C++ ODB ORM 完全指南：从入门到实战应用

Ne0inhk

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C++ ODB ORM 完全指南：从入门到实战应用

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ODB基本概念

ODB 是一个针对 C++ 的对象关系映射（ORM）库，它允许开发者以面向对象的方式操作数据库，将C++ 对象与数据库表进行映射，从而避免直接编写 SQL 语句，简化数据库操作。

特点：

  • 对象 - 关系映射：将 C++ 类映射到数据库表，类的成员变量映射到表的字段，对象的创建、修改、删除等操作会自动转换为对应的数据库操作（如 INSERT、UPDATE、DELETE）。
  • 代码生成机制：ODB 不依赖运行时反射（C++ 本身不支持），而是通过编译期代码生成实现映射：开发者使用特殊的注解（如 #pragma db object）标记需要持久化的类，然后通过 ODB 编译器生成与数据库交互的代码（如 SQL 语句、CRUD 函数等）。
  • 支持多数据库：兼容主流数据库，如 MySQL、PostgreSQL、SQLite、Oracle 等，切换数据库时无需修改核心业务代码，只需调整配置。
  • 查询能力：提供类似 SQL 的查询接口（通过 C++ 表达式构建），例如通过 query 类组合条件，实现复杂查询逻辑，避免手写 SQL。
  • 事务支持：内置事务管理机制，确保数据库操作的原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID）。

ODB框架安装

build2安装：
安装步骤： https://build2.org/install.xhtml#unix

dev@dev-host:~/workspace$ curl -sSfO https://download.build2.org/0.17.0/build2-install-0.17.0.sh
dev@dev-host:~/workspace$ sh build2-install-0.17.0.sh

安装 odb-compiler：

dev@dev-host:~/workspace$ #注意这里的 gcc-11 需要根据你自己版本而定
dev@dev-host:~/workspace$ sudo apt-get install gcc-11-plugin-dev
dev@dev-host:~/workspace$ mkdir odb-build && cd odb-build
dev@dev-host:~/workspace/odb-build$ bpkg create -d odb-gcc-N cc \
config.cxx=g++ \
config.cc.coptions=-O3 \
config.bin.rpath=/usr/lib \
config.install.root=/usr/ \
config.install.sudo=sudo
dev@dev-host:~/workspace/odb-build$ cd odb-gcc-N
dev@dev-host:~/workspace/odb-build/odb-gcc-N$ bpkg build odb@https://pkg.cppget.org/1/beta
dev@dev-host:~/workspace/odb-build/odb-gcc-N$ bpkg test odb test odb-2.5.0-b.25+1/tests/testscript{testscript} tested odb/2.5.0-b.25+1
dev@dev-host:~/workspace/odb-build/odb-gcc-N$ bpkg install odb
dev@dev-host:~/workspace/odb-build/odb-gcc-N$ odb --version bash: /usr/bin/odb: No such file or directory
#如果报错了，找不到 odb，那就在执行下边的命令
dev@dev-host:~/workspace/odb-build/odb-gcc-N$ sudo echo 'export PATH=${PATH}:/usr/local/bin' >> ~/.bashrc
dev@dev-host:~/workspace/odb-build/odb-gcc-N$ export PATH=${PATH}:/usr/local/bin
dev@dev-host:~/workspace/odb-build/odb-gcc-N$ odb --version ODB object-relational mapping (ORM) compiler for C++ 2.5.0-b.25 Copyright (c) 2009-2023 Code Synthesis Tools CC. This is free software; see the source for copying conditions. There is NO warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

安装 ODB 运行时库：

dev@dev-host:~/workspace/odb-build/odb-gcc-N$ cd ..
dev@dev-host:~/workspace/odb-build$ bpkg create -d libodb-gcc-N cc \
config.cxx=g++ \
config.cc.coptions=-O3 \
config.install.root=/usr/ \
config.install.sudo=sudo
dev@dev-host:~/workspace/odb-build$ cd libodb-gcc-N
dev@dev-host:~/workspace/odb-build/libodb-gcc-N$ bpkg add https://pkg.cppget.org/1/beta
dev@dev-host:~/workspace/odb-build/libodb-gcc-N$ bpkg fetch
dev@dev-host:~/workspace/odb-build/libodb-gcc-N$ bpkg build libodb
dev@dev-host:~/workspace/odb-build/libodb-gcc-N$ bpkg build libodb-mysql

安装 boost profile 库：

dev@dev-host:~/workspace/odb-build/libodb-gcc-N$ bpkg build libodb-boost

总体打包安装：

dev@dev-host:~/workspace/odb-build/libodb-gcc-N$ bpkg install --all --recursive

常见操作

提示：接下以映射到mysql数据库为示例演示
核心头文件

/* 在 C++ 中，要使用 ODB 将类声明为持久化类，需要包含 ODB 的核心头文 件，并使用 #pragma db object 指令 #pragma db object 指示 ODB 编译器将 person 类视为一个持久化类。 */#include<cstddef>// std::size_t#include<boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>#include<odb/nullable.hxx>#include<odb/core.hxx>

类型映射

通过指令 #pragma 声明 C++ 类与数据库表之间的映射关系，必须放在它们所描述的 C++ 实体（类、数据成员、访问器）之前。格式：

#pragma db 指令 [参数...]

指令及参数：

  • object：表示该类将被映射到数据库。
    • table()：默认生成的表名就是类名，使用该参数可以指定表名。
  • id：表示该成员将被作为主键
  • auto：表示该成员有自增属性
  • unique：表示唯一键索引字段
  • index：为该字段创建普通索引
  • null：该字段允许为空
  • not_null：该字段不允许为空
  • default()：指定默认值
  • column()：指定该成员映射到数据库表后的列名
  • type()：指定该成员映射到数据库表中的字段类型

示例person.hxx文件：

//将上文的头文件包含#pragmadb object table("person") class Person { public: private: friend class odb::access;//ODB需要访问私有成员，所以需要做友元声明#pragmadb id autounsignedint _id;#pragmadb column("user_age")default(18)unsignedshort _age;#pragmadb not_null std::string _name;#pragmadb unique type("varchar(20)") std::string _phone;};

代码编译：

odb -d mysql --generate-query --generate-schema --profile boost/date-time person.hxx

如下：

在这里插入图片描述


可以发现自动生成了一个SQL脚本文件，通过指令cat person.sql查看该文件

在这里插入图片描述


通过该文件构建mysql数据库表：

mysql -u root -p 库名 < person.sql

登陆mysql数据库查看表属性：

在这里插入图片描述

注意1：

  • 作用域：#pragma db 只影响紧随其后的类、数据成员或访问器
  • 顺序：多个属性可以写在同一行，也可以分开写
  • 访问控制：ODB 需要访问私有成员，通常使用 friend class odb::access

注意2：

  • 数据库表的列名默认为成员变量名，但会去掉成员名的前缀下划线。

视图映射
ODB视图是一个只读的、虚拟的投影，它基于一个或多个持久化类（数据库表），通过查询组合出你需要的数据结构。视图本身不对应数据库中的实际表，而是在查询时动态生成的结果集。
视图的核心特点

  • 只读性：视图只能用于查询，不能进行插入、更新、删除操作
  • 虚拟性：不占用实际数据库存储空间
  • 灵活性：可以自由组合多个表的字段，形成新的数据结构
  • 类型安全：在C++编译期就确定了返回类型

视图的两种定义方式
方式一：基于对象关系的视图
这种视图使用ODB的查询语言来定义表之间的关联：

#pragmadb view object(Student)\object(Classes: Student::classes_id == Classes::id)structStudentClassView{#pragmadb column(Student::name) std::string student_name;#pragmadb column(Student::age)unsignedshort student_age;#pragmadb column(Classes::name) std::string class_name;};

工作方式：

  • object(Student)：指定主表
  • object(Classes: Student::classes_id == Classes::id)：指定关联表及连接条件

相当于SQL：

SELECT Student.name, Student.age, Classes.name FROM Student JOIN Classes ON Student.classes_id = Classes.id

方式二：基于原生SQL的视图
当需要复杂查询时，可以直接使用原生SQL：

#pragmadb view query("SELECT s.name, s.age, c.name "\"FROM student s "\"JOIN classes c ON s.classes_id = c.id "\"WHERE s.age > ?")structAdultStudentView{ std::string student_name;unsignedshort student_age; std::string class_name;};

特点：

  • 使用 query("原生SQL") 定义
  • ? 是参数占位符，可以在查询时传入具体值
  • 适合复杂的、对象关系无法表达的查询

ODB类与接口

odb::database类：实现数据库的增删改查操作

构造函数

成员函数

事务管理

查询操作

单对象操作

odb::result 类 ：查询结果集

测试示例

数据库操作流程：

  1. 构造连接池对象
  2. 构造数据操作database对象
  3. 获取事务对象，开启事务
  4. 数据库操作
  5. 提交事务（若无添加，在销毁前会进行事务回滚）

Student.hpp

#pragmaonce#include<string>#include<cstddef>// std::size_t#include<boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>#include<odb/nullable.hxx>#include<odb/core.hxx>classStudent{private:unsignedlong _id; std::string _sn; std::string _name;unsignedshort _age;unsignedlong _classes_id;};classClasses{private:unsignedlong _id; std::string _name;};#pragmadb view object(Student)\object(Classes classes:Student._classes_id == Classes._id)\query((?))structclasses_student{#pragmadb column(Student::_id)unsignedlong _id;#pragmadb column(Student::_sn) std::string _sn;#pragmadb column(Student::_name) std::string _name;#pragmadb column(Student::_age)unsignedshort _age;#pragmadb column(Classes::_name) std::string _classes_name;};#pragmadb view query("select name from Student "+(?))structall_name{ std::string _name;};

test.cc

#include<gflags/gflags.h>#include<odb/database.hxx>#include<odb/mysql/database.hxx>#include"student_classes.hxx"#include"student_classes-odb.hxx"DEFINE_string(host,"127.0.0.1","主机号");DEFINE_uint32(port,0,"端口号");DEFINE_string(db,"qsy_test","mysql数据库名");DEFINE_string(user,"root","mysql用户名");DEFINE_string(pswd,"I5sLBKpqjGjPZi","mysql用户密码");DEFINE_string(cset,"utf8","mysql客户端字符集");DEFINE_int32(max_pool,3,"最大的连接池数");voidinsert_student(odb::mysql::database &db){ try { odb::transaction trans(db.begin()); Student s1(1,"张三",18,1); Student s2(2,"李四",19,1); Student s3(3,"王五",17,1); Student s4(4,"赵六",21,2); Student s5(5,"田七",20,2); Student s6(6,"孙八",16,2); Student s7(7,"罗九",26,2); db.persist(s1); db.persist(s2); db.persist(s3); db.persist(s4); db.persist(s5); db.persist(s6); db.persist(s7); trans.commit();}catch(std::exception &e){ std::cout <<"数据插入失败："<< e.what()<< std::endl;}}voidinsert_classes(odb::mysql::database& db){ try { odb::transaction trans(db.begin()); Classes c1("1班"); Classes c2("2班"); db.persist(c1); db.persist(c2); trans.commit();}catch(const std::exception& e){ std::cout<<"数据插入失败"<< e.what()<<'\n';}}voidremove_student(odb::mysql::database& db){ try { odb::transaction trans(db.begin());typedef odb::query<Student> query; db.erase_query<Student>(query::id ==4); trans.commit();}catch(const std::exception& e){ std::cerr <<"删除失败："<< e.what()<<'\n';}} Student select_student(odb::mysql::database &db){ Student ret; try { odb::transaction trans(db.begin());typedef odb::query<Student> query;typedef odb::result<Student> result; result r(db.query<Student>(query::name =="张三"));if(r.size()!=1){ std::cout <<"查询失败"<< std::endl;returnStudent();} ret =*r.begin(); trans.commit();}catch(const std::exception &e){ std::cerr <<"查询失败"<< e.what()<<'\n';}return ret;}voidselect_student_classes(odb::mysql::database& db){ try { odb::transaction trans(db.begin());typedef odb::query<structclasses_student> query;typedef odb::result<structclasses_student> result; result r(db.query<structclasses_student>(query::classes::id==1));for(auto it = r.begin();it!=r.end();it++){ std::cout<<it->name<<" "; std::cout<<it->age<<" "; std::cout<<it->sn<<" "; std::cout<<it->classes_name<<" "; std::cout<<std::endl;} trans.commit();}catch(const std::exception &e){ std::cout<<"查询失败: "<<e.what()<<std::endl;}}voidupdata_student(odb::mysql::database &db, Student &stu){ try { odb::transaction trans(db.begin()); db.update(stu); trans.commit();}catch(const std::exception &e){ std::cerr <<"更新失败："<< e.what()<<'\n';}}intmain(int argc,char*argv[]){ google::ParseCommandLineFlags(&argc,&argv, true);// 创建连接池构建配置对象 std::unique_ptr<odb::mysql::connection_pool_factory>cpf( new odb::mysql::connection_pool_factory(FLAGS_max_pool,0));// 创建数据操作对象 odb::mysql::database db(FLAGS_user, FLAGS_pswd, FLAGS_db, FLAGS_host, FLAGS_port,"", FLAGS_cset,0, std::move(cpf));//插入// insert_student(db);// insert_classes(db);//更新// Student stu = select_student(db);// stu.age(5);// updata_student(db,stu);//删除// remove_student(db);//查询select_student_classes(db);return0;}

makefile

test : test.cc student_classes-odb.cxx c++ -g $^ -o $@ -lodb-mysql -lodb -lodb-boost -lgflags
非常感谢您能耐心读完这篇文章。倘若您从中有所收获，还望多多支持呀！

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