Spring Data JPA:轻松实现数据持久化

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Spring Data JPA是一个流行的Java持久化框架,它在Java应用程序中提供了一种简单、一致和易于使用的方式来访问各种数据库。由于它的简单性和强大的功能,它已经成为许多开发人员的首选框架。通过使用Spring Data JPA,开发人员可以更快地开发应用程序,减少代码量,提高代码的可读性和可维护性。本文将介绍Spring Data JPA的基本概念和用法,并提供一个完整的实例,帮助您更好地理解它的使用方法和优势。

什么是Spring Data JPA

Spring Data JPA是Spring Framework的一个子项目,它提供了一种易于使用的方式来访问各种关系型数据库的数据。它通过将JPA(Java Persistence API)和Spring Framework的强大功能相结合,简化了数据库访问的复杂性,并提供了许多特性和工具,如基于注解的Repository模型、自动化查询、分页和排序支持、复杂查询DSL等。

Spring Data JPA的历史可以追溯到2011年,当时SpringSource(Spring Framework的开发公司)发布了一个名为“Spring Data JPA”的项目,旨在帮助开发人员更好地利用JPA规范进行数据持久化。此后,该项目得到了广泛的应用和认可,并在不断地发展和完善。目前,Spring Data JPA已成为Java开发人员中最流行的持久化框架之一,广泛应用于各种企业级应用程序和互联网应用程序中。

入门案例

准备数据


CREATE TABLE `user` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(255) NOT NULL,
  `email` varchar(255) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;


INSERT INTO `user` (`name`, `email`) VALUES
('刘德华', 'liudehua@qq.com'),
('张学友', 'zhangxueyou@qq.com'),
('黎明', 'liming@qq.com'),
('郭富城', 'guofucheng@qq.com'),
('梁朝伟', 'liangchaowei@qq.com');

添加依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
</dependency>

创建实体类

  
import lombok.Data;  
import javax.persistence.*;  
  
@Entity  
@Table(name = "user")  
@Data  
public class User {  
  
    @Id  
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)  
    private Long id;  
  
    @Column(nullable = false)  
    private String name;  
  
    @Column(nullable = false)  
    private String email;  
}

使用JPA注解@Entity@Table来标记该类为实体类,并指定映射的表名。@Id注解标记了实体类中的唯一标识符,@GeneratedValue注解指定了主键生成策略。同时,我们使用@Column注解指定了实体类中的字段名以及是否允许为空。

@Column注解

该注解可以应用在实体类的属性和Getter方法上。如果同时出现在属性和Getter方法上,以Getter方法上的注解为准。该注解的各个属性含义如下:

  • name:可选,用于指定数据库表字段名,默认值为属性名。
  • unique:可选,用于指定该字段是否唯一,默认值为false。
  • nullable:可选,用于指定该字段是否可空,默认值为true。
  • insertable:可选,用于指定在执行INSERT操作时是否插入该字段的值,默认值为true。
  • updatable:可选,用于指定在执行UPDATE操作时是否更新该字段的值,默认值为true。
  • columnDefinition:可选,用于指定该字段在数据库中的实际类型,如VARCHAR(255)、INTEGER等。默认情况下,根据属性类型自动生成。
  • table:可选,用于指定该字段所在的表名,默认值为主表。
  • length:可选,用于指定该字段的长度,仅在字段类型为字符串类型时生效,默认值为255。
  • precision:可选,用于指定该字段的精度,仅在字段类型为DECIMAL时生效,默认值为0。
  • scale:可选,用于指定该字段的小数位数,仅在字段类型为DECIMAL时生效,默认值为0。

@GeneratedValue 注解指定了主键生成策略。常见的主键生成策略有以下几种:

  1. GenerationType.IDENTITY:主键由数据库自动生成(适用于 MySQL、PostgreSQL 等关系型数据库)。

  2. GenerationType.AUTO:JPA 自动选择合适的策略,根据底层数据库自动选择主键生成策略。

  3. GenerationType.SEQUENCE:通过序列生成主键(适用于 Oracle 数据库)。

  4. GenerationType.TABLE:使用表模拟序列生成主键。

其中 GenerationType.IDENTITY 是最常用的主键生成策略,因为它简单易用且性能不错。如果你使用的是 MySQL、PostgreSQL 等数据库,则建议使用 GenerationType.IDENTITY 生成主键。如果你使用的是 Oracle 数据库,则可以考虑使用 GenerationType.SEQUENCE 生成主键。如果你使用的是其他数据库,则可以根据具体情况选择合适的主键生成策略。

创建Repository

public interface UserRepository extends JpaRepository<User,Long> {  
}

我们使用了JpaRepository接口,该接口提供了许多常用的持久化操作,如增加、删除、修改、查询等。我们只需要继承该接口,并指定实体类的类型和主键类型即可。

两个泛型 ,一个写实体类,一个写主键类型

find{By|FirstBy|AllBy}[属性名称][查询关键字][连接符][属性名称][查询关键字]...

  • By:表示该方法是一个查询方法,紧随其后的是查询条件的属性名称。
  • FirstBy:表示查询结果的第一条记录。
  • AllBy:表示查询所有符合条件的记录。
  • [属性名称]:表示查询条件的属性名称,属性名称要与实体类中的属性名称保持一致。
  • [查询关键字]:表示查询条件的关键字,如EqualsGreaterThanLessThanIsNotNull等。
  • [连接符]:表示连接条件的连接符,如AndOr等。
public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Long> {

    // 查询所有性别为男性的用户
    List<User> findByGender(String gender);

    // 查询用户名为指定值的用户
    User findByUsername(String username);

    // 查询用户名和密码都匹配的用户
    User findByUsernameAndPassword(String username, String password);

    // 查询用户年龄大于等于指定值且性别为指定值的用户
    List<User> findByAgeGreaterThanEqualAndGender(int age, String gender);

}

除此之外,还可以使用 @Query 注解自定义 JPQL 或 SQL 查询语句,例如:

@Query("SELECT u FROM User u WHERE u.username = :username")
User findByUsername(@Param("username") String username);

这个例子定义了一个自定义查询方法 findByUsername,使用 JPQL 查询语句查询用户对象。在方法上使用了 @Query 注解,并传入 JPQL 查询语句作为 value 值,其中 :username 是一个占位符,使用 @Param 注解标注其对应的方法参数。

还可以在 @Query 注解中使用原生 SQL 查询,例如:

@Query(value = "SELECT * FROM users WHERE username = :username", nativeQuery = true)
User findByUsername(@Param("username") String username);

这个例子定义了一个使用原生 SQL 查询的自定义查询方法 findByUsername。在 @Query 注解中将 nativeQuery 属性设置为 true,表示使用原生 SQL 查询,其中 :username 是一个占位符,使用 @Param 注解标注其对应的方法参数。

编写业务逻辑

@Service
public class UserService {
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    public List<User> findAll() {
        return userRepository.findAll();
    }

    public Optional<User> findById(Long id) {
        return userRepository.findById(id);
    }

    public User save(User user) {
        return userRepository.save(user);
    }

    public void deleteById(Long id) {
        userRepository.deleteById(id);
    }
}

编写控制器



@RestController
@RequestMapping("/users")
public class UserController {
    @Autowired
    private UserService userService;

    @GetMapping("all")
    public List<User> getAllUsers() {
        return userService.findAll();
    }

    @GetMapping("/{id}")
    public ResponseEntity<User> getUserById(@PathVariable Long id) {
        Optional<User> user = userService.findById(id);
        if (user.isPresent()) {
            return new ResponseEntity<>(user.get(), HttpStatus.OK);
        } else {
            return new ResponseEntity<>(HttpStatus.NOT_FOUND);
        }
    }

    @PostMapping
    public User addUser(@RequestBody User user) {
        return userService.save(user);
    }

    @DeleteMapping("/{id}")
    public ResponseEntity<Void> deleteUser(@PathVariable Long id) {
        userService.deleteById(id);
        return ResponseEntity.noContent().build();
    }
}

结果

image.png

配置文件详解

spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/mydb
    username: user
    password: pass
    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver

  jpa:
    database-platform: org.hibernate.dialect.MySQL8Dialect
    show-sql: true # 是否打印生成的 SQL 语句
    hibernate:
      ddl-auto: update # 应用启动时,自动更新数据库的表结构
    properties:
      hibernate:
        format_sql: true # 是否格式化打印 SQL 语句

hibernate.ddl-auto

hibernate.ddl-auto是一个Hibernate的配置属性,用于控制在应用启动时如何自动创建数据库模式(schema)。

其可选值包括:

  • validate:验证Hibernate的所有实体类是否与数据库中的表结构匹配,如果不匹配则抛出异常,不做任何修改。
  • update:根据Hibernate的实体类自动更新数据库模式(schema),不会删除数据,只会修改表结构和数据类型。
  • create:根据Hibernate的实体类自动创建数据库模式(schema),会删除旧表并重新创建新表,但不会删除表中的数据。
  • create-drop:根据Hibernate的实体类自动创建数据库模式(schema),在应用程序关闭时删除所有表和数据。
  • none:不进行自动数据库模式(schema)管理,需要手动管理数据库模式(schema)。

需要注意的是,hibernate.ddl-auto属性在生产环境下不应该使用,因为它可能会导致数据丢失和不可逆的表结构修改。在开发和测试环境下,它可以加快开发迭代速度和方便数据库模式(schema)的重建。

使用hibernate.ddl-auto属性中的create或者create-drop值可以让Hibernate根据实体类自动创建表。

jpa.database-platform

jpa.database-platform是Spring Data JPA中一个可选的配置项,用于指定要使用的数据库平台,以便在应用程序启动时创建或更新数据库时生成正确的SQL语句。该配置项需要指定一个数据库方言(database dialect)的类名或者Hibernate方言名称。

在默认情况下,Spring Data JPA会根据数据源的元数据信息自动检测使用的数据库类型和版本,并根据此信息自动选择合适的方言。但是,有些情况下自动检测可能无法正确识别数据库类型或版本,或者应用程序需要使用某些数据库特定的特性,这时候就需要手动指定方言。

jpa.database-platform的取值通常为一下三种类型:

  • Hibernate方言名称(如org.hibernate.dialect.MySQL5Dialect
  • 数据库方言类名(如com.mysql.cj.jdbc.Driver
  • Hibernate的方言实现类(如org.hibernate.dialect.MySQL8Dialect

如果不指定此配置项,Spring Data JPA会尝试根据数据源的元数据自动检测数据库类型和版本,并选择合适的方言。如果自动检测失败,可能会导致应用程序启动失败或生成的SQL语句无法正常执行。

需要注意的是,如果应用程序使用的是多个数据源,那么需要为每个数据源单独指定方言。可以通过在application.yaml中为每个数据源添加不同的jpa.database-platform配置项来实现。

spring data jpa与其他orm框架的对比

Spring Data JPA是一个基于Spring Framework的数据访问框架,封装了JPA规范,简化了JPA的使用,提供了一些常用的数据访问操作。

下面是Spring Data JPA与其他ORM框架的对比:

  1. Hibernate

Hibernate是一个流行的ORM框架,与JPA相比,它提供了更多的特性和灵活性,可以更好地处理复杂的映射关系和查询。但是,Hibernate使用起来相对复杂,需要处理更多的配置和细节。相比之下,Spring Data JPA更加简洁易用,适合快速开发和小型项目。

  1. MyBatis

MyBatis是一个轻量级的ORM框架,相比之下,它更加灵活,可以根据具体需求自定义SQL语句和映射关系。但是,使用MyBatis需要自己编写SQL语句,相对繁琐,而且需要自己处理一些细节。Spring Data JPA则提供了更加简便的操作,可以根据方法名自动生成SQL,使用起来更加方便。

  1. JOOQ

JOOQ是一个基于Java的SQL构建器和ORM框架,它提供了类型安全的SQL构建和查询,可以生成可维护的Java代码。相比之下,Spring Data JPA更加简单易用,可以省去编写SQL的麻烦,但是相对缺少类型安全性和可维护性。

总之,Spring Data JPA适合快速开发和小型项目,能够极大地简化数据访问操作,减少代码量,但是相对缺少灵活性和复杂映射关系的处理能力。而Hibernate和MyBatis则更加灵活,可以处理更复杂的场景,但需要更多的配置和细节处理。