Доступ к данным или как мы учились не замечать базу данных

README.md

Оргенизация слоя хранения данных это всегда не простая задача, с кучей кейсов, вроде блокировки перезаписи, транзакции, сохранение целостности данных. В какой-то момент появились СУБД и обещали решить эти проблемы, но с ними появились новые - как нам работать с состоянием, которое мы храним?

Существует 4 основных подхода для организации рабоыт с базой данных, Table Gateway, Row Data Gateway, Active Record и Data Mapper. Все эти подходы объеденяет то, что они скрывают от нас базу данных и нюансы работы с ними (в частности SQL). На сегодняшний день самым популярным подходом являются Active Record и Data Mapper, все о них слышали, но для того что бы более полно представлять, как развивалась идея, стоит рассказать и о первых двух.

Table Data Gateway

Table Data Gateway, который так же можно встретить под названием DAO (Data Access Object), предоставляет нам объектное представление отдельных таблиц, с доступом ко всем рядам оных. Его основное предназначение - спрятать SQL как деталь реализации, предоставиви простой CRUD интерфейс для работы с таблицами в соответствии с нуждами приложения. Рассмотрим на примере (для удобства я заменил обычный SQL на Database компонент из Laravel с целью использовать тамошний query builder)

class UserTableGateway {
    private $table;
    
    public function __construct() {
        $this->table = DB::table('users');
    }
    
    public function insert($name, $email, $password) {
        $this->table->insert(compact('name', 'email', 'password'));
    }
    
    // пароль должен обновляться отдельно от профиля
    public function updateProfile($id, $name, $email) {
        $this->table->where('id', $id)->update(compact('name', 'email'));
    }
    
    public function findCoolestUser() {
        return $this->table->orderBy('rating', 'DESC')->first(); //
    }
}

$usersTable = new UserTableGateway();
$usersTable->insert('Sergey', '[email protected]`, password_hash('somepassword', PASSWORD_DEFAULT));
$user = $usersTable->findCoolestUser(); // вернет нам один ряд 

Основная идея тут - держать все что относится к формированию запросов в одном месте, что бы наш SQL, query builder, или же PDO, не расползался по системе. Не изолировать код от хранилища, а предоставить удобный способ взаимодействия с ним. Возможность инкапсулировать различные запросы в рамках этого подхода позволяет сильно уменьшить вероятность ошибок. Однако работать с "сырыми" данными не очень удобно, обычно мы все же хотим работать со всеми данными как с объектами.

Row Data Gateway

Можно было бы конечно сделать объект, и держать логику хранения данных внутри. Но в таком случае у нас наши сущности будут зависеть от базы данных, и их будет не так уж легко тестировать. Тесты будут требовать подключения к базе данных и от того станут медленными.

Для решения этой проблемы, нам нужна прослойка между сущностью и базой данных. Row Data Gateway. При этом подходе мы проэцируем отдельные ряды нашей таблицы на объекты, которые служат промежуточным звеном и инкпсулируют все детали о том как сохраняется информация в себе. В итоге наши сущности могут работать через этот gateway используя штатные средства языка программирования.

class UserGateway {
    // сделав свойства публичным я хочу подчеркнуть то,
    // что этот класс это просто структура данных, состояние без поведения
    private $id;
    public $name;
    public $email; 
    public $password;
    
    // еще раз, это проекция таблицы, а не объект бизнес логики
    public function __constructor(string $id = null) {
        if ($id) {
           $this->id = $id;
           $this->fetchRow();
        } else {
           // если ID не задан, то мы генерируем ноывй
           $this->id = Cuid::cuid();
        }
    }
    
    public function insert() {
        DB::table($this->tableName)->insert($this->getAttributes());
    }
    
    public function update() {
        DB::table($this->tableName)->where('id', $this->id)->update($this->getAttributes());
    }
    
    private function fetchRow() {
       $row = DB::where('id', $this->id')->first();
       if (!$row) {
           throw new \UnableToCreateGatewayException('');
       }
    }
    
    private function getAttributes() {
        return [
           'id' => $this->id,
           'name' => $this->name,
           'email' => $this->email,
           'password' => $this->password,
        ];
    }
}

class User {
    private $gateway;
    
    public function __construct(UserGateway $gateway) {
        $this->gateway = $gateway;
    }
    
    public function save() {
       
    }
}

Отдельно стоит заметить, что поскольку Row Data Gateway представляет собой отдельную строку таблицы, для выборки нужных рядов нам нужно уже делать отдельный компонент Finder.

Как вы можете видеть, с данным подходом мы уже можем добавлять поведение для сущности User, работая изнутри с UserGateway

Active Record

Active Record - это Row Data Gateway, к которому добавили логику предметной области. Дописать...

Data Mapper

AR и Row Data Gateway не очень удобно тестировать. Нам хочется полной независимости от базы данных.

Object Relation Mapping

TODO

сырой булшит

По сути мы работаем с объектами нашей базы данных как с обычными объектами. Разлица лишь в том, что каждый способ предоставляет больше возможностей для изоляции от хранилища. Table Data Gateway заставляет нас работать со всей таблицей целиком, Row Data Gateway - с отдельными рядами таблицы. Active Record является развитием идеи Row Data Gateway но уже позволяет инкапсулировать дополнительное поведение. Data Mapper же вообще не приязан к структуре базы данных, и, так же как и в случае с AR, мы можем примешивать объектам поведение.

Поскольку первые два подхода практически не используются, рассмотрим Active Record и Data Mapper. В чем координальное отличие?

В рамках Active Record (или Active State) мы работаем с объектами как отображением элементов нашей базы данных, как если бы у нас был прямой доступ к ним без SQL прослойки. В DataMapper мы работаем исключительно с нашими объектами, которые лежат в памяти, и просим отдельную штуку (мэппер) что бы тот синхронизировал состояние объектов в памяти и в базе (сохранил состояние по сути).

Доустим у нас есть некий граф объектов, с которым мы работаем в рамках бизнес транзакции. И мы должны сохранить изменения в базу, то есть объект на верху графа и все связанные с ним сущности. Если руководствоваться паттерном "Информационный эксперт", заниматься этим должен тот, кто знает как это делать. В случае AR эта логика выносится прямо в сущности и мы явно задаем в каком порядке что сохранять. В случае же с DM у сущности нет таких знаний и мы выделяем все в отдельный компонент, что дает нам дополнительные варианты как это организовать удобнее для нас. От тупого разруливания графа "руками", до алгоритмов, которые разруливают это автоматически.

Как доставать объекты из хранилища - это отдельная темам для разговора, и тот и другой подход никак не это не влияют. Спор AR vs DM - это спор о том кто сохраняет объекты.

Это основное различие в подходах. Мэпить любую структуру на любую структуру мы можем и при том и при другом подходе, но только при варианте с Active Record обычно так не делают (что бы сохранить иллюзию прямой работы с базой), так как этот шаблон подразумевает максимально упрощенную реализацию. Именно по этому при использовании AR обычно говорят о тестной связанности с базой, а при DM - слабой (мы вообще от нее не зависим по сути).

Остальные нюансы, вроде UnitofWork, Ideniny Map, работа со связями, ленивая инициализация связанных объектов, все это - приблизительно одинаково реализуется при обоих подходах и никакого отношения непосредственно к ActiveRecord или DataMapper не имеет. Но без этого всего сами подходы не предоставляют нам той гибкости, которую мы ожидаем получить от ORM.

На негодняшний день в чистом виде в рамках существующих ORM вы можете встретить только DataMapper. ORM на основе Active Record так или иначе внутри используют намного более сложные концепции, дабы упростить разработчикам жизнь и снизить сложность.

Реализации ORM использующие Data Mapper

• Doctrine2 - Самое мощное решение из существующих на данный момент.
• Spot2 - легковесная ORM а базе Doctrine DBAL без магии.
• Analogue - легковесая ORM, использующая в качестве основы Laravel Database
• Atlas.Orm - сырая, но интересная ORM, которая пытается полностью вынести Persistance Model из слоя бизнес логики, но без какой либо магии.

TODO

Реализации ORM использующие Active Record

TODO

Реализации ORM использующие смешанные подходы

TODO

activerecord.php

<?php

class User extends ActiveRecord {
    public $id;
    public $email;
    public $password;
    public $firstName;
    public $lastName;
}

/* maps all this on table:

Table users
------------------------
| id          | int    |
| email       | string |
| password    | string |
| first_name  | string |
| last_name   | string |
------------------------ */

abstract class ActiveRecord {
    public function save() {
        if ($this->isNewRecord()) {
            $this->insert();
        } else {
            $this->update();
        }
    }
    public function update() {
        $this->db->update($this->tableName, $this->attrs, ['id' => $this->id]);
    }
    
    public function insert() {
        $this->db->insert($this->tableName, $this->attrs);
    }
    
    public function delete() {
        $this->db->insert($this->tableName, $this->attrs);
    }
    // ...
}

datamapper.php

<?php

class User {
  private $id;
  private $email;
  private $password;
  private $profile;
  
  public function __construct(string $email, string $password, UserProfile $profile) {
    $this->email = $email;
    $this->password = $password;
    $this->profile = $profile;
  }
}

class UserProfile {
  private $firstName;
  private $lastname;
  
  public function __construct(string $firstName, string $lastName) {
    $this->firstName = $firstName;
    $this->lastName = $lastName;
  }
}

/** Maps data to this table structure:
 * 
 * ------------------------------
 * id                 | int     |
 * email              | string  |
 * password           | string  |
 * profile_first_name | string  |
 * profile_last_name  | string  |
 */
 
 class DataMapper {
     private $db, $hidrator;
   
     public function save(User $user) {
       $attributes = $this->hidrator->dehydrate($user);
       if ($this-isNewRecord($user)) {
         $this->db->setIdentity($user); // selects next sequence value as ID (only postgresq, oracle, mssql)
         $this-db->insert($this->getTableName($user), $attributes);
       } else {
         $this->db->update($this->getTableName($user), $attributes, $this->getFindByIdentityCriteria($user));
       }
     }
     
     public function remove(User $user) {
       $this->db-delete($this->getTableName($user), $this->getIdentity($user));
     }
     
     // ...
 }

row_data_gateway.php

<?php

class UserGateway {
    // сделав свойства публичным я хочу подчеркнуть то,
    // что этот класс это просто структура данных, состояние без поведения
    private $id;
    public $name;
    public $email; 
    public $password;
    
    // еще раз, это проекция таблицы, а не объект бизнес логики
    public function __constructor(string $id = null) {
        if ($id) {
           $this->id = $id;
           $this->fetchRow();
        } else {
           // если ID не задан, то мы генерируем ноывй
           $this->id = Cuid::cuid();
        }
    }
    
    public function insert() {
        DB::table($this->tableName)->insert($this->getAttributes());
    }
    
    public function update() {
        DB::table($this->tableName)->where('id', $this->id)->update($this->getAttributes());
    }
    
    private function fetchRow() {
       $row = DB::where('id', $this->id)->first();
       if (!$row) {
           throw new \UnableToCreateGatewayException('');
       }
    }
    
    private function getAttributes() {
        return [
           'id' => $this->id,
           'name' => $this->name,
           'email' => $this->email,
           'password' => $this->password,
        ];
    }
}

class User {
    private $gateway;
    
    public function __construct(UserGateway $gateway) {
        $this->gateway = $gateway;
    }
    
    public function save() {
       
    }
}

table_data_gateway.php

<?php

class UserTableGateway {
    private $table;
    
    public function __construct() {
        $this->table = DB::table('users');
    }
    
    public function insert($name, $email, $password) {
        $this->table->insert(compact('name', 'email', 'password'));
    }
    
    // пароль должен обновляться отдельно от профиля
    public function updateProfile($id, $name, $email) {
        $this->table->where('id', $id)->update(compact('name', 'email'));
    }
    
    public function findCoolestUser() {
        return $this->table->orderBy('rating', 'DESC')->first(); //
    }
}

$usersTable = new UserTableGateway();
$usersTable->insert('Sergey', '[email protected]`, password_hash('somepassword', PASSWORD_DEFAULT));
$user = $usersTable->findCoolestUser(); // вернет нам один ряд