使用 Java 持久化 API

我們通過為自行車商店構(gòu)建示例應(yīng)用程序來學(xué)習(xí)如何使用 JPA。-- Stephon Brown（作者）

對應(yīng)用開發(fā)者來說， JAVA 持久化 API(Java Persistence API)（JPA）是一項(xiàng)重要的 java 功能，需要透徹理解。它為 Java 開發(fā)人員定義了如何將對象的方法調(diào)用轉(zhuǎn)換為訪問、持久化及管理存儲在 NoSQL 和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)的方案。

本文通過構(gòu)建自行車借貸服務(wù)的教程示例來詳細(xì)研究 JPA。此示例會使用 Spring Boot 框架、MongoDB 數(shù)據(jù)庫（已經(jīng)不開源）和 Maven 包管理來構(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。

此教程僅從開源的角度來介紹 Java 持久化 API 的工作原理，不涉及其作為工具的使用說明。這全是關(guān)于編寫應(yīng)用程序模式的學(xué)習(xí)，但對于理解具體的軟件實(shí)現(xiàn)也很益處。可以從我的 GitHub 倉庫來獲取相關(guān)代碼。

Java: 不僅僅是“豆子”

Java 是一門面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，自 1996 年發(fā)布第一版 Java 開發(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。簡而言之，和 linux 內(nèi)核很相似，自發(fā)布以來，該語言已經(jīng)向多個(gè)方向分支發(fā)展。有對社區(qū)免費(fèi)的標(biāo)準(zhǔn)版本、有針對企業(yè)的企業(yè)版本及由多家供應(yīng)商提供的開源替代品。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 的開源實(shí)現(xiàn) JDK 11 。因其是仍然有效的長期支持版本之一。

Spring Boot 是由 Pivotal 公司開發(fā)的大型 Spring 框架的一個(gè)模塊。Spring 是 Java 開發(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)建各種類型的 Java 項(xiàng)目提供了基本的配置。本教程使用 Spring Boot 來快速編寫控制臺應(yīng)用程序并針對數(shù)據(jù)庫編寫測試用例。
Maven 是由 Apache 開發(fā)的項(xiàng)目/包管理工具。Maven 通過 POM.xml 文件來管理包及其依賴項(xiàng)。如果你使用過 NPM 的話，可能會非常熟悉包管理器的功能。此外 Maven 也用來進(jìn)行項(xiàng)目構(gòu)建及生成功能報(bào)告。
Lombok 是一個(gè)庫，它通過在對象文件里面添加注解來自動創(chuàng)建 getters/setters 方法。像 C# 這些語言已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了此功能，Lombok 只是把此功能引入 Java 語言而已。
NetBeans 是一款很流行的開源 IDE，專門用于 Java 開發(fā)。它的許多工具都隨著 Java SE 和 EE 的版本更新而更新。

我們會用這組工具為一個(gè)虛構(gòu)自行車商店創(chuàng)建一個(gè)簡單的應(yīng)用程序。會實(shí)現(xiàn)對 Customer 和 Bike 對象集合的的插入操作。

釀造完美

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

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

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

模型層概要

在項(xiàng)目里面，模型(model)代表從數(shù)據(jù)庫里取出的信息的具體對象。我們關(guān)注兩個(gè)對象：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 類對象文件。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 @Setterpublic 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 @Setterpublic class Bike {private @Id String id;private String modelNumber;private String color;private String description;@Overridepublic String toString() {return "This bike model is " + this.modelNumber + " is the color " + this.color + " and is " + description;}}

Bike.java

如你所見，對象中使用 Lombok 注解來為定義的屬性(properties)/ 特性(attributes)生成 getters/setters 方法。如果你不想對該類的所有特性都生成 getters/setters 方法，可以在屬性上專門定義這些注解。這兩個(gè)類會變成容器，里面攜帶有數(shù)據(jù)，無論在何處想顯示信息都可以使用。

配置數(shù)據(jù)庫

我使用 Mongo Docker 容器來進(jìn)行此次測試。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，然后按照安裝說明來安裝 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)動程序來與新的 MongoDB 服務(wù)器進(jìn)行交互。到目前為止，可以開始定義數(shù)據(jù)層了，用來拉取、轉(zhuǎn)換和持久化數(shù)據(jù)。需要設(shè)置數(shù)據(jù)庫訪問屬性，請導(dǎo)航到程序中的 Applications.properties 文件，然后添加如下內(nèi)容：

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

定義數(shù)據(jù)訪問對象/數(shù)據(jù)訪問層

數(shù)據(jù)訪問層(data access layer)（DAL）中的數(shù)據(jù)訪問對象(data access objects)（DAO）定義了與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)的交互過程。令人驚嘆的就是在使用 spring-boot-starter 后，查詢數(shù)據(jù)庫的大部分工作已經(jīng)完成。

讓我們從 Customer DAO 開始。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>{@Overridepublic List<Customer> findAll();public List<Customer> findByFirstName(String firstName);public List<Customer> findByLastName(String lastName);}

這個(gè)類是一個(gè)接口，擴(kuò)展或繼承于 MongoRepository 類，而 MongoRepository 類依賴于 DTO （Customer.java）和一個(gè)字符串，它們用來實(shí)現(xiàn)自定義函數(shù)查詢功能。因?yàn)槟阋牙^承自此類，所以你可以訪問許多方法函數(shù)，這些函數(shù)允許持久化和查詢對象，而無需實(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，也可以重寫這些函數(shù)。我創(chuàng)建了一些自定義查詢來搜索我的集合，這些集合對象是我自定義的元素。

Bike 對象也有一個(gè)存儲源負(fù)責(zé)與數(shù)據(jù)庫交互。與 CustomerRepository 的實(shí)現(xiàn)非常類似。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);@Overridepublic 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，具體取決于你的應(yīng)用程序名稱，但都會包含有 “application” ）。在定義此類的地方，在后面加上 implements CommandLineRunner。這將允許你實(shí)現(xiàn) run 方法來創(chuàng)建命令行應(yīng)用程序。重寫 CommandLineRunner 接口提供的 run 方法，并包含如下內(nèi)容用來測試 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;@SpringBootApplicationpublic class JavaMongoApplication implements CommandLineRunner {@Autowiredprivate BikeRepository bikeRepo;private CustomerRepository custRepo;public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(JavaMongoApplication.class, args);}@Overridepublic 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 注解會自動依賴注入 BikeRepository 和 CustomerRepository Bean。我們將使用這些類來從數(shù)據(jù)庫持久化和采集數(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，并且能夠以最少的代碼執(zhí)行 CRUD 操作

結(jié)論

從諸如對象和類之類的編程語言概念轉(zhuǎn)換為用于在數(shù)據(jù)庫中存儲、檢索或更改數(shù)據(jù)的調(diào)用對于構(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)庫呢？請?jiān)谠u論中分享。

via: https://opensource.com/article/19/10/using-java-persistence-api

作者： Stephon Brown 選題： lujun9972 譯者： runningwater 校對： wxy

本文由 LCTT 原創(chuàng)編譯， Linux中國榮譽(yù)推出