SpringBoot是如何使用SQL数据库的?

1.配置数据源

Java 的javax.sql.DataSource接口提供了处理数据库连接的标准方法。

1.1.嵌入式数据库支持

使用内存中的嵌入式数据库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。

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。您只需要包含对要使用的嵌入式数据库的构建依赖项。如果类路径上有多个嵌入式数据库,设置spring.datasource.embedded-database-connection配置属性来控制使用哪个。将该属性设置为none禁用嵌入式数据库的自动配置。

如果您在测试中使用此功能,您可能会注意到,无论您使用多少应用程序上下文,整个测试套件都会重用同一个数据库。如果要确保每个上下文都有单独的嵌入式数据库,则应设置spring.datasource.generate-unique-name为true。

<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>

1.2.连接到生产数据库

使用DataSource池自动配置生产数据库连接。

1.3.数据源配置

spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost/test
spring.datasource.username=dbuser
spring.datasource.password=dbpass

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。

Spring Boot 可以从 URL 中推断出大多数数据库的 JDBC 驱动程序类。如果需要指定特定的类,可以使用该spring.datasource.driver-class-name属性。

# Tomcat 连接池配置
spring.datasource.tomcat.max-wait=10000
spring.datasource.tomcat.max-active=50
spring.datasource.tomcat.test-on-borrow=true

1.4.支持的连接池

1.我们更喜欢HikariCP,因为它的性能和并发性。如果 HikariCP 可用,我们总是选择它。

2.否则,如果 Tomcat DataSource池可用,我们将使用它。

3.否则,如果Commons DBCP2可用,我们就使用它。

4.如果 HikariCP、Tomcat 和 DBCP2 都不可用,而 Oracle UCP 可用,我们就使用它。

  • HikariCP
  • Tomcat pooling Datasource
  • Commons DBCP2
  • Oracle UCP & OracleDataSource
  • Spring Framework's SimpleDriverDataSource
  • H2 JdbcDataSource
  • PostgreSQL PGSimpleDataSource

1.5.连接到 JNDI 数据源

如果您将 Spring Boot 应用程序部署到应用程序服务器,您可能希望使用应用程序服务器的内置功能配置和管理数据源,并使用 JNDI 访问它。

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

2.使用 JdbcTemplate

Spring JdbcTemplate和NamedParameterJdbcTemplate类是自动配置的。可以通过@Autowire直接引用。

@Component
public class MyBean {
 
    private final JdbcTemplate jdbcTemplate;
 
    public MyBean(JdbcTemplate jdbcTemplate) {
        this.jdbcTemplate = jdbcTemplate;
    }
 
    public void doSomething() {
        this.jdbcTemplate ...
    }
 
}
 
spring.jdbc.template.max-rows=500

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。该spring-boot-starter-data-jpa POM提供了上手的快捷方式。它提供以下关键依赖项:

  • Hibernate:最流行的 JPA 实现之一。
  • Spring Data JPA:帮助您实现基于 JPA 的存储库。
  • Spring ORM:来自 Spring 框架的核心 ORM 支持。

3.1.实体类

@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
 
}

3.2.Spring Data JPA 存储库

Spring Data JPA存储库是您可以定义以访问数据的接口。JPA 查询是根据您的方法名称自动创建的。

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, and lazy。

要启用延迟或延迟引导,请将spring.data.jpa.repositories.bootstrap-mode属性分别设置为deferred或lazy。

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。

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

spring.jpa.properties.hibernate[globally_quoted_identifiers]=true

3.4.在视图中打开 EntityManager

如果您正在运行 Web 应用程序,Spring Boot 默认注册OpenEntityManagerInViewInterceptor以应用“在视图中打开 EntityManager”模式,以允许在 Web 视图中延迟加载。如果你不希望这种行为,你应该设置spring.jpa.open-in-view=false。

4.Spring Data JDBC

Spring Data 包括对 JDBC 的存储库支持,并将自动为CrudRepository. 对于更高级的查询,@Query提供了注释。

当必要的依赖关系在类路径上时,Spring Boot 将自动配置 Spring Data 的 JDBC 存储库。它们可以添加到您的项目中,并且只依赖于spring-boot-starter-data-jdbc。

5.使用 H2 的 Web 控制台

H2数据库提供了一个基于浏览器的控制台,自动为您配置。当满足以下条件时,控制台会自动配置:

  • 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,则可以将spring.h2.console.enabled属性的值配置为true。

H2 控制台仅用于在开发期间使用,因此您应注意确保spring.h2.console.enabled未将其在生产中设置为true。

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

6.使用 jOOQ

jOOQ 面向对象查询 ( jOOQ ) 是Data Geekery 的一款流行产品,它从您的数据库生成 Java 代码,并允许您通过其流畅的 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。

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插件并且您还使用spring-boot-starter-parent“父 POM”,则可以安全地省略插件的<version>标签。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项。

<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>

6.2.使用 DSLContext

jOOQ 提供的 fluent API 是通过org.jooq.DSLContext接口发起的。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,您可以注入它。

@Component
public class MyBean {
 
    private final DSLContext create;
 
    public MyBean(DSLContext dslContext) {
        this.create = dslContext;
    }
 
 
    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);
    }
}

6.3.jOOQ SQL 方言

除非spring.jooq.sql-dialect已配置该属性,否则Spring Boot 会确定用于数据源的 SQL 方言。如果 Spring Boot 无法检测到方言,它会使用DEFAULT。

Spring Boot 只能自动配置 jOOQ 开源版本支持的方言。

6.4.自定义 jOOQ

更高级的自定义可以通过定义您自己的DefaultConfigurationCustomizer bean来实现,该 bean 将创建org.jooq.Configuration。这优先于自动配置应用的任何内容。

7.使用 R2DBC

Reactive Relational Database Connectivity ( R2DBC ) 项目为关系数据库带来了反应式编程 API。R2DBC io.r2dbc.spi.Connection提供了一种使用非阻塞数据库连接的标准方法。连接是通过ConnectionFactory提供的DataSource,类似于jdbc。ConnectionFactory配置由spring.r2dbc.*。

spring.r2dbc.url=r2dbc:postgresql://localhost/test
spring.r2dbc.username=dbuser
spring.r2dbc.password=dbpass

您不需要指定驱动程序类名,因为 Spring Boot 从 R2DBC 的连接工厂发现中获取驱动程序。

@Configuration(proxyBeanMethods = false)
public class MyR2dbcConfiguration {
 
    @Bean
    public ConnectionFactoryOptionsBuilderCustomizer connectionFactoryPortCustomizer() {
        return (builder) -> builder.option(ConnectionFactoryOptions.PORT, 5432);
    }
 
}
 
@Configuration(proxyBeanMethods = false)
public class MyPostgresR2dbcConfiguration {
 
    @Bean
    public ConnectionFactoryOptionsBuilderCustomizer postgresCustomizer() {
        Map<String, String> options = new HashMap<>();
        options.put("lock_timeout", "30s");
        options.put("statement_timeout", "60s");
        return (builder) -> builder.option(PostgresqlConnectionFactoryProvider.OPTIONS, options);
    }
 

7.1.嵌入式数据库支持

与JDBC 支持类似,Spring Boot 可以自动配置嵌入式数据库以供响应式使用。您无需提供任何连接 URL。您只需要包含对要使用的嵌入式数据库的构建依赖项。

<dependency>
    <groupId>io.r2dbc</groupId>
    <artifactId>r2dbc-h2</artifactId>
    <scope>runtime</scope>
</dependency>

如果您在测试中使用此功能,您可能会注意到,无论您使用多少应用程序上下文,整个测试套件都会重用同一个数据库。如果要确保每个上下文都有单独的嵌入式数据库,则应设置spring.r2dbc.generate-unique-name为true。

7.2.使用数据库客户端

@Component
public class MyBean {
 
    private final DatabaseClient databaseClient;
 
    public MyBean(DatabaseClient databaseClient) {
        this.databaseClient = databaseClient;
    }
 
    public Flux<Map<String, Object>> someMethod() {
        return this.databaseClient.sql("select * from user").fetch().all();
    }
 
}

7.3.Spring Data R2DBC 存储库

Spring Data R2DBC存储库是您可以定义以访问数据的接口。查询是根据您的方法名称自动创建的。对于更复杂的查询,您可以使用 Spring Data 的Query注解来注解您的方法。

Spring Data 存储库通常从Repository或CrudRepository接口扩展。

public interface CityRepository extends Repository<City, Long> {
 
    Mono<City> findByNameAndStateAllIgnoringCase(String name, String state);
 
}

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