ORM - объектно-реляционное отображение

ОБЯЗАТЕЛЬНОДЛЯ НОВИЧКОВ

Разработчику Аналитику Тестировщику
Архитектору Инженеру

---

ORM

Как работает ORM?

Play ITЗагрузка интерактивного демо…

---

Схема ORM

---

Основные понятия

★ ORM – это программный подход или инструмент, который позволяет преобразовывать данные между объектной моделью программы (объекты, классы) и реляционной моделью базы данных (таблицы, строки, столбцы).

★ Объектная модель - в ООП данные представлены в виде объектов, которые имеют свойства (атрибуты) и поведение (методы).

★ Реляционная модель - в реляционных базах данных, данные хранятся в таблицах, где строки представляют записи, а столбцы - атрибуты.

Задача ORM - вывести формулу:

Объектная модель - Реляционная модель.

ORM выступает как переводчик между этими двумя парадигмами, позволяя программисту работать с базой данных через объекты, а не напрямую через SQL-запросы.

ORM предоставляет уровень абстракции, который скрывает сложности работы с базой данных. Это означает, что программист может сосредоточиться на логике приложения, а не на деталях взаимодействия с БД.

---

Абстракция ORM

★ Как работает абстракция ORM?

1. Классы как таблицы:
   • каждый класс в программе соответствует таблице в базе данных;
   • свойства класса соответствуют столбцам таблицы.
2. Объекты как строки:
   • экземпляр класса (объект) представляет собой строку в таблице;
   • значения свойств объекта соответствуют значениям в ячейках строки.
3. Методы для операций с данными. ORM предоставляет готовые методы для выполнения CRUD-операций (Create, Read, Update, Delete), которые автоматически преобразуются в SQL-запросы.
4. Отношения между объектами. Базы не просто называются реляционными - важна связь. И ORM поддерживает отношения между объектами (например, один-ко-многим, многие-к-другим), которые отражаются в связях между таблицами в базе данных.

---

Пример абстракции.

Прямой SQL-запрос был бы таким:

SELECT * FROM Users WHERE Age > 30

Абстракция в C#, через LINQ-синтаксис (позже изучим):

var users = (from user in dbContext.Users
             where user.Age > 30
             select user).ToList();

А если использовать Entity Framework (прокаченную ORM на C#), то:

var users = dbContext.Users.Where(user => user.Age > 30).ToList();

Конечно, мы ещё не изучали особенности языка C#, но здесь важно понять следующее при разборе примеров:

• dbContext.Users — это DbSet<User>, представляющий таблицу Users в БД.
• .Where(...) — метод LINQ, который преобразуется в SQL-условие WHERE под капотом.
• user => user.Age > 30 — лямбда-выражение, заменяющее условие WHERE Age > 30 (анонимная функция, которая фильтрует записи);
• .ToList() – материализует запрос (выполняет SQL и возвращает список объектов).

---

Таким образом, если приводить соответствие:

Абстракция в ORM (C#)	Эквивалент в SQL БД
Класс Users	Таблица Users
Свойства класса Users (Id, Name, Age)	Столбцы таблицы Users (Id, Name, Age)
dbContext.Users	SELECT * FROM Users
.Where(user => user.Age > 30)	WHERE Age > 30
.Select(user => user.Name)	SELECT Name FROM Users
users.ToList()	Выполнение запроса (Execute)
Переменная users	Результат запроса SQL
Методы Where, From, Select	Ключевые слова WHERE, FROM, SELECT
Объект user (экземпляр класса)	Запись (строка) в таблице

---

Следовательно, в базе данных есть таблица Users:

Id	Name	Address	Email
1	Иван Петров	ул. Ленина, 10	ivan@mail.ru

Представим, что создавалась она так:

Код ITЗагрузка примера кода…

В коде мы бы создали класс User, со следующим содержимым:

Код ITЗагрузка примера кода…

---

По итогу мы получаем сопоставление:

C# (Класс User)	SQL (Таблица Users)
public int Id	Id INT PRIMARY KEY
public string Name	Name NVARCHAR(100)
public string? Address	Address NVARCHAR(200) NULL
public string Email	Email NVARCHAR(100)

В коде выше, конечно, добавили атрибуты вроде [Key], [Required] - они помогают ORM понять структуру БД. Но! Мы ещё не изучили C#, поэтому задача в вышеуказанном примере - на практике показать, что такое ORM.

---

Логическое представление

Вернёмся к теории.

ORM является логическим представлением, и позволяет работать с базой данных как с коллекцией объектов, а не как с набором таблиц. Как мы помним, это совсем разные структуры данных. ORM при этом скрывает детали реализации, и программисту не нужно знать, как именно организована структура базы данных (например, какие индексы используются или как выполняются запросы). ORM автоматически генерирует SQL-запросы на основе действий с объектами, что автоматизирует процесс.

Поэтому здесь работа идёт с объектами, а ORM сама заботится об SQL-запросах.

Реляционное представление подразумевает хранение данных в таблицах с чётко определённой схемой - строки и столбцы. ORM для реляционных БД преобразует таблицы в классы, строки в объекты, а столбцы в свойства объектов, а также поддерживает отношения между таблицами (например, внешние ключи) через связи между объектами.

Примеры ORM для реляционных БД:

• Hibernate (Java)
• Entity Framework (C#)
• SQLAlchemy (Python)

Но это не значит, что для нереляционных БД отсутствует ORM.

В нереляционном представлении, данные хранятся в более гибком формате (документы JSON, графы, ключ-значение). И для них тоже используется ORM. ORM адаптируется к специфике нереляционных баз данных, вместо таблиц используются коллекции, а вместо строк - документы.

Примеры ORM для нереляционных БД:

• Mongoose (для MongoDB)
• ODM (Object Document Mapping) — аналог ORM для документоориентированных БД.

---

В чём отличие между реляционным и нереляционным представлением в ORM?

Характеристика	Реляционное представление	Нереляционное представление
Структура данных	Таблицы, строки, столбцы	Документы, ключ-значение, графы
Связи между данными	Через внешние ключи	Через ссылки или вложенные структуры
Гибкость схемы	Жесткая схема	Гибкая схема
Пример ORM	Hibernate, Entity Framework	Mongoose, ODM

---

Что запомнить

• ORM связывает объектную модель и реляционную модель через маппинг и генерацию SQL.
• ORM ускоряет CRUD и повышает поддерживаемость кода, когда команда понимает базовый SQL.
• Для сложной аналитики ORM дополняют ручными запросами и Query Builder.

---

Типовые вопросы на собеседовании

1. Что такое object-relational mismatch и как ORM его снижает?
2. В чем разница между lazy loading и eager loading?
3. Почему знание SQL обязательно даже при работе через ORM?
4. Какие риски появляются при слепом доверии "магии" ORM?

---

Мини-практикум

1. Сопоставьте одну таблицу вашей БД с классом сущности и перечислите маппинг полей.
2. Напишите один и тот же запрос в SQL и в ORM-стиле.
3. Объясните, где в вашем примере может возникнуть N+1.

---