在Jena框架下基于MySQL数据库实现本体的存取操作

    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！

package testdb;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.sql.SQLException;//import java.sql.DriverManager;import com.hp.hpl.jena.db.DBConnection;import com.hp.hpl.jena.db.IDBConnection;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 com.hp.hpl.jena.util.FileManager;public class DBModelTest {/*** @param args*/private OntModel DBModel;static String ont1 = "E://design//sw资料//ontology//test.owl";static String testNamespace = "http://www.semanticweb.org/ontologies/2011/2/21/test.owl#";public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubDBModelTest dbtest = new DBModelTest();System.out.println("Test MySql DB now.");//从db获取模型，若没有，则从文件导入try{   dbtest.acquireDBForData();}catch(Exception e){System.out.println(e.getMessage().toString());}System.out.println("Save the model to DB...");try{   dbtest.DBModel.commit();}catch(Exception e){System.out.println(e.getMessage().toString());}}private void acquireDBForData() throws SQLException, ClassNotFoundException{IDBConnection conn = null;Model tempModel = null;try{   Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver").newInstance();}catch(Exception e){System.out.println(e.getClass().toString() + " " + e.getMessage().toString());}System.out.println("JDBC Driver found");String DB_URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/testDB";String DB_USER = "root";String DB_PASS = "mvp";String DB_TYPE = "MySQL";conn = new DBConnection(DB_URL, DB_USER, DB_PASS, DB_TYPE);if(conn.getConnection() != null)System.out.println("Connection successful");elseSystem.out.println("Connection failed!");//下面这条语句将模型与数据库联系起来ModelMaker maker = ModelFactory.createModelRDBMaker(conn);if(conn.containsModel("testDBModel")){System.out.println("Opening existing model");tempModel = maker.openModel("testDBModel",true);}else{System.out.println("Creating new model");tempModel = maker.createModel("testDBModel");//从文件导入数据try{   addDataFromFile();}catch(Exception e){System.out.println(e.getMessage().toString());}}OntModelSpec spec = new OntModelSpec(OntModelSpec.OWL_MEM);DBModel = ModelFactory.createOntologyModel(spec, tempModel);}private void addDataFromFile() throws IOException{System.out.println("Loading from test owl file...");InputStream inTest = FileManager.get().open(ont1);DBModel.read(inTest, testNamespace);inTest.close();}}