Spring Data JPA实现数据持久化过程详解

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和@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：

GenerationType.IDENTITY：主键由数据库自动生成（适用于 MySQL、PostgreSQL 等关系型数据库）。
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。
GenerationType.SEQUENCE：通过序列生成主键（适用于 Oracle 数据库）。
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Equals、GreaterThan、LessThan、IsNotNull等。
[连接符]：表示连接条件的连接符，如And、Or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

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：

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。

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。

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。