Anderson;Benedicto, Marcos;Delmiro, Gilliard. Uma reflex�o sobre Banco de Dados Orientados a Objetos. Acesso em 20/01/2013.
Date, C J; Vieira, Andre;Lifschitz, Sergio. Introduç�o a Sistemas de Bancos de Dados. Rio de Janeiro: Campus, 2004.
Dourado, Antonio. O Uso de Metodologias �geis no Desenvolvimento de Software como Serviço: Base Bibliogr�fica Digital. Acesso em 23/01/2013.
Fayad, M. E. and Schmidt, D. C.. Object-oriented application frameworks. Acesso em 24/01/2013.
Natalli, Eleu; Menezes, Credin�. Um framework para construç�o de ambientes colaborativos para mediaç�o da aprendizagem. Acesso em 21/01/2013.
Silva, Daniel. Desenvolvimento de um Sistema para Geraç�o Autom�tica de Comunicaç�o com Banco de Dados. Acesso em 24/01/2013.

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