Jena学习笔记(2)——利用数据库保存本体

注明：本文档是使用Jena2.6.4，数据库为MySQL，数据库驱动版本为mysql-connector-java-5.1.13-bin.jar。

1 Jena的数据库接口

Jena提供了将RDF数据存入关系数据库的接口，Model、Resource、Query等接口可以用于访问和维护数据库里的RDF数据。在处理数据时，应用程序不必直接操作数据（而

是通过Jena的API），也不必知道数据库的模式。Jena提供了支持MySQL、HSQLDB、PostgreSQ、Oracle和Microsoft SQL Server的程序接口。有些第三方提供其他数据库接

口的支持。可以参考Jena数据库文档获得数据库版本以及对应的JDBC驱动说明。

2 Jena的数据库模式

关系数据库存储RDF数据的一般模式是“三元组”，表有三列（主体、谓词、客体）每个RDF陈述（sataement）占用一行。有时候，添加第四列以表示客体是字符常量还是

URI。Jena 2采用一种denormalized的三元组存储方法，是存储空间和访问时间的一种权衡方法（a space-time trade-off）。Jena使用两类七个表存储本体，第一类是

asserted statements，第二类reified statements。

Statement Tables 陈述表:

1)         Asserted Statement Table (Jena_GiTj_Stmt)：存储本体数据

2)         Reified Statement Table (Jena_GiTj_Reif)：经过处理的本体数据。System Tables 系统表：存储元数据和陈述表中使用的较长的文字或者资源

3)         System Statement Table (Jena_Sys_Stmt)：存储系统元数据

4)         Long Literals Table (Jena_Long_Lit)：存储陈述表中不便于直接存储的长字符创常量（Literals）

5)         Long Resources Table (Jena_Long_URI)：存储陈述表中不便于直接存储的长资源URI

6)         Prefixes Table (Jena_Prefix)：存储URI的前缀。前缀只存储一次，节省空间。

7)         Graph Table (Jena_Graph)：存储每一个用户图的名字和唯一标志符。

8)         Lock Table (Jena_Mutex)：一个没有内容的表。如果该表存在，在一定时间段里数据库被锁定。

可以参照\Jena-2.6.4docDBlayout.html获取各个表的详细信息。


3 创建本体的持久模型

Jena同时支持内存模型和数据库模型。一般来讲，创建内存模型只需要调用Jena的一些接口，但创建数据库模型，或者打开先前创建的模型，要求一些具体的步骤。

任何数据库的持久模型通过以下步骤创建：

1)         加载数据库JDBC驱动

2)         创建数据库连接

3)         为数据库创建一个ModelMaker

4)         为本体创建一个模型

4 将本体持久化存入MySQL中

1) 其中数据库的配置文件为：

 

jdbc.drivers=com.mysql.jdbc.Driver  
jdbc.url=jdbc:mysql://localhost:3306/ontologies?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8  
jdbc.username=root  
jdbc.password=root  

2) 实例类

import java.io.File;  
import java.io.FileInputStream;  
import java.io.FileNotFoundException;  
import java.io.IOException;  
import java.io.InputStreamReader;  
import java.io.UnsupportedEncodingException;  
import java.sql.SQLException;  
  
import com.hp.hpl.jena.db.DBConnection;  
import com.hp.hpl.jena.db.IDBConnection;  
import com.hp.hpl.jena.db.RDFRDBException;  
import com.hp.hpl.jena.ontology.OntModel;  
import com.hp.hpl.jena.ontology.OntModelSpec;  
import com.hp.hpl.jena.rdf.model.Model;  
import com.hp.hpl.jena.rdf.model.ModelFactory;  
import com.hp.hpl.jena.rdf.model.ModelMaker;  
  
import edu.hrbeu.ontology.util.getDBPropeties;  
  
/** 
 * @purpose 本体数据库功能 
 * @author zhaohongjie 
 *  
 */  
public class OntologyDBImpl implements IOntologyDB {  
  
    /**  
     * 数据库连接对象  
     */  
    private IDBConnection conn = null;  
    /** 
     * 文件输入流对象 
     */  
    private InputStreamReader in = null;  
      
    /** 
     * 获取数据连接 
     * @return 
     */  
    private IDBConnection getDBConn() {  
          
        getDBPropeties getdb = new getDBPropeties();  
          
        try {  
            this.conn = new DBConnection(getdb.getUrl(), getdb.getUser(), getdb.getPassword(), "MySQL");  
            Class.forName(getdb.getClassDrive());  
        } catch (RDFRDBException e) {  
             System.out.println("Exceptions occur...");  
        } catch (ClassNotFoundException e) {  
            System.out.println("ClassNotFoundException, Driver is not available...");  
        }  
          
        return this.conn;  
    }  
      
    /** 
     * 从数据流获取本体 
     * @param filePath 
     */  
    public InputStreamReader getFileStream(String filePath) {  
          
        FileInputStream inputSreamfile = null;  
          
        try {  
            File file = new File(filePath);  //"./Expert.owl"  
            inputSreamfile = new FileInputStream(file);  
       } catch (FileNotFoundException e) {  
            e.printStackTrace();  
            System.out.println("Ontology File is not available...");  
       }  
         
       try {  
           this.in = new InputStreamReader(inputSreamfile, "UTF-8");  
      } catch (UnsupportedEncodingException e) {  
           e.printStackTrace();  
      }  
        
      return this.in;  
    }  
      
    /** 
     * 将本体存入数据库 
     * @param ontoName 
     */  
    public void toMySQL(String ontoName) {  
        ModelMaker maker = ModelFactory.createModelRDBMaker(getDBConn());  
        Model defModel = maker.createModel(ontoName); //"expert"  
        defModel.read(in,null);  
        defModel.commit();  
        closeDBResource();  
    }  
      
    /** 
     * OntModelSpec 
     * @param maker 
     * @return 
     */  
    private OntModelSpec getModelSpec(ModelMaker maker) {  
  
         OntModelSpec spec = new OntModelSpec(OntModelSpec.OWL_MEM);  
         spec.setImportModelMaker(maker);  
         return spec;  
  
    }  
      
    /** 
     * 返回本体 
     * @param ontoName 
     * @return 
     */  
    private OntModel getModelFromDB(String ontoName) {  
  
         ModelMaker maker = ModelFactory.createModelRDBMaker(getDBConn());  
         Model base = maker.getModel(ontoName);  
         OntModel newmodel = ModelFactory.createOntologyModel(getModelSpec(maker), base);  
         return newmodel;  
  
    }  
      
    /** 
     * 获取本体对象 
     * @param ontoName 
     */  
    public OntModel fromMySQL(String ontoName) {  
          
        OntModel model = getModelFromDB(ontoName);  
        return model;  
          
    }  
      
    /** 
     * 关闭占用资源 
     */  
    private void closeDBResource() {  
        closeFileStream();  
        closeDBConn();        
    }  
      
    /** 
     * 关闭数据流 
     */  
    private void closeFileStream() {  
        try {  
            this.in.close();  
        } catch (IOException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
      
    /** 
     * 关闭数据库连接 
     */  
    public void closeDBConn() {  
        try {  
            if (this.conn != null) {  
                this.conn.close();  
            }  
        } catch (SQLException sqlEx) {  
            sqlEx.printStackTrace();  
        }  
    }  
      
} 

 

3) mian函数

 

public static void main(String[] args) {  
          
        String ruleFile = "file:./expert/Expert.rules";  
  
        IOntologyDB ontoDB = OntologyDBFactory.createDBont();  
        ontoDB.getFileStream(ruleFile);  
        ontoDB.toMySQL("expert");  
  
        ontoDB.closeDBConn();  
}