使用Java持久化API

作者：Stephon Brown 2019-12-27 13:50:04

本文通過(guò)構(gòu)建自行車(chē)借貸服務(wù)的教程示例來(lái)詳細(xì)研究 JPA。

我們通過(guò)為自行車(chē)商店構(gòu)建示例應(yīng)用程序來(lái)學(xué)習(xí)如何使用 JPA。

對(duì)應(yīng)用開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，Java 持久化 APIJava Persistence API（JPA）是一項(xiàng)重要的 java 功能，需要透徹理解。它為 Java 開(kāi)發(fā)人員定義了如何將對(duì)象的方法調(diào)用轉(zhuǎn)換為訪問(wèn)、持久化及管理存儲(chǔ)在 NoSQL 和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)的方案。

本文通過(guò)構(gòu)建自行車(chē)借貸服務(wù)的教程示例來(lái)詳細(xì)研究 JPA。此示例會(huì)使用 Spring Boot 框架、MongoDB 數(shù)據(jù)庫(kù)（已經(jīng)不開(kāi)源）和 Maven 包管理來(lái)構(gòu)建一個(gè)大型應(yīng)用程序，并且構(gòu)建一個(gè)創(chuàng)建、讀取、更新和刪除（CRUD）層。這兒我選擇 NetBeans 11 作為我的 IDE。

此教程僅從開(kāi)源的角度來(lái)介紹 Java 持久化 API 的工作原理，不涉及其作為工具的使用說(shuō)明。這全是關(guān)于編寫(xiě)應(yīng)用程序模式的學(xué)習(xí)，但對(duì)于理解具體的軟件實(shí)現(xiàn)也很益處。可以從我的 GitHub 倉(cāng)庫(kù)來(lái)獲取相關(guān)代碼。

Java: 不僅僅是“豆子”

Java 是一門(mén)面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言，自 1996 年發(fā)布第一版 Java 開(kāi)發(fā)工具（JDK）起，已經(jīng)變化了很多很多。要了解其各種發(fā)展及其虛擬機(jī)本身就是一堂歷史課。簡(jiǎn)而言之，和 Linux 內(nèi)核很相似，自發(fā)布以來(lái)，該語(yǔ)言已經(jīng)向多個(gè)方向分支發(fā)展。有對(duì)社區(qū)免費(fèi)的標(biāo)準(zhǔn)版本、有針對(duì)企業(yè)的企業(yè)版本及由多家供應(yīng)商提供的開(kāi)源替代品。主要版本每六個(gè)月發(fā)布一次，其功能往往差異很大，所以確認(rèn)選用版本前得先做些研究。

總而言之，Java 的歷史很悠久。本教程重點(diǎn)介紹 Java 11 的開(kāi)源實(shí)現(xiàn) JDK 11。因其是仍然有效的長(zhǎng)期支持版本之一。

Spring Boot 是由 Pivotal 公司開(kāi)發(fā)的大型 Spring 框架的一個(gè)模塊。Spring 是 Java 開(kāi)發(fā)中一個(gè)非常流行的框架。它支持各種框架和配置，也為 WEB 應(yīng)用程序及安全提供了保障。Spring Boot 為快速構(gòu)建各種類(lèi)型的 Java 項(xiàng)目提供了基本的配置。本教程使用 Spring Boot 來(lái)快速編寫(xiě)控制臺(tái)應(yīng)用程序并針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)編寫(xiě)測(cè)試用例。
Maven 是由 Apache 開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目/包管理工具。Maven 通過(guò) POM.xml 文件來(lái)管理包及其依賴(lài)項(xiàng)。如果你使用過(guò) NPM 的話，可能會(huì)非常熟悉包管理器的功能。此外 Maven 也用來(lái)進(jìn)行項(xiàng)目構(gòu)建及生成功能報(bào)告。
Lombok 是一個(gè)庫(kù)，它通過(guò)在對(duì)象文件里面添加注解來(lái)自動(dòng)創(chuàng)建 getters/setters 方法。像 C# 這些語(yǔ)言已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了此功能，Lombok 只是把此功能引入 Java 語(yǔ)言而已。
NetBeans 是一款很流行的開(kāi)源 IDE，專(zhuān)門(mén)用于 Java 開(kāi)發(fā)。它的許多工具都隨著 Java SE 和 EE 的版本更新而更新。

我們會(huì)用這組工具為一個(gè)虛構(gòu)自行車(chē)商店創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序。會(huì)實(shí)現(xiàn)對(duì) Customer 和 Bike 對(duì)象集合的的插入操作。

釀造完美

導(dǎo)航到 Spring Initializr 頁(yè)面。該網(wǎng)站可以生成基于 Spring Boot 和其依賴(lài)項(xiàng)的基本項(xiàng)目。選擇以下選項(xiàng)：

項(xiàng)目： Maven 工程
語(yǔ)言： Java
Spring Boot： 2.1.8（或最穩(wěn)定版本）
項(xiàng)目元數(shù)據(jù)： 無(wú)論你使用什么名字，其命名約定都是像 com.stephb 這樣的。
- 你可以保留 Artifact 名字為 “Demo”。
依賴(lài)項(xiàng)： 添加：
- Spring Data MongoDB
- Lombok

點(diǎn)擊下載，然后用你的 IDE（例如 NetBeans）打開(kāi)此新項(xiàng)目。

模型層概要

在項(xiàng)目里面，模型model代表從數(shù)據(jù)庫(kù)里取出的信息的具體對(duì)象。我們關(guān)注兩個(gè)對(duì)象：Customer 和 Bike。首先，在 src 目錄創(chuàng)建 dto 目錄；然后，創(chuàng)建兩個(gè)名為 Customer.java 和 Bike.java 的 Java 類(lèi)對(duì)象文件。其結(jié)構(gòu)如下示：

package com.stephb.JavaMongo.dto;
 
import lombok.Getter;
import lombok.Setter;
import org.springframework.data.annotation.Id;
 
/**
 *
 * @author stephon
 */
@Getter @Setter
public class Customer {
 
        private @Id String id;
        private String emailAddress;
        private String firstName;
        private String lastName;
        private String address;
        
}

Customer.Java

package com.stephb.JavaMongo.dto;
 
import lombok.Getter;
import lombok.Setter;
import org.springframework.data.annotation.Id;
 
/**
 *
 * @author stephon
 */
@Getter @Setter
public class Bike {
        private @Id String id;
        private String modelNumber;
        private String color;
        private String description;
 
        @Override
        public String toString() {
                return "This bike model is " + this.modelNumber + " is the color " + this.color + " and is " + description;
        }
}

Bike.java

如你所見(jiàn)，對(duì)象中使用 Lombok 注解來(lái)為定義的屬性properties/特性attributes生成 getters/setters 方法。如果你不想對(duì)該類(lèi)的所有特性都生成 getters/setters 方法，可以在屬性上專(zhuān)門(mén)定義這些注解。這兩個(gè)類(lèi)會(huì)變成容器，里面攜帶有數(shù)據(jù)，無(wú)論在何處想顯示信息都可以使用。

配置數(shù)據(jù)庫(kù)

我使用 Mongo Docker 容器來(lái)進(jìn)行此次測(cè)試。如果你的系統(tǒng)上已經(jīng)安裝了 MongoDB，則不必運(yùn)行 Docker 實(shí)例。你也可以登錄其官網(wǎng)，選擇系統(tǒng)信息，然后按照安裝說(shuō)明來(lái)安裝 MongoDB。

安裝后，就可以使用命令行、GUI（例如 MongoDB Compass）或用于連接數(shù)據(jù)源的 IDE 驅(qū)動(dòng)程序來(lái)與新的 MongoDB 服務(wù)器進(jìn)行交互。到目前為止，可以開(kāi)始定義數(shù)據(jù)層了，用來(lái)拉取、轉(zhuǎn)換和持久化數(shù)據(jù)。需要設(shè)置數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)屬性，請(qǐng)導(dǎo)航到程序中的 applications.properties 文件，然后添加如下內(nèi)容：

spring.data.mongodb.host=localhost
spring.data.mongodb.port=27017
spring.data.mongodb.database=BikeStore

定義數(shù)據(jù)訪問(wèn)對(duì)象/數(shù)據(jù)訪問(wèn)層

數(shù)據(jù)訪問(wèn)層data access layer（DAL）中的數(shù)據(jù)訪問(wèn)對(duì)象data access objects（DAO）定義了與數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)的交互過(guò)程。令人驚嘆的就是在使用 spring-boot-starter 后，查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)的大部分工作已經(jīng)完成。

讓我們從 Customer DAO 開(kāi)始。在 src 下的新目錄 dao 中創(chuàng)建一個(gè)接口文件，然后再創(chuàng)建一個(gè)名為 CustomerRepository.java 的 Java 類(lèi)文件，其內(nèi)容如下示：

package com.stephb.JavaMongo.dao;
 
import com.stephb.JavaMongo.dto.Customer;
import java.util.List;
import org.springframework.data.mongodb.repository.MongoRepository;
 
/**
 *
 * @author stephon
 */
public interface CustomerRepository extends MongoRepository<Customer, String>{
        @Override
        public List<Customer> findAll();
        public List<Customer> findByFirstName(String firstName);
        public List<Customer> findByLastName(String lastName);
}

這個(gè)類(lèi)是一個(gè)接口，擴(kuò)展或繼承于 MongoRepository 類(lèi)，而 MongoRepository 類(lèi)依賴(lài)于 DTO （Customer.java）和一個(gè)字符串，它們用來(lái)實(shí)現(xiàn)自定義函數(shù)查詢(xún)功能。因?yàn)槟阋牙^承自此類(lèi)，所以你可以訪問(wèn)許多方法函數(shù)，這些函數(shù)允許持久化和查詢(xún)對(duì)象，而無(wú)需實(shí)現(xiàn)或引用自己定義的方法函數(shù)。例如，在實(shí)例化 CustomerRepository 對(duì)象后，你就可以直接使用 Save 函數(shù)。如果你需要擴(kuò)展更多的功能，也可以重寫(xiě)這些函數(shù)。我創(chuàng)建了一些自定義查詢(xún)來(lái)搜索我的集合，這些集合對(duì)象是我自定義的元素。

Bike 對(duì)象也有一個(gè)存儲(chǔ)源負(fù)責(zé)與數(shù)據(jù)庫(kù)交互。與 CustomerRepository 的實(shí)現(xiàn)非常類(lèi)似。其實(shí)現(xiàn)如下所示：

package com.stephb.JavaMongo.dao;
 
import com.stephb.JavaMongo.dto.Bike;
import java.util.List;
import org.springframework.data.mongodb.repository.MongoRepository;
 
/**
 *
 * @author stephon
 */
public interface BikeRepository extends MongoRepository<Bike,String>{
        public Bike findByModelNumber(String modelNumber);
        @Override
        public List<Bike> findAll();
        public List<Bike> findByColor(String color);
}

運(yùn)行程序

現(xiàn)在，你已經(jīng)有了一種結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的方式，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、轉(zhuǎn)換和持久化，然后運(yùn)行這個(gè)程序。

找到 Application.java 文件（有可能不是此名稱(chēng)，具體取決于你的應(yīng)用程序名稱(chēng)，但都會(huì)包含有 “application” ）。在定義此類(lèi)的地方，在后面加上 implements CommandLineRunner。這將允許你實(shí)現(xiàn) run 方法來(lái)創(chuàng)建命令行應(yīng)用程序。重寫(xiě) CommandLineRunner 接口提供的 run 方法，并包含如下內(nèi)容用來(lái)測(cè)試 BikeRepository ：

package com.stephb.JavaMongo;
 
import com.stephb.JavaMongo.dao.BikeRepository;
import com.stephb.JavaMongo.dao.CustomerRepository;
import com.stephb.JavaMongo.dto.Bike;
import java.util.Scanner;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.CommandLineRunner;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
 
 
@SpringBootApplication
public class JavaMongoApplication implements CommandLineRunner {
                @Autowired
                private BikeRepository bikeRepo;
                private CustomerRepository custRepo;
                
    public static void main(String[] args) {
                        SpringApplication.run(JavaMongoApplication.class, args);
    }
        @Override
        public void run(String... args) throws Exception {
                Scanner scan = new Scanner(System.in);
                String response = "";
                boolean running = true;
                while(running){
                        System.out.println("What would you like to create? \n C: The Customer \n B: Bike? \n X:Close");
                        response = scan.nextLine();
                        if ("B".equals(response.toUpperCase())) {
                                String[] bikeInformation = new String[3];
                                System.out.println("Enter the information for the Bike");
                                System.out.println("Model Number");
                                bikeInformation[0] = scan.nextLine();
                                System.out.println("Color");
                                bikeInformation[1] = scan.nextLine();
                                System.out.println("Description");
                                bikeInformation[2] = scan.nextLine();
 
                                Bike bike = new Bike();
                                bike.setModelNumber(bikeInformation[0]);
                                bike.setColor(bikeInformation[1]);
                                bike.setDescription(bikeInformation[2]);
 
                                bike = bikeRepo.save(bike);
                                System.out.println(bike.toString());
 
 
                        } else if ("X".equals(response.toUpperCase())) {
                                System.out.println("Bye");
                                running = false;
                        } else {
                                System.out.println("Sorry nothing else works right now!");
                        }
                }
                
        }
}

其中的 @Autowired 注解會(huì)自動(dòng)依賴(lài)注入 BikeRepository 和 CustomerRepository Bean。我們將使用這些類(lèi)來(lái)從數(shù)據(jù)庫(kù)持久化和采集數(shù)據(jù)。

已經(jīng)好了。你已經(jīng)創(chuàng)建了一個(gè)命令行應(yīng)用程序。該應(yīng)用程序連接到數(shù)據(jù)庫(kù)，并且能夠以最少的代碼執(zhí)行 CRUD 操作

結(jié)論

從諸如對(duì)象和類(lèi)之類(lèi)的編程語(yǔ)言概念轉(zhuǎn)換為用于在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)、檢索或更改數(shù)據(jù)的調(diào)用對(duì)于構(gòu)建應(yīng)用程序至關(guān)重要。Java 持久化 API（JPA）正是為 Java 開(kāi)發(fā)人員解決這一難題的重要工具。你正在使用 Java 操縱哪些數(shù)據(jù)庫(kù)呢？請(qǐng)?jiān)谠u(píng)論中分享。

責(zé)任編輯：龐桂玉來(lái)源： Linux中國(guó)

JavaAPI 代碼