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-2.6.4\doc\DB\layout.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();
}