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4.9 使用SQL数据库

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2023-12-01

Spring Framework为使用SQL数据库提供了广泛的支持，从使用JdbcTemplate的直接JDBC访问到完成“对象关系映射”技术（如Hibernate）。 Spring Data提供了更多级别的功能：直接从接口创建存储库实现，并使用约定从方法名称生成查询。

4.9.1 配置数据源

Java的javax.sql.DataSource接口提供了一种处理数据库连接的标准方法。 传统上，“DataSource”使用URL和一些凭据来建立数据库连接。

有关更多高级示例，请参阅“操作方法”部分，通常可以完全控制DataSource的配置。

4.9.1.1 嵌入式数据库支持

通过使用内存中的嵌入式数据库来开发应用程序通常很方便。 显然，内存数据库不提供持久存储。 您需要在应用程序启动时填充数据库，并准备在应用程序结束时丢弃数据。

“操作方法”部分包含有关如何初始化数据库的部分。

Spring Boot可以自动配置嵌入式H2，HSQL和Derby数据库。 您无需提供任何连接URL。 您只需要包含要使用的嵌入式数据库的构建依赖项。

如果您在测试中使用此功能，您可能会注意到整个测试套件都会重复使用相同的数据库，而不管您使用的应用程序上下文的数量。 如果要确保每个上下文都有一个单独的嵌入式数据库，则应将spring.datasource.generate-unique-name设置为true。

例如，典型的POM依赖关系如下：

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

您需要依赖spring-jdbc才能自动配置嵌入式数据库。 在这个例子中，它通过spring-boot-starter-data-jpa传递。

 

如果由于某种原因，您确实为嵌入式数据库配置了连接URL，请注意确保禁用数据库的自动关闭。 如果使用H2，则应使用DB_CLOSE_ON_EXIT = FALSE来执行此操作。 如果使用HSQLDB，则应确保不使用shutdown = true。 禁用数据库的自动关闭可以在数据库关闭时进行Spring Boot控制，从而确保在不再需要访问数据库时发生。

4.9.1.2 连接到生产数据库

还可以使用池化DataSource自动配置生产数据库连接。 Spring Boot使用以下算法来选择特定的实现：

  1. 我们更喜欢HikariCP的性能和并发性。 如果HikariCP可用，我们总是选择它。
  2. 否则，如果Tomcat池化DataSource可用，我们将使用它。
  3. 如果HikariCP和Tomcat池化数据源都不可用，并且Commons DBCP2可用，我们就会使用它。

如果使用spring-boot-starter-jdbc或spring-boot-starter-data-jpa“starters”，则会自动获得对HikariCP的依赖。

您可以完全绕过该算法，并通过设置spring.datasource.type属性指定要使用的连接池。 如果您在Tomcat容器中运行应用程序，这一点尤为重要，因为默认情况下会提供tomcat-jdbc。

 

始终可以手动配置其他连接池。 如果您定义自己的DataSource bean，则不会进行自动配置。

DataSource配置由spring.datasource.*中的外部配置属性控制。 例如，您可以在application.properties中声明以下部分：

spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost/test
spring.datasource.username=dbuser
spring.datasource.password=dbpass
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver

您至少应该通过设置spring.datasource.url属性来指定URL。 否则，Spring Boot会尝试自动配置嵌入式数据库。

 

您通常不需要指定driver-class-name，因为Spring Boot可以从url中为大多数数据库推断出它。

 

对于要创建的DataSource池，我们需要能够验证有效的Driver类是否可用，因此我们在执行任何操作之前检查它。 换句话说，如果设置spring.datasource.driver-class-name = com.mysql.jdbc.Driver，那么该类必须是可加载的。

有关更多受支持的选项，请参阅DataSourceProperties。 无论实际实施如何，这些都是标准选项。 也可以使用各自的前缀（spring.datasource.hikari.*，spring.datasource.tomcat.和spring.datasource.dbcp2.）来微调特定于实现的设置。 有关更多详细信息，请参阅您正在使用的连接池实现的文档。

例如，如果使用Tomcat连接池，则可以自定义许多其他设置，如以下示例所示：

# Number of ms to wait before throwing an exception if no connection is available.
spring.datasource.tomcat.max-wait=10000

# Maximum number of active connections that can be allocated from this pool at the same time.
spring.datasource.tomcat.max-active=50

# Validate the connection before borrowing it from the pool.
spring.datasource.tomcat.test-on-borrow=true

4.9.1.3 连接到JNDI数据源

如果将Spring Boot应用程序部署到Application Server，则可能需要使用Application Server的内置功能配置和管理DataSource，并使用JNDI访问它。

spring.datasource.jndi-name属性可用作spring.datasource.url，spring.datasource.username和spring.datasource.password属性的替代，以从特定JNDI位置访问DataSource。 例如，application.properties中的以下部分显示了如何访问JBoss AS定义的DataSource：

spring.datasource.jndi-name=java:jboss/datasources/customers

4.9.2 使用JdbcTemplate

Spring的JdbcTemplate和NamedParameterJdbcTemplate类是自动配置的，您可以将它们直接@Autowire到您自己的bean中，如以下示例所示：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class MyBean {

	private final JdbcTemplate jdbcTemplate;

	@Autowired
	public MyBean(JdbcTemplate jdbcTemplate) {
		this.jdbcTemplate = jdbcTemplate;
	}

	// ...

}

您可以使用spring.jdbc.template.*属性自定义模板的某些属性，如以下示例所示：

spring.jdbc.template.max-rows=500

NamedParameterJdbcTemplate在后台重用相同的JdbcTemplate实例。 如果定义了多个JdbcTemplate且不存在主要候选项，则不会自动配置NamedParameterJdbcTemplate。

4.9.3 JPA 和 Spring Data JPA

Java Persistence API是一种标准技术，可让您将对象“映射”到关系数据库。 spring-boot-starter-data-jpa POM提供了一种快速入门方式。 它提供以下关键依赖项：

  • Hibernate：最受欢迎的JPA实现之一。
  • Spring Data JPA：使实现基于JPA的存储库变得容易。
  • Spring ORMs：Spring Framework的核心ORM支持。

我们不会在这里详细介绍JPA或Spring Data。 您可以按照spring.io中的“使用JPA访问数据”指南阅读Spring Data JPA和Hibernate参考文档。

4.9.3.1 实体类

传统上，JPA“Entity”类在persistence.xml文件中指定。 使用Spring Boot，此文件不是必需的，而是使用“实体扫描”。 默认情况下，将搜索主配置类（使用@EnableAutoConfiguration或@SpringBootApplication注释的那个）下的所有包。

任何使用@Entity，@Embeddable或@MappedSuperclass注释的类都被考虑在内。 典型的实体类类似于以下示例：

package com.example.myapp.domain;

import java.io.Serializable;
import javax.persistence.*;

@Entity
public class City implements Serializable {

	@Id
	@GeneratedValue
	private Long id;

	@Column(nullable = false)
	private String name;

	@Column(nullable = false)
	private String state;

	// ... additional members, often include @OneToMany mappings

	protected City() {
		// no-args constructor required by JPA spec
		// this one is protected since it shouldn't be used directly
	}

	public City(String name, String state) {
		this.name = name;
		this.state = state;
	}

	public String getName() {
		return this.name;
	}

	public String getState() {
		return this.state;
	}

	// ... etc

}

您可以使用@EntityScan批注自定义实体扫描位置。 请参阅“9.9.4 从Spring配置中分离@Entity定义”。

4.9.3.2 Spring Data JPA Repositories

Spring Data JPA存储库是您可以定义以访问数据的接口。 JPA查询是从您的方法名称自动创建的。 例如，CityRepository接口可能会声明findAllByState(String state)方法以查找给定状态中的所有城市。

对于更复杂的查询，可以使用Spring Data Query批注对方法进行批注。

Spring Data存储库通常从Repository或CrudRepository接口扩展。 如果使用自动配置，则会从包含主配置类（使用@EnableAutoConfiguration或@SpringBootApplication注释的那个）的包中搜索存储库。

以下示例显示了典型的Spring Data存储库接口定义：

package com.example.myapp.domain;

import org.springframework.data.domain.*;
import org.springframework.data.repository.*;

public interface CityRepository extends Repository<City, Long> {

	Page<City> findAll(Pageable pageable);

	City findByNameAndStateAllIgnoringCase(String name, String state);

}

Spring Data JPA存储库支持三种不同的引导模式：default，deferred和lazy。 要启用延迟或延迟引导，请将spring.data.jpa.repositories.bootstrap-mode分别设置为deferred或lazy。 使用延迟或延迟引导时，自动配置的EntityManagerFactoryBuilder将使用上下文的AsyncTaskExecutor（如果有）作为引导程序执行程序。 如果存在多个，则将使用名为applicationTaskExecutor的那个。

我们几乎没有涉及Spring Data JPA的皮毛。 有关完整的详细信息，请参阅Spring Data JPA参考文档。

4.9.3.3 创建和删除JPA数据库

默认情况下，仅当您使用嵌入式数据库（H2，HSQL或Derby）时，才会自动创建JPA数据库。 您可以使用spring.jpa.*属性显式配置JPA设置。 例如，要创建和删除表，可以将以下行添加到application.properties：

spring.jpa.hibernate.ddl-auto=create-drop

Hibernate自己的内部属性名称（如果你碰巧记得更好）是hibernate.hbm2ddl.auto。 您可以使用spring.jpa.properties.*（在将它们添加到实体管理器之前剥离前缀）来设置它以及其他Hibernate本机属性。 以下行显示了为Hibernate设置JPA属性的示例：

spring.jpa.properties.hibernate.globally_quoted_identifiers=true

前面示例中的行将hibernate.globally_quoted_identifiers属性的值传递给Hibernate实体管理器。

默认情况下，DDL执行（或验证）将延迟到ApplicationContext启动。 还有一个spring.jpa.generate-ddl标志，但如果Hibernate自动配置处于活动状态，则不会使用它，因为ddl-auto设置更精细。

4.9.3.4 在View中打开EntityManager

如果您正在运行Web应用程序，Spring Boot默认会注册OpenEntityManagerInViewInterceptor以应用“在视图中打开EntityManager”模式，以允许在Web视图中进行延迟加载。 如果您不想要此行为，则应在application.properties中将spring.jpa.open-in-view设置为false。

4.9.4 Spring Data JDBC

Spring Data包含对JDBC的存储库支持，并将自动为CrudRepository上的方法生成SQL。 对于更高级的查询，提供了@Query注释。

当必要的依赖项在类路径上时，Spring Boot将自动配置Spring Data的JDBC存储库。 它们可以通过spring-boot-starter-data-jdbc的单一依赖项添加到项目中。 如有必要，可以通过将@EnableJdbcRepositories批注或JdbcConfiguration子类添加到应用程序来控制Spring Data JDBC的配置。

有关Spring Data JDBC的完整详细信息，请参阅参考文档。

4.9.5 使用 H2’s Web控制台

H2数据库提供了一个基于浏览器的控制台，Spring Boot可以为您自动配置。 满足以下条件时，将自动配置控制台：

  • 您正在开发基于servlet的Web应用程序。
  • com.h2database：h2在类路径上。
  • 您正在使用Spring Boot的开发人员工具。

如果您没有使用Spring Boot的开发人员工具但仍想使用H2的控制台，则可以使用值true配置spring.h2.console.enabled属性。

 

H2控制台仅用于开发期间，因此您应该注意确保spring.h2.console.enabled在生产中未设置为true。

4.9.5.1 更改H2控制台的路径

默认情况下，控制台位于/h2-console。 您可以使用spring.h2.console.path属性自定义控制台的路径。

4.9.6 使用jOOQ

Java面向对象查询（jOOQ）是Data Geekery的一个流行产品，它从您的数据库生成Java代码，并允许您通过其Stream的API构建类型安全的SQL查询。 商业版和开源版都可以与Spring Boot一起使用。

4.9.6.1 代码生成

为了使用jOOQ类型安全查询，您需要从数据库模式生成Java类。 您可以按照jOOQ用户手册中的说明进行操作。 如果您使用jooq-codegen-maven插件并且还使用spring-boot-starter-parent“父POM”，则可以安全地省略插件的标记。 您还可以使用Spring Boot定义的版本变量（例如h2.version）来声明插件的数据库依赖性。 以下清单显示了一个示例：

<plugin>
	<groupId>org.jooq</groupId>
	<artifactId>jooq-codegen-maven</artifactId>
	<executions>
		...
	</executions>
	<dependencies>
		<dependency>
			<groupId>com.h2database</groupId>
			<artifactId>h2</artifactId>
			<version>${h2.version}</version>
		</dependency>
	</dependencies>
	<configuration>
		<jdbc>
			<driver>org.h2.Driver</driver>
			<url>jdbc:h2:~/yourdatabase</url>
		</jdbc>
		<generator>
			...
		</generator>
	</configuration>
</plugin>

4.9.6.2 使用DSLContext

jOOQ提供的Stream API通过org.jooq.DSLContext接口启动。 Spring Boot将DSLContext自动配置为Spring Bean并将其连接到您的应用程序DataSource。 要使用DSLContext，您可以@Autowire它，如以下示例所示：

@Component
public class JooqExample implements CommandLineRunner {

	private final DSLContext create;

	@Autowired
	public JooqExample(DSLContext dslContext) {
		this.create = dslContext;
	}

}

jOOQ手册倾向于使用名为create的变量来保存DSLContext。

然后，您可以使用DSLContext构建查询，如以下示例所示：

public List<GregorianCalendar> authorsBornAfter1980() {
	return this.create.selectFrom(AUTHOR)
		.where(AUTHOR.DATE_OF_BIRTH.greaterThan(new GregorianCalendar(1980, 0, 1)))
		.fetch(AUTHOR.DATE_OF_BIRTH);
}

4.9.6.3 jOOQ数据库方言

除非已配置spring.jooq.sql-dialect属性，否则Spring Boot会确定要用于数据源的SQL方言。 如果Spring Boot无法检测到方言，则使用DEFAULT。

Spring Boot只能自动配置开源版本的jOOQ支持的方言.

4.9.6.4 自定义jOOQ

通过定义自己的@Bean定义可以实现更高级的自定义，这些定义在创建jOOQ配置时使用。 您可以为以下jOOQ类型定义bean：

  • ConnectionProvider
  • ExecutorProvider
  • TransactionProvider
  • RecordMapperProvider
  • RecordUnmapperProvider
  • RecordListenerProvider
  • ExecuteListenerProvider
  • VisitListenerProvider
  • TransactionListenerProvider

如果要完全控制jOOQ配置，还可以创建自己的org.jooq.Configuration @Bean。

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