在Jena框架下基于MySQL数据库实现本体的存取操作

转自：http://blog.csdn.net/jtz_mpp/article/details/6224311

最近在做一个基于本体的管理系统。其中对本体的操作部分，我使用的是Jena框架；数据模型是基于本体的语义模型；数据存储则是MySQL 5.5.9版本。由此看来，将本体模型存入数据库和从数据库中取出模型是常用的操作，这里总结一下我学到的方法。

我使用的开发环境是Eclipse3.6，在开发前要将必要的与jena有关的类包加入java build path中，这里就不详述了。对于一个本体，首先要有一个模型与之对应，所以先创建一个模型。在Jena中，可以创建基于文件存储的模型，也可以是基于关系型数据库存储的模型，这里采用后者。代码如下：

1. ModelMaker maker = ModelFactory.createModelRDBMaker(conn);

2. Model tempModel = null;

tempModel = maker.createModel("testDBModel");

3. OntModelSpec spec = new OntModelSpec(OntModelSpec.OWL_MEM);

DBModel = ModelFactory.createOntologyModel(spec, tempModel);

可以看出，创建过程分为三步：首先创建一个ModelMaker对象，它负责创建模型具体操作，也将模型与DB联系起来，其中ModelFactory.createModelRDBMaker方法的参数conn就是一个数据库连接对象。接着，使用刚才的maker对象创建一个临时的、默认的模型（RDF格式），这里可以指定模型的名称。最后，将临时模型转换成本体模型（OWL格式），其中spec参数表示该模型是在内存中存在的。模型创建完毕。

下面说到数据库连接。在使用JDBC连接数据库时需要指定JDBC Driver，对于MySQL数据可来说就是MySQL connector/J，这里提供一个下载网址：http://www.mysql.com/downloads/connector/j/，我使用的就是5.1.15版本的。它的使用方法我综合了一些资料总结如下：

先将压缩包解压到某个目录下，例如d:/temp，确保名称类似mysql-connector-java-5.1.15-bin的jar文件在这个目录下。然后打开环境变量编辑器（windows系统），将CLASSPATH变量中添加一个刚解压的目录，即d:/temp。我开始时一位这样添加了就行了，后来在Eclipse中还是报无法找到JDBC Driver的错误。经过调查了解到，如果使用命令行编辑和编译代码，像刚才那样设定CLASSPATH就OK了，但是如果使用了IDE，如Eclipse，就必须在IDE中再次添加相应的CLASSPATH变量。具体操作如下：

在Eclipse菜单依次打开Window->preferences->Java->Build path->Classpath Variables，在右边点击New按钮，设定变量名称，然后指定该变量所指向的目录，点击确定既可。最后还要在项目属性的Java Build Path选项添加你刚才新建的变量。

有了连接驱动，数据库连接代码如下：

1.IDBConnection conn = null;

2.Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver").newInstance();

3.String DB_URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/testDB";

4.String DB_USER = "root";

5.String DB_PASS = "mvp";

6.String DB_TYPE = "MySQL";

7.conn = new DBConnection(DB_URL, DB_USER, DB_PASS, DB_TYPE);

其中第2行就是在指定JDBC connector，应用程序需调用Class.forName 方法来注册或加载驱动程序，com.mysql.jdbc.Driver为驱动程序类名。这条语句最好进行异常处理，因为在找不到驱动程序时会抛出java.lang.ClassNotFoundException异常。另外，下载connector时会有配套的官方文档，里面有详细的例子和解释。

下面说一下模型的读取和保存。直接看代码：

tempModel = maker.openModel("testDBModel",true);

这句话将名为“testDBModel”的模型从数据库里取出保存到tempModel中，参数true表示如果指定的模型不存在，不创建新模型，而是抛出DoesNotExistException异常，Jena API 参见：http://jena.sourceforge.net/javadoc/index.html。

在使用内存中模型进行一系列的操作后，就会执行：

DBModel.commit();

它将模型保存到数据库中。

最后提一点，在第一次加载模型时，数据库为空，这时可以从文件读取本体到模型，代码如下：

InputStream inTest = FileManager.get().open(ont1);//ont1是文件路径

DBModel.read(inTest, testNamespace);//testNamespace是本体中指定的命名空间

inTest.close();

第一次将模型存入数据库时，会生成以下几张表：

jena_g1t0_reif

jena_g1t1_stmt

jena_graph

jena_long_lit

jena_long_uri

jena_prefix

jena_sys_stmt

具体每张表的作用可参阅：http://blog.csdn.net/longfei8812/archive/2009/12/25/5078366.aspx，也可以使用MySQL的图形化工具自己研究，这里不详述了。

最后，附上我写的完整代码，请多指教！

  1 [java] view plain copy
  2 package testdb;  
  3   
  4 import java.io.IOException;  
  5 import java.io.InputStream;  
  6 import java.sql.SQLException;  
  7 //import java.sql.DriverManager;  
  8   
  9 import com.hp.hpl.jena.db.DBConnection;  
 10 import com.hp.hpl.jena.db.IDBConnection;  
 11 import com.hp.hpl.jena.ontology.OntModel;  
 12 import com.hp.hpl.jena.ontology.OntModelSpec;  
 13 import com.hp.hpl.jena.rdf.model.Model;  
 14 import com.hp.hpl.jena.rdf.model.ModelFactory;  
 15 import com.hp.hpl.jena.rdf.model.ModelMaker;  
 16 import com.hp.hpl.jena.util.FileManager;  
 17   
 18 public class DBModelTest {  
 19   
 20 /** 
 21 * @param args 
 22 */  
 23 private OntModel DBModel;  
 24 static String ont1 = "E://design//sw资料//ontology//test.owl";  
 25 static String testNamespace = "http://www.semanticweb.org/ontologies/2011/2/21/test.owl#";  
 26   
 27 public static void main(String[] args) {  
 28 // TODO Auto-generated method stub  
 29 DBModelTest dbtest = new DBModelTest();  
 30 System.out.println("Test MySql DB now.");  
 31 //从db获取模型，若没有，则从文件导入  
 32 try  
 33 {  
 34    dbtest.acquireDBForData();  
 35 }  
 36 catch(Exception e)  
 37 {  
 38 System.out.println(e.getMessage().toString());  
 39 }  
 40 System.out.println("Save the model to DB...");  
 41 try  
 42 {  
 43    dbtest.DBModel.commit();  
 44 }  
 45 catch(Exception e)  
 46 {  
 47 System.out.println(e.getMessage().toString());  
 48 }  
 49 }  
 50 private void acquireDBForData() throws SQLException, ClassNotFoundException  
 51 {  
 52 IDBConnection conn = null;  
 53 Model tempModel = null;  
 54 try  
 55 {  
 56    Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver").newInstance();  
 57 }  
 58 catch(Exception e)  
 59 {  
 60 System.out.println(e.getClass().toString() + " " + e.getMessage().toString());  
 61 }  
 62 System.out.println("JDBC Driver found");  
 63 String DB_URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/testDB";  
 64 String DB_USER = "root";  
 65 String DB_PASS = "mvp";  
 66 String DB_TYPE = "MySQL";  
 67 conn = new DBConnection(DB_URL, DB_USER, DB_PASS, DB_TYPE);  
 68 if(conn.getConnection() != null)  
 69 System.out.println("Connection successful");  
 70 else  
 71 System.out.println("Connection failed!");  
 72 //下面这条语句将模型与数据库联系起来  
 73 ModelMaker maker = ModelFactory.createModelRDBMaker(conn);  
 74 if(conn.containsModel("testDBModel"))  
 75 {  
 76 System.out.println("Opening existing model");  
 77 tempModel = maker.openModel("testDBModel",true);  
 78 }  
 79 else  
 80 {  
 81 System.out.println("Creating new model");  
 82 tempModel = maker.createModel("testDBModel");  
 83 //从文件导入数据  
 84 try  
 85 {  
 86    addDataFromFile();  
 87 }  
 88 catch(Exception e)  
 89 {  
 90 System.out.println(e.getMessage().toString());  
 91 }  
 92 }  
 93 OntModelSpec spec = new OntModelSpec(OntModelSpec.OWL_MEM);  
 94 DBModel = ModelFactory.createOntologyModel(spec, tempModel);  
 95 }  
 96 private void addDataFromFile() throws IOException  
 97 {  
 98 System.out.println("Loading from test owl file...");  
 99 InputStream inTest = FileManager.get().open(ont1);  
100 DBModel.read(inTest, testNamespace);  
101 inTest.close();  
102 }  
103   
104 }