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Java

使用 Java 持久化 API

对应用开发者来说,Java 持久化 APIJava Persistence API(JPA)是一项重要的 java 功能,需要透彻理解。它为 Java 开发人员定义了如何将对象的方法调用转换为访问、持久化及管理存储在 NoSQL 和关系型数据库中的数据的方案。

本文通过构建自行车借贷服务的教程示例来详细研究 JPA。此示例会使用 Spring Boot 框架、MongoDB 数据库(已经不开源)和 Maven 包管理来构建一个大型应用程序,并且构建一个创建、读取、更新和删除(CRUD)层。这儿我选择 NetBeans 11 作为我的 IDE。

此教程仅从开源的角度来介绍 Java 持久化 API 的工作原理,不涉及其作为工具的使用说明。这全是关于编写应用程序模式的学习,但对于理解具体的软件实现也很益处。可以从我的 GitHub 仓库来获取相关代码。

Java: 不仅仅是“豆子”

Java 是一门面向对象的编程语言,自 1996 年发布第一版 Java 开发工具(JDK)起,已经变化了很多很多。要了解其各种发展及其虚拟机本身就是一堂历史课。简而言之,和 Linux 内核很相似,自发布以来,该语言已经向多个方向分支发展。有对社区免费的标准版本、有针对企业的企业版本及由多家供应商提供的开源替代品。主要版本每六个月发布一次,其功能往往差异很大,所以确认选用版本前得先做些研究。

总而言之,Java 的历史很悠久。本教程重点介绍 Java 11 的开源实现 JDK 11。因其是仍然有效的长期支持版本之一。

  • Spring Boot 是由 Pivotal 公司开发的大型 Spring 框架的一个模块。Spring 是 Java 开发中一个非常流行的框架。它支持各种框架和配置,也为 WEB 应用程序及安全提供了保障。Spring Boot 为快速构建各种类型的 Java 项目提供了基本的配置。本教程使用 Spring Boot 来快速编写控制台应用程序并针对数据库编写测试用例。
  • Maven 是由 Apache 开发的项目/包管理工具。Maven 通过 POM.xml 文件来管理包及其依赖项。如果你使用过 NPM 的话,可能会非常熟悉包管理器的功能。此外 Maven 也用来进行项目构建及生成功能报告。
  • Lombok 是一个库,它通过在对象文件里面添加注解来自动创建 getters/setters 方法。像 C# 这些语言已经实现了此功能,Lombok 只是把此功能引入 Java 语言而已。
  • NetBeans 是一款很流行的开源 IDE,专门用于 Java 开发。它的许多工具都随着 Java SE 和 EE 的版本更新而更新。

我们会用这组工具为一个虚构自行车商店创建一个简单的应用程序。会实现对 Customer 和 Bike 对象集合的的插入操作。

酿造完美

导航到 Spring Initializr 页面。该网站可以生成基于 Spring Boot 和其依赖项的基本项目。选择以下选项:

  1. 项目: Maven 工程
  2. 语言: Java
  3. Spring Boot: 2.1.8(或最稳定版本)
  4. 项目元数据: 无论你使用什么名字,其命名约定都是像 com.stephb 这样的。
    • 你可以保留 Artifact 名字为 “Demo”。
  5. 依赖项: 添加:
    • Spring Data MongoDB
    • Lombok

点击 下载,然后用你的 IDE(例如 NetBeans) 打开此新项目。

模型层概要

在项目里面,模型model代表从数据库里取出的信息的具体对象。我们关注两个对象:Customer 和 Bike。首先,在 src 目录创建 dto 目录;然后,创建两个名为 Customer.java 和 Bike.java 的 Java 类对象文件。其结构如下示:

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;
        
}
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;
        }
}

如你所见,对象中使用 Lombok 注解来为定义的属性properties/特性attributes生成 getters/setters 方法。如果你不想对该类的所有特性都生成 getters/setters 方法,可以在属性上专门定义这些注解。这两个类会变成容器,里面携带有数据,无论在何处想显示信息都可以使用。

配置数据库

我使用 Mongo Docker 容器来进行此次测试。如果你的系统上已经安装了 MongoDB,则不必运行 Docker 实例。你也可以登录其官网,选择系统信息,然后按照安装说明来安装 MongoDB。

安装后,就可以使用命令行、GUI(例如 MongoDB Compass)或用于连接数据源的 IDE 驱动程序来与新的 MongoDB 服务器进行交互。到目前为止,可以开始定义数据层了,用来拉取、转换和持久化数据。需要设置数据库访问属性,请导航到程序中的 applications.properties 文件,然后添加如下内容:

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

数据访问层data access layer(DAL)中的数据访问对象data access objects(DAO)定义了与数据库中的数据的交互过程。令人惊叹的就是在使用 spring-boot-starter 后,查询数据库的大部分工作已经完成。

让我们从 Customer DAO 开始。在 src 下的新目录 dao 中创建一个接口文件,然后再创建一个名为 CustomerRepository.java 的 Java 类文件,其内容如下示:

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);
}

这个类是一个接口,扩展或继承于 MongoRepository 类,而 MongoRepository 类依赖于 DTO (Customer.java)和一个字符串,它们用来实现自定义函数查询功能。因为你已继承自此类,所以你可以访问许多方法函数,这些函数允许持久化和查询对象,而无需实现或引用自己定义的方法函数。例如,在实例化 CustomerRepository 对象后,你就可以直接使用 Save 函数。如果你需要扩展更多的功能,也可以重写这些函数。我创建了一些自定义查询来搜索我的集合,这些集合对象是我自定义的元素。

Bike 对象也有一个存储源负责与数据库交互。与 CustomerRepository 的实现非常类似。其实现如下所示:

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);
}

运行程序

现在,你已经有了一种结构化数据的方式,可以对数据进行提取、转换和持久化,然后运行这个程序。

找到 Application.java 文件(有可能不是此名称,具体取决于你的应用程序名称,但都会包含有 “application” )。在定义此类的地方,在后面加上 implements CommandLineRunner。这将允许你实现 run 方法来创建命令行应用程序。重写 CommandLineRunner 接口提供的 run 方法,并包含如下内容用来测试 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 注解会自动依赖注入 BikeRepository 和 CustomerRepository Bean。我们将使用这些类来从数据库持久化和采集数据。

已经好了。你已经创建了一个命令行应用程序。该应用程序连接到数据库,并且能够以最少的代码执行 CRUD 操作

结论

从诸如对象和类之类的编程语言概念转换为用于在数据库中存储、检索或更改数据的调用对于构建应用程序至关重要。Java 持久化 API(JPA)正是为 Java 开发人员解决这一难题的重要工具。你正在使用 Java 操纵哪些数据库呢?请在评论中分享。

原文: https://linux.cn/article-11717-1.html

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