SpringBoot 使用JPA操作数据库

目录

JPA & Spring Data JPA

配置Maven依赖

配置数据源和JPA

创建POJO实体

数据持久化

JUnit测试

使用数据库是开发基本应用的基础，借助于开发框架，我们已经不用编写原始的访问数据库的代码，也不用调用JDBC（Java Data Base Connectivity）或者连接池等诸如此类的被称作底层的代码，我们将从更高的层次上访问数据库，这在Springboot中更是如此，本章我们将详细介绍在Springboot中使用 Spring Data JPA 来实现对数据库的操作。  

JPA & Spring Data JPA

JPA是Java Persistence API的简称，中文名Java持久层API，是Sun官方提出的Java持久化规范，其设计目标主要是为了简化现有的持久化开发工作和整合ORM技术。JPA使用XML文件或注解（JDK 5.0或更高版本）来描述对象-关联表的映射关系，能够将运行期的实体对象持久化到数据库，它为Java开发人员提供了一种ORM工具来管理Java应用中的关系数据。 简单地说，JPA就是为POJO（Plain Ordinary Java Object）提供持久化的标准规范，即将Java的普通对象通过对象关系映射（Object-Relational Mapping，ORM）持久化到数据库中。由于JPA是在充分吸收了现有Hibernate，TopLink，JDO等ORM框架的基础上发展而来的，因而具有易于使用、伸缩性强等优点。

Spring Data JPA 是 Spring 基于 Spring Data 框架、在JPA 规范的基础上开发的一个框架，使用 Spring Data JPA 可以极大地简化JPA 的写法，可以在几乎不用写实现的情况下实现对数据库的访问和操作，除了CRUD外，还包括分页和排序等一些常用的功能。  

配置Maven依赖

以MySQL数据库为例，为了使用JPA和MySQL，首先在工程中引入它们的Maven依赖。 

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<parent>
　　<groupId>org.springframework.boot</groupId>
　　<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
　　<version>1.5.1.RELEASE</version>
</parent>
<dependencies>
　　<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
　　</dependency>
　　<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
　　</dependency>
　　<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-test</artifactId>
　　</dependency>
</dependencies>

配置数据源和JPA

在Springboot核心配置文件 application.properties 中配置MySQL数据源和JPA。 

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### Spring datasource -- Datasource configuration.
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spring.datasource.url = jdbc:mysql://localhost:3306/mybatis?characterEncoding=UTF-8
spring.datasource.username = root
spring.datasource.password = 123456
spring.datasource.driverClassName = com.mysql.jdbc.Driver
spring.datasource.type = org.apache.tomcat.jdbc.pool.DataSource
  
########################################################
### Java Persistence Api --  Spring jpa configuration.
########################################################
# Specify the DBMS
spring.jpa.database = MYSQL
# Show or not log for each sql query
spring.jpa.show-sql = true
# Hibernate ddl auto (create, create-drop, update, validate, none)
spring.jpa.hibernate.ddl-auto = update
# Naming strategy
#[org.hibernate.cfg.ImprovedNamingStrategy  #org.hibernate.cfg.DefaultNamingStrategy]
spring.jpa.hibernate.naming-strategy = org.hibernate.cfg.ImprovedNamingStrategy
# stripped before adding them to the entity manager)
spring.jpa.properties.hibernate.dialect = org.hibernate.dialect.MySQL5Dialect

其中，spring.jpa.hibernate.ddl-auto 参数用来配置是否开启自动更新数据库表结构，可取create、create-drop、update、validate、none五个值。 

  • create 每次加载hibernate时，先删除已存在的数据库表结构再重新生成；
  • create-drop 每次加载hibernate时，先删除已存在的数据库表结构再重新生成，并且当 sessionFactory关闭时自动删除生成的数据库表结构；
  • update 只在第一次加载hibernate时自动生成数据库表结构，以后再次加载hibernate时根据model类自动更新表结构；
  • validate 每次加载hibernate时，验证数据库表结构，只会和数据库中的表进行比较，不会创建新表，但是会插入新值。
  • none 关闭自动更新

创建POJO实体

首先创建一些普通对象，用来与数据库的表建立映射关系，在此我们只定义了员工和部门两个实体来进行示例。 

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@Entity
@Table(name = "tbl_employee") // 指定关联的数据库的表名
public class Employee implements Serializable {
  
    private static final long serialVersionUID = 1L;
  
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id; // 主键ID
  
    private String name; // 姓名
  
    @ManyToOne
    @JoinColumn(name = "department_id")
    private Department department; // 部门
  
    public Long getId() {
        return id;
    }
  
    public void setId(Long id) {
        this.id = id;
    }
  
    public String getName() {
        return name;
    }
  
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
  
    public Department getDepartment() {
        return department;
    }
  
    public void setDepartment(Department department) {
        this.department = department;
    }
  
}
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@Entity
@Table(name = "tbl_department")
public class Department  implements Serializable{
  
    private static final long serialVersionUID = 1L;
  
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id; // 主键ID
  
    private String name; // 部门名称
  
    public Long getId() {
        return id;
    }
  
    public void setId(Long id) {
        this.id = id;
    }
  
    public String getName() {
        return name;
    }
  
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
  
}

其中，注解@Entity用来标记该类是一个JPA实体类，并使用了注解@Table指定关联的数据库的表名；注解@Id用来定义记录的唯一标识，并结合注解@GeneratedValue将其设置为自动生成。  

数据持久化

使用 JPA 进行数据持久化有两种实现方式。

  • 方式一：使用Spring Data JPA 提供的接口默认实现,
  • 方式二：自定义符合Spring Data JPA规则的查询方法，由框架将其自动解析为SQL。

使用Spring Data JPA接口（方式一）

Spring Data JPA提供了一些实现了基本的数据库操作的接口类，如下图所示。 

CrudRepository

 

 

 CrudRepository提供了一些简单的增删查改功能，接口定义如下。 

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package org.springframework.data.repository;
  
import java.io.Serializable;
  
@NoRepositoryBean
public interface CrudRepository<T, ID extends Serializable> extends Repository<T, ID> {
  
    <S extends T> S save(S entity); // 保存并返回（修改后的）实体
  
    <S extends T> Iterable<S> save(Iterable<S> entities); // 保存并返回（修改后的）实体集合
  
    T findOne(ID id); // 根据ID获取实体
  
    boolean exists(ID id); // 判断指定ID的实体是否存在
  
    Iterable<T> findAll(); // 查询所有实体
  
    Iterable<T> findAll(Iterable<ID> ids); // 根据ID集合查询实体
  
    long count(); // 获取实体的数量
  
    void delete(ID id); // 删除指定ID的实体
  
    void delete(T entity); // 删除实体
  
    void delete(Iterable<? extends T> entities); // 删除实体集合
  
    void deleteAll(); // 删除所有实体
}

PagingAndSortingRepository

 

 

 PagingAndSortingRepository继承于CrudRepository，除了具有CrudRepository接口的能力外，还新增了分页和排序的功能，接口定义如下。 

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package org.springframework.data.repository;
  
import java.io.Serializable;
  
import org.springframework.data.domain.Page;
import org.springframework.data.domain.Pageable;
import org.springframework.data.domain.Sort;
  
@NoRepositoryBean
public interface PagingAndSortingRepository<T, ID extends Serializable> extends CrudRepository<T, ID> {
  
    Iterable<T> findAll(Sort sort); // 查询所有实体并排序
  
    Page<T> findAll(Pageable pageable); // 分页查询实体
}

JpaRepository

 

 

 JpaRepository继承于PagingAndSortingRepository，所以它传递性地拥有了以上接口的所有方法，同时，它还继承了另外一个QueryByExampleExecutor接口，拥有了该接口匹配指定样例的能力，JpaRepository接口定义如下。 

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package org.springframework.data.jpa.repository;
  
import java.io.Serializable;
import java.util.List;
  
import javax.persistence.EntityManager;
  
import org.springframework.data.domain.Example;
import org.springframework.data.domain.Sort;
import org.springframework.data.repository.NoRepositoryBean;
import org.springframework.data.repository.PagingAndSortingRepository;
import org.springframework.data.repository.query.QueryByExampleExecutor;
  
@NoRepositoryBean
public interface JpaRepository<T, ID extends Serializable>
        extends PagingAndSortingRepository<T, ID>, QueryByExampleExecutor<T> {
  
    List<T> findAll(); // 查询所有实体
  
    List<T> findAll(Sort sort); // 查询所有实体并排序
  
    List<T> findAll(Iterable<ID> ids); // 根据ID集合查询实体
  
    <S extends T> List<S> save(Iterable<S> entities); // 保存并返回（修改后的）实体集合
  
    void flush(); // 提交事务
  
    <S extends T> S saveAndFlush(S entity); // 保存实体并立即提交事务
  
    void deleteInBatch(Iterable<T> entities); // 批量删除实体集合
  
    void deleteAllInBatch();// 批量删除所有实体
  
    T getOne(ID id); // 根据ID查询实体
  
    @Override
    <S extends T> List<S> findAll(Example<S> example); // 查询与指定Example匹配的所有实体
  
    @Override
    <S extends T> List<S> findAll(Example<S> example, Sort sort);// 查询与指定Example匹配的所有实体并排序
  
}

QueryByExampleExecutor

 

 

 QueryByExampleExecutor接口允许开发者根据给定的样例执行查询操作，接口定义如下。 

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package org.springframework.data.repository.query;
  
import org.springframework.data.domain.Example;
import org.springframework.data.domain.Page;
import org.springframework.data.domain.Pageable;
import org.springframework.data.domain.Sort;
  
public interface QueryByExampleExecutor<T> {
  
    <S extends T> S findOne(Example<S> example); // 查询与指定Example匹配的唯一实体
  
    <S extends T> Iterable<S> findAll(Example<S> example); // 查询与指定Example匹配的所有实体
  
    <S extends T> Iterable<S> findAll(Example<S> example, Sort sort); // 查询与指定Example匹配的所有实体并排序
  
    <S extends T> Page<S> findAll(Example<S> example, Pageable pageable);// 分页查询与指定Example匹配的所有实体
  
    <S extends T> long count(Example<S> example); // 查询与指定Example匹配的实体数量
  
    <S extends T> boolean exists(Example<S> example); // 判断与指定Example匹配的实体是否存在
}

以部门实体资源库接口DepartmentRepository为例，只需继承CrudRepository接口便会自动拥有基础的增删查改功能，无须编写一条SQL。  

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@Repository
public interface DepartmentRepository extends CrudRepository<Department, Long> {
  
}

自定义查询方法（方式二）

除了可以直接使用Spring Data JPA接口提供的基础功能外，Spring Data JPA还允许开发者自定义查询方法，对于符合以下命名规则的方法，Spring Data JPA能够根据其方法名为其自动生成SQL，除了使用示例中的 find 关键字，还支持的关键字有：query、get、read、count、delete等。 

 

 另外，Spring Data JPA 还提供了对分页查询、自定义SQL、查询指定N条记录、联表查询等功能的支持，以员工实体资源库接口EmployeeRepository为例，功能代码示意如下。 

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@Repository
public interface EmployeeRepository extends JpaRepository<Employee, Long> {
  
    /**
     * 根据部门ID获取员工数量
     */
    int countByDepartmentId(Long departmentId);
  
    /**
     * 根据部门ID分页查询
     */
    Page<Employee> queryByDepartmentId(Long departmentId, Pageable pageable);
  
    /**
     * 根据员工ID升序查询前10条
     */
    List<Employee> readTop10ByOrderById();
  
    /**
     * 根据员工姓名取第一条记录
     */
    Employee getFirstByName(String name, Sort sort);
  
    /**
     * 联表查询
     */
    @Query("select e.id as employeeId,e.name as employeeName,d.id as departmentId,d.name as departmentName from Employee e , Department d where e.id= ?1 and d.id= ?2")
    EmployeeDetail getEmployeeJoinDepartment(Long eid, Long did);
  
    /**
     * 修改指定ID员工的姓名
     */
    @Modifying
    @Transactional(timeout = 10)
    @Query("update Employee e set e.name = ?1 where e.id = ?2")
    int modifyEmployeeNameById(String name, Long id);
  
    /**
     * 删除指定ID的员工
     */
    @Transactional(timeout = 10)
    @Modifying
    @Query("delete from Employee where id = ?1")
    void deleteById(Long id);
  
}

JUnit测试

为例验证上面接口的正确性，我们使用JUnit来进行测试，先增加一个JPA的配置类，代码如下。 

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@Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
@Configuration
@EnableTransactionManagement(proxyTargetClass = true)
@EnableJpaRepositories(basePackages = {"com.pengjunlee.repository"})
@EntityScan(basePackages = {"com.pengjunlee.entity"})
@EnableAutoConfiguration
public class JpaConfiguration {
  
    @Bean
    PersistenceExceptionTranslationPostProcessor persistenceExceptionTranslationPostProcessor() {
        return new PersistenceExceptionTranslationPostProcessor();
    }
}

其中，@EnableTransactionManagement注解用来启用JPA事务管理，@EnableJpaRepositories注解用来启用JPA资源库发现，@EntityScan注解用来启用实体发现。

配置类定义好之后，编写一个JUnit Test Case测试程序。  

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@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration(classes = JpaConfiguration.class)
@TestPropertySource(locations = { "classpath:application.properties" })
public class JpaTest {
  
    @Autowired
    DepartmentRepository departmentRepository;
  
    @Autowired
    EmployeeRepository employeeRepository;
  
    @Test
    public void addDepartmentTest() {
  
    }
  
    @Test
    public void initData() {
        // 清空员工表中的数据
        employeeRepository.deleteAll();
        // 清空部门表中的数据
        departmentRepository.deleteAll();
        // 部门表中添加一个开发部
        Department dept1 = new Department();
        dept1.setName("开发部");
        departmentRepository.save(dept1);
        // 部门表中添加一个测试部
        Department dept2 = new Department();
        dept2.setName("测试部");
        departmentRepository.save(dept2);
  
        String[] names = new String[] { "lucy", "tom", "hanmeime", "jacky", "francky", "lilly", "xiaoming", "smith",
                "walt", "sherry" };
        // 员工表中增加10条记录
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Employee emp = new Employee();
            emp.setName(names[i]);
            if (i < 5) {
                emp.setDepartment(dept1);
            } else {
                emp.setDepartment(dept2);
            }
            employeeRepository.save(emp);
        }
    }
  
    @Test
    public void testCountByDepartmentId() {
        int count = employeeRepository.countByDepartmentId(19L);
        System.out.println(count);
    }
  
    @Test
    public void testQueryByDepartmentId() {
        Pageable pageable = new PageRequest(0, 10, new Sort(Sort.Direction.ASC, "name"));
        Page<Employee> emps = employeeRepository.queryByDepartmentId(19L, pageable);
  
        for (Employee emp : emps.getContent()) {
            System.out.println("员工姓名：" + emp.getName() + "，所属部门：" + emp.getDepartment().getName());
        }
    }
  
    @Test
    public void testReadTop10ByOrderById() {
        List<Employee> emps = employeeRepository.readTop10ByOrderById();
        for (Employee emp : emps) {
            System.out.println("员工姓名：" + emp.getName() + "，所属部门：" + emp.getDepartment().getName());
        }
    }
  
    @Test
    public void testGetFirstByName() {
        Employee emp = employeeRepository.getFirstByName("xiaoming", new Sort(Direction.ASC, "id"));
        System.out.println("员工姓名：" + emp.getName() + "，所属部门：" + emp.getDepartment().getName());
    }
  
    @Test
    public void testGetEmployeeJoinDepartment() {
        EmployeeDetail empDetail = employeeRepository.getEmployeeJoinDepartment(5L, 19L);
        System.out.println("员工姓名：" + empDetail.getEmployeeName() + "，部门名称：" + empDetail.getDepartmentName());
    }
  
    @Test
    public void testModifyEmployeeNameById() {
        employeeRepository.modifyEmployeeNameById("chris", 5L);
    }
  
    @Test
    public void testDeleteById() {
        employeeRepository.deleteById(11L);
    }
}

 

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