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 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。

對應(yīng)用開發(fā)者來說，Java 持久化 APIJava Persistence API（JPA）是一項重要的 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)建一個大型應(yīng)用程序，并且構(gòu)建一個創(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現(xiàn)也很益處?？梢詮奈业?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)向多個方向分支發(fā)展。有對社區(qū)免費的標(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。本教程重點介紹 Java 11 的開源實現(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 框架的一個模塊。Spring 是 Java 開發(fā)中一個非常流行的框架。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)的項目/包管理工具。Maven 通過 POM.xml 文件來管理包及其依賴項。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)行項目構(gòu)建及生成功能報告。
• Lombok 是一個庫，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虛構(gòu)自行車商店創(chuàng)建一個簡單的應(yīng)用程序。會實現(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 和其依賴項的基本項目。選擇以下選項：

1. 項目： Maven 工程
2. 語言： Java
3. Spring Boot： 2.1.8（或最穩(wěn)定版本）
4. 項目元數(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”。
5. 依賴項： 添加：
   • Spring Data MongoDB
   • Lombok

點擊 下載，然后用你的 IDE（例如 NetBeans） 打開此新項目。

模型層概要

在項目里面，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)注兩個對象：Customer 和 Bike。首先，在 src 目錄創(chuàng)建 dto 目錄；然后，創(chuàng)建兩個名為 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 @Setter
public 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 @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;
        }
}

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，則不必運行 Docker 實例。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=localhost
spring.data.mongodb.port=27017
spring.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)建一個接口文件，然后再創(chuàng)建一個名為 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>{
        @Override
        public List<Customer> findAll();
        public List<Customer> findByFirstName(String firstName);
        public List<Customer> findByLastName(String lastName);
}

這個類是一個接口，擴展或繼承于 MongoRepository 類，而 MongoRepository 類依賴于 DTO （Customer.java）和一個字符串，它們用來實現(xiàn)自定義函數(shù)查詢功能。因為你已繼承自此類，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，而無需實現(xiàn)或引用自己定義的方法函數(shù)。例如，在實例化 CustomerRepository 對象后，你就可以直接使用 Save 函數(shù)。如果你需要擴展更多的功能，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 對象也有一個存儲源負(fù)責(zé)與數(shù)據(jù)庫交互。與 CustomerRepository 的實現(xiàn)非常類似。其實現(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);
        @Override
        public List<Bike> findAll();
        public List<Bike> findByColor(String color);
}

運行程序

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，然后運行這個程序。

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;
 
 
@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？請在評論中分享。

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