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  • 在Jena框架下基于MySQL数据库实现本体的存取操作

    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 }  
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