Собеседование по Java EE — Java Persistence API (JPA) (вопросы и ответы). Часть 1

Общие вопросы и ответы о  Java Persistence API — JPA. Часть 1.

Данный раздел был скопирован из статьи хабра https://habrahabr.ru/post/265061/, т.к. там рассмотрены многие стандартные, а также более углубленные темы.
Так же можете посмотреть раздел по Hibernate (фреймворк является реализацией JPA и темы взаимосвязанные), перейдя к списку вопросов раздела EE.

к списку вопросов раздела JEE

Собеседование по Java EE — Java Persistence API (JPA) (вопросы и ответы). Часть 2

Вопросы

1. Что такое JPA?
2. В чем её отличие JPA от Hibernate?
3. Можно ли использовать JPA c noSQl базами?
4. В чем её отличие JPA от JDO?
5. Что такое Entity?
6. Может ли Entity класс наследоваться от не Entity классов (non-entity classes)?
7. Может ли Entity класс наследоваться от других Entity классов?
8. Может ли не Entity класс наследоваться от Entity класса?
9. Может ли Entity быть абстрактным классом?
10. Какие требования JPA к Entity классам вы можете перечислить (не менее шести требований)?
11. Какие два типа элементов есть у Entity классов. Или другими словами перечислите два типа доступа (access) к элементам Entity классов.
12. Что такое атрибут Entity класса в терминологии JPA?
13. Какие типы данных допустимы в атрибутах Entity класса (полях или свойствах)?
14. Какие типы данных можно использовать в атрибутах, входящих в первичный ключ Entity класса (составной или простой), чтобы полученный первичный ключ мог использоваться для любой базы данных? А в случае автогенерируемого первичного ключа (generated primary keys)?
15. Что такое встраиваемый (Embeddable) класс?
16. Может ли встраиваемый (Embeddable) класс содержать другой встраиваемый (Embeddable) класс?
17. Может ли встраиваемый (Embeddable) класс содержать связи (relationship) с другими Entity или коллекциями Entity? Если может, то существуют ли какие-то ограничение на такие связи (relationship)?
18. Какие требования JPA устанавливает к встраиваемым (Embeddable) классам?
19. Какие типы связей (relationship) между Entity вы знаете (перечислите восемь типов, либо укажите четыре типа связей, каждую из которых можно разделить ещё на два вида)?
20. Что такое Mapped Superclass?
21. Какие три типа стратегии наследования мапинга (Inheritance Mapping Strategies) описаны в JPA?
22. Какие два типа fetch стратегии в JPA вы знаете?
23. Что такое EntityManager и какие основные его функции вы можете перечислить?
24. Какие четыре статуса жизненного цикла Entity объекта (Entity Instance’s Life Cycle) вы можете перечислить?
25. Как влияет операция persist на Entity объекты каждого из четырех статусов?
26. Как влияет операция remove на Entity объекты каждого из четырех статусов?
27. Как влияет операция merge на Entity объекты каждого из четырех статусов?
28. Как влияет операция refresh на Entity объекты каждого из четырех статусов?
29. Как влияет операция detach на Entity объекты каждого из четырех статусов?

---

30. Для чего нужна аннотация Basic?
31. Для чего нужна аннотация Access?
32. Какими аннотациями можно перекрыть связи (override entity relationship) или атрибуты, унаследованные от суперкласса, или заданные в embeddable классе при использовании этого embeddable класса в одном из entity классов и не перекрывать в остальных?
33. Какой аннотацией можно управлять кешированием JPA для данного Entity?
34. Какие аннотации служит для задания класса преобразования basic атрибута Entity в другой тип при сохранении/получении данных их базы (например, работать с атрибутом Entity boolean типа, но в базу сохранять его как число)?
35. Какой аннотацией можно задать класс, методы которого должен выполнится при определенных JPA операциях над данным Entity или Mapped Superclass (такие как удаление, изменение данных и т.п.)?
36. Для чего нужны callback методы в JPA? К каким сущностям применяются аннотации callback методов? Перечислите семь callback методов (или что тоже самое аннотаций callback методов)
37. Какие аннотации служить для установки порядка выдачи элементов коллекций Entity?
38. Какой аннотацей можно исключить поля и свойства Entity из маппинга (property or field is not persistent)?
40. Какие два вида кэшей (cache) вы знаете в JPA и для чего они нужны?
41. Какие есть варианты настройки second-level cache (кэша второго уровня) в JPA или что аналогично опишите какие значения может принимать элемент shared-cache-mode из persistence.xml?
42. Как можно изменить настройки fetch стратегии любых атрибутов Entity для отдельных запросов (query) или методов поиска (find), то если у Entity есть атрибут с fetchType = LAZY, но для конкретного запроса его требуется сделать EAGER или наоборот?
43. Каким способом можно в коде работать с кэшем второго уровня (удалять все или определенные Entity из кеша, узнать закэшировался ли данное Entity и т.п.)?
44. Каким способом можно получить метаданные JPA (сведения о Entity типах, Embeddable и Managed классах и т.п.)?
45. Что такое JPQL (Java Persistence query language) и чем он отличается от SQL?
46. Что означает полиморфизм (polymorphism) в запросах JPQL (Java Persistence query language) и как его «выключить»?
47. Что такое Criteria API и для чего он используется?
48. В чем разница в требованиях к Entity в Hibernate, от требований к Entity, указанных в спецификации JPA (см. вопрос 10)?
49. Какая уникальная стратегия наследования есть в Hibernate, но нет в спецификации JPA?
50. Какие основные новые возможности появились в спецификации JPA 2.1 по сравнению с JPA 2.0 (перечислите хотя бы пять-шесть новых возможностей)?

Ответы

1. Что такое JPA?

JPA (Java Persistence API) это спецификация Java EE и Java SE, описывающая систему управления сохранением java объектов в таблицы реляционных баз данных в удобном виде. Сама Java не содержит реализации JPA, однако существует много реализаций данной спецификации от разных компаний (открытых и нет). Это не единственный способ сохранения java объектов в базы данных (ORM систем), но один из самых популярных в Java мире.

2. В чем её отличие JPA от Hibernate?

Hibernate одна из самых популярных открытых реализаций последней версии спецификации (JPA 2.1). Даже скорее самая популярная, почти стандарт де-факто. То есть JPA только описывает правила и API, а Hibernate реализует эти описания, впрочем у Hibernate (как и у многих других реализаций JPA) есть дополнительные возможности, не описанные в JPA (и не переносимые на другие реализации JPA).

3. Можно ли использовать JPA c noSQl базами?

Вообще, спецификация JPA говорит только об отображении java объектов в таблицы реляционных баз данных, но при этом существует ряд реализаций данного стандарта для noSql баз данных: Kundera, DataNucleus, ObjectDB и ряд других. Естественно, при этом не все специфичные для реляционных баз данных особенности спецификации переносятся на nosql базы полностью.

4. В чем её отличие JPA от JDO?

JPA (Java Persistence API) и Java Data Objects (JDO) две спецификации сохранения java объектов в базах данных. Если JPA сконцентрирована только на реляционных базах, то JDO более общая спецификация которая описывает ORM для любых возможных баз и хранилищ. В принципе можно рассматривать JPA как специализированную на реляционных баз часть спецификации JDO, даже при том что API этих двух спецификаций не полностью совпадает. Также отличаются «разработчики» спецификаций — если JPA разрабатывается как JSR, то JDO сначала разрабатывался как JSR, теперь разрабатывается как проект Apache JDO.

5. Что такое Entity?

Entity это легковесный хранимый объект бизнес логики (persistent domain object). Основная программная сущность это entity класс, который так же может использовать дополнительные классы, которые могут использоваться как вспомогательные классы или для сохранения состояния еntity.

6. Может ли Entity класс наследоваться от не Entity классов (non-entity classes)?

Может.

7. Может ли Entity класс наследоваться от других Entity классов?

Тоже может.

8. Может ли не Entity класс наследоваться от Entity класса?

И это тоже допустимо.

9. Может ли Entity быть абстрактным классом?

Может, при этом он сохраняет все свойства Entity, за исключением того что его нельзя непосредственно инициализировать.

10. Какие требования JPA к Entity классам вы можете перечислить (не менее шести требований)?

1) Entity класс должен быть отмечен аннотацией Entity или описан в XML файле конфигурации JPA,
2) Entity класс должен содержать public или protected конструктор без аргументов (он также может иметь конструкторы с аргументами),
3) Entity класс должен быть классом верхнего уровня (top-level class),
4) Entity класс не может быть enum или интерфейсом,
5) Entity класс не может быть финальным классом (final class),
6) Entity класс не может содержать финальные поля или методы, если они участвуют в маппинге (persistent final methods or persistent final instance variables),
7) Если объект Entity класса будет передаваться по значению как отдельный объект (detached object), например через удаленный интерфейс (through a remote interface), он так же должен реализовывать Serializable интерфейс,
8) Поля Entity класс должны быть напрямую доступны только методам самого Entity класса и не должны быть напрямую доступны другим классам, использующим этот Entity. Такие классы должны обращаться только к методам (getter/setter методам или другим методам бизнес-логики в Entity классе),
9) Entity класс должен содержать первичный ключ, то есть атрибут или группу атрибутов которые уникально определяют запись этого Entity класса в базе данных.

11. Какие два типа элементов есть у Entity классов. Или другими словами перечислите два типа доступа (access) к элементам Entity классов.

JPA указывает что она может работать как со свойствами классов (property), оформленные в стиле JavaBeans, либо с полями (field), то есть переменными класса (instance variables). Соответственно, при этом тип доступа будет либо property access или field access.

12. Что такое атрибут Entity класса в терминологии JPA?

JPA указывает что она может работать как со свойствами классов (property), оформленные в стиле JavaBeans, либо с полями (field), то есть переменными класса (instance variables). Оба типа элементов Entity класса называются атрибутами Entity класса.

13. Какие типы данных допустимы в атрибутах Entity класса (полях или свойствах)?

Допустимые типы атрибутов у Entity классов:
1. примитивные типы и их обертки Java,
2. строки,
3. любые сериализуемые типы Java (реализующие Serializable интерфейс),
4. enums;
5. entity types;
6. embeddable классы
7. и коллекции типов 1-6

14. Какие типы данных можно использовать в атрибутах, входящих в первичный ключ Entity класса (составной или простой), чтобы полученный первичный ключ мог использоваться для любой базы данных? А в случае автогенерируемого первичного ключа (generated primary keys)?

Допустимые типы атрибутов, входящих в первичный ключ:
1. примитивные типы и их обертки Java,
2. строки,
3. BigDecimal и BigInteger,
4. java.util.Date и java.sql.Date

В случае автогенерируемого первичного ключа (generated primary keys) допустимы только числовые типы.
В случае использования других типов данных в первичном ключе, он может работать только для некоторых баз данных, т.е. становится не переносимым (not portable).

Вопрос 15. Что такое встраиваемый (Embeddable) класс?

Встраиваемый (Embeddable) класс это класс который не используется сам по себе, только как часть одного или нескольких Entity классов. Entity класс могут содержать как одиночные встраиваемые классы, так и коллекции таких классов. Также такие классы могут быть использованы как ключи или значения map. Во время выполнения каждый встраиваемый класс принадлежит только одному объекту Entity класса и не может быть использован для передачи данных между объектами Entity классов (то есть такой класс не является общей структурой данных для разных объектов). В целом, такой класс служит для того чтобы выносить определение общих атрибутов для нескольких Entity, можно считать что JPA просто встраивает в Entity вместо объекта такого класса те атрибуты, которые он содержит.

16. Может ли встраиваемый (Embeddable) класс содержать другой встраиваемый (Embeddable) класс?

Да, может.

17. Может ли встраиваемый (Embeddable) класс содержать связи (relationship) с другими Entity или коллекциями Entity? Если может, то существуют ли какие-то ограничение на такие связи (relationship)?

Может, но только в случае если такой класс не используется как первичный ключ или ключ map’ы.

18. Какие требования JPA устанавливает к встраиваемым (Embeddable) классам?

1. Такие классы должны удовлетворять тем же правилам что Entity классы, за исключением того что они не обязаны содержать первичный ключ и быть отмечены аннотацией Entity (см. вопрос 10),
2. Embeddable класс должен быть отмечен аннотацией Embeddable или описан в XML файле конфигурации JPA.

19. Какие типы связей (relationship) между Entity вы знаете (перечислите восемь типов, либо укажите четыре типа связей, каждую из которых можно разделить ещё на два вида)?

Существуют следующие четыре типа связей
1. OneToOne (связь один к одному, то есть один объект Entity может связан не больше чем с один объектом другого Entity ),
2. OneToMany (связь один ко многим, один объект Entity может быть связан с целой коллекцией других Entity),
3. ManyToOne (связь многие к одному, обратная связь для OneToMany),
4. ManyToMany (связь многие ко многим)Каждую из которых можно разделить ещё на два вида:
1. Bidirectional
2. Unidirectional — ссылка на связь устанавливается у всех Entity, то есть в случае OneToOne A-B в Entity A есть ссылка на Entity B, в Entity B есть ссылка на Entity A, Entity A считается владельцем этой связи (это важно для случаев каскадного удаления данных, тогда при удалении A также будет удалено B, но не наоборот).Undirectional- ссылка на связь устанавливается только с одной стороны, то есть в случае OneToOne A-B только у Entity A будет ссылка на Entity B, у Entity B ссылки на A не будет.

20. Что такое Mapped Superclass?

Mapped Superclass это класс от которого наследуются Entity, он может содержать аннотации JPA, однако сам такой класс не является Entity, ему не обязательно выполнять все требования установленные для Entity (например, он может не содержать первичного ключа). Такой класс не может использоваться в операциях EntityManager или Query. Такой класс должен быть отмечен аннотацией MappedSuperclass или соответственно описан в xml файле.

21. Какие три типа стратегии наследования мапинга (Inheritance Mapping Strategies) описаны в JPA?

В JPA описаны три стратегии наследования мапинга (Inheritance Mapping Strategies), то есть как JPA будет работать с классами-наследниками Entity:
1) одна таблица на всю иерархию наследования (a single table per class hierarchy) — все entity, со всеми наследниками записываются в одну таблицу, для идентификации типа entity определяется специальная колонка “discriminator column”. Например, если есть entity Animals c классами-потомками Cats и Dogs, при такой стратегии все entity записываются в таблицу Animals, но при это имеют дополнительную колонку animalType в которую соответственно пишется значение «cat» или «dog».Минусом является то что в общей таблице, будут созданы все поля уникальные для каждого из классов-потомков, которые будет пусты для всех других классов-потомков. Например, в таблице animals окажется и скорость лазанья по дереву от cats и может ли пес приносить тапки от dogs, которые будут всегда иметь null для dog и cat соответственно.

2) объединяющая стратегия (joined subclass strategy) — в этой стратегии каждый класс entity сохраняет данные в свою таблицу, но только уникальные колонки (не унаследованные от классов-предков) и первичный ключ, а все унаследованные колонки записываются в таблицы класса-предка, дополнительно устанавливается связь (relationships) между этими таблицами, например в случае классов Animals (см.выше), будут три таблицы animals, cats, dogs, причем в cats будет записана только ключ и скорость лазанья, в dogs — ключ и умеет ли пес приносить палку, а в animals все остальные данные cats и dogs c ссылкой на соответствующие таблицы. Минусом тут являются потери производительности от объединения таблиц (join) для любых операций.

3) одна таблица для каждого класса (table per concrete class strategy) — тут все просто каждый отдельный класс-наследник имеет свою таблицу, т.е. для cats и dogs (см.выше) все данные будут записываться просто в таблицы cats и dogs как если бы они вообще не имели общего суперкласса. Минусом является плохая поддержка полиморфизма (polymorphic relationships) и то что для выборки всех классов иерархии потребуются большое количество отдельных sql запросов или использование UNION запроса.

22. Какие два типа fetch стратегии в JPA вы знаете?

В JPA описаны два типа fetch стратегии:
1) LAZY — данные поля будут загружены только во время первого доступа к этому полю,
2) EAGER — данные поля будут загружены немедленно.

23. Что такое EntityManager и какие основные его функции вы можете перечислить?

EntityManager это интерфейс, который описывает API для всех основных операций над Entity, получение данных и других сущностей JPA. По сути главный API для работы с JPA. Основные операции:
1) Для операций над Entity: persist (добавление Entity под управление JPA), merge (обновление), remove (удаления), refresh (обновление данных), detach (удаление из управление JPA), lock (блокирование Entity от изменений в других thread),
2) Получение данных: find (поиск и получение Entity), createQuery, createNamedQuery, createNativeQuery, contains, createNamedStoredProcedureQuery, createStoredProcedureQuery
3) Получение других сущностей JPA: getTransaction, getEntityManagerFactory, getCriteriaBuilder, getMetamodel, getDelegate
4) Работа с EntityGraph: createEntityGraph, getEntityGraph
4) Общие операции над EntityManager или всеми Entities: close, isOpen, getProperties, setProperty, clear.

24. Какие четыре статуса жизненного цикла Entity объекта (Entity Instance’s Life Cycle) вы можете перечислить?

У Entity объекта существует четыре статуса жизненного цикла: new, managed, detached, или removed. Их описание
1) new — объект создан, но при этом ещё не имеет сгенерированных первичных ключей и пока ещё не сохранен в базе данных,
2) managed — объект создан, управляется JPA, имеет сгенерированные первичные ключи,
3) detached — объект был создан, но не управляется (или больше не управляется) JPA,
4) removed — объект создан, управляется JPA, но будет удален после commit’a транзакции.

25. Как влияет операция persist на Entity объекты каждого из четырех статусов?

1) Если статус Entity new, то он меняется на managed и объект будет сохранен в базу при commit’е транзакции или в результате flush операций,
2) Если статус уже managed, операция игнорируется, однако зависимые Entity могут поменять статус на managed, если у них есть аннотации каскадных изменений,
3) Если статус removed, то он меняется на managed,
4) Если статус detached, будет выкинут exception сразу или на этапе commit’а транзакции.

26. Как влияет операция remove на Entity объекты каждого из четырех статусов?

1) Если статус Entity new, операция игнорируется, однако зависимые Entity могут поменять статус на removed, если у них есть аннотации каскадных изменений и они имели статус managed,
2) Если статус managed, то статус меняется на removed и запись объект в базе данных будет удалена при commit’е транзакции (так же произойдут операции remove для всех каскадно зависимых объектов),
3) Если статус removed, то операция игнорируется,
4) Если статус detached, будет выкинут exception сразу или на этапе commit’а транзакции.

27. Как влияет операция merge на Entity объекты каждого из четырех статусов?

1) Если статус detached, то либо данные будет скопированы в существующей managed entity с тем же первичным ключом, либо создан новый managed в который скопируются данные,
1) Если статус Entity new, то будет создана новый managed entity, в который будут скопированы данные прошлого объекта,
2) Если статус managed, операция игнорируется, однако операция merge сработает на каскадно зависимые Entity, если их статус не managed,
3) Если статус removed, будет выкинут exception сразу или на этапе commit’а транзакции.

28. Как влияет операция refresh на Entity объекты каждого из четырех статусов?

1) Если статус Entity managed, то в результате операции будут востановленны все изменения из базы данных данного Entity, так же произойдет refresh всех каскадно зависимых объектов,
2) Если статус new, removed или detached, будет выкинут exception.

29. Как влияет операция detach на Entity объекты каждого из четырех статусов?

1) Если статус Entity managed или removed, то в результате операции статус Entity (и всех каскадно-зависимых объектов) станет detached.
2) Если статус new или detached, то операция игнорируется.

к списку вопросов раздела JEE

Собеседование по Java EE — Java Persistence API (JPA) (вопросы и ответы). Часть 2

32