Spring Boot JPA

什么是JPA？

Spring Boot JPA 是用于管理的Java规范Java应用程序中的关系数据。它允许我们访问和持久化Java对象/类与关系数据库之间的数据。 JPA遵循对象关系映射(ORM)。它是一组接口。它还提供了运行时 EntityManager API，用于处理针对数据库对象的查询和事务。它使用与平台无关的面向对象的查询语言JPQL(Java持久查询语言)。

在持久性方面，它涵盖了三个领域:

Java持久性API Object-Relational元数据在 persistence 包中定义的API本身

JPA不是框架。它定义了可以在任何框架中实现的概念。

为什么我们应该使用JPA？

与JDBC相比，JPA更简单，更清洁且劳动强度更低，SQL和手写映射。 JPA适用于非性能导向的复杂应用程序。与JDBC相比，JPA的主要优点在于，在JPA中，数据由对象和类表示，而在JDBC中，数据由表和记录表示。它使用POJO表示持久数据，从而简化了数据库编程。 JPA还有其他优点:

JPA避免使用SQL的特定于数据库的方言编写DDL。取而代之的是，它允许以XML或使用Java注解进行映射。 JPA允许我们避免用SQL的数据库专用方言编写DML。 JPA允许我们完全不使用任何DML语言来保存和加载Java对象和图形。当我们需要执行查询JPQL时，它允许我们用Java实体而不是(本机)SQL表和列来表达查询。

JPA功能

JPA具有以下功能:

这是一个功能强大的存储库和自定义的对象映射抽象。 它支持跨商店持久性。这意味着一个实体可以部分存储在MySQL和Neo4j(图形数据库管理系统)中。它从查询方法名称动态生成查询。域基类提供基本属性。它支持透明审核。集成自定义存储库代码的可能性。通过自定义名称空间很容易与Spring Framework集成。

JPA体系结构

JPA是将业务实体存储为关系实体的源。它显示了如何将POJO定义为实体以及如何通过关系管理实体。

下图描述了JPA的类级别体系结构，该体系结构描述了JPA的核心类和接口。 javax持久性包。 JPA体系结构包含以下单元:

Persistence: 这是一个包含用于获取EntityManagerFactory实例的静态方法的类。 EntityManagerFactory: 是EntityManager的工厂类。它创建和管理EntityManager的多个实例。 EntityManager: 。它是一个界面。它控制对对象的持久性操作。它适用于Query实例。 Entity: 实体是作为记录存储在数据库中的持久性对象。 Persistence Unit: 它定义了一组所有实体类。在应用程序中，EntityManager实例对其进行管理。一组实体类表示包含在单个数据存储中的数据。 EntityTransaction: 它与EntityManager类具有一对一关系。对于每个EntityManager，操作都由EntityTransaction类维护。 Query: 该接口由每个JPA供应商实现，以获取符合条件的关系对象。

JPA类关系

我们上面讨论的类和接口保持一种关系。下图显示了类和接口之间的关系。

EntityManager和EntiyTransaction之间的关系是一对一。每个EntityManager操作都有一个EntityTransaction实例。 EntityManageFactory和EntiyManager之间的关系是一对多。这是EntityManager实例的工厂类。 EntityManager和Query之间的关系是一对多。我们可以使用EntityManager类的实例执行任意数量的查询。 EntityManager和Entity之间的关系是一对多。 EntityManager实例可以管理多个实体。

JPA实现

JPA是一种开源API。有各种企业供应商，例如Eclipse，RedHat，Oracle等，通过在其中添加JPA来提供新产品。有一些流行的JPA实现框架，例如 Hibernate，EclipseLink，DataNucleus 等。它也称为对象关系映射(ORM)工具。

对象关系映射(ORM)

在ORM中，Java对象到数据库表的映射(反之亦然)被称为对象关系映射。 ORM映射充当关系数据库(表和记录)和 Java应用程序(类和对象)之间的桥梁。

在下面如图所示，ORM层是适配器层。它将对象图的语言适应SQL和关系表的语言。

ORM层存在于应用程序和数据库之间。它转换Java类和对象，以便可以在关系数据库中存储和管理它们。默认情况下，持久化的名称将成为表的名称，而字段将成为列。一旦应用程序建立，每个表行都对应一个对象。

JPA版本

EJB的早期版本定义了与业务逻辑层结合的持久层。使用 javax.ejb.EntityBean 接口。 EJB规范包括JPA的定义。

在引入EJB 3.0时，持久层被分离并指定为JPA 1.0(Java Persistence API)。该API的规范已与2006年5月11日使用JSR 220的JAVA EE5规范一起发布。

2019年，JPA重命名为 Jakarta Persistence 。 JPA的最新版本是 2.2 。它支持以下功能:

Java 8，数据和时间API AttributeConvertes中的CDI注入它使注解@Repeatable

JPA和Hibernate之间的区别

JPA: JPA是一种Java规范，用于访问，管理和持久化之间的数据Java对象和关系数据库。这是ORM的标准方法。

Hibernate: 这是一种轻量级的开源ORM工具，用于在关系数据库系统中存储Java对象。它是JPA的提供者。它遵循JPA提供的一种通用方法。

下表描述了JPA和Hibernate之间的区别。

Spring Boot启动程序数据JPA

Spring Boot提供了启动程序依赖项 spring-boot-starter-data-jpa 以连接Spring Boot应用程序高效地使用关系数据库。 spring-boot-starter-data-jpa在内部使用spring-boot-jpa依赖项。

<dependency>  
<groupId>org.springframework.boot</groupId>  
<artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>  
<version>2.2.2.RELEASE</version>  
</dependency>

Spring Boot JPA示例

我们创建一个使用JPA连接到数据库的Spring Boot应用程序。在下面的示例中，我们使用了内存数据库 Apache Derby。

Apache Derby : 这是一个嵌入式的开源软件关系数据库完全用Java实现。它在Apache License 2.0下可用。 Apache Derby具有以下优点:

易于安装，部署和使用。它基于Java，JDBC和SQL标准。它提供了一个嵌入式JDBC驱动程序，可让我们将Derby嵌入任何基于Java的解决方案中。它还通过Derby Network Client JDBC驱动程序和Derby Network Server支持客户机/服务器模式。

Spring Boot可以自动配置嵌入式数据库，例如 H2，HSQL，和 Derbydatabases 。我们不需要提供任何连接URL。我们只需要包含要使用的嵌入式数据库的构建依赖项即可。

在Spring Boot中，只需在pom中添加 Derby 依赖项即可轻松集成Apache Derby数据库。 xml文件。

<dependency>
<groupId>org.apache.derby</groupId>
<artifactId>derby</artifactId>
<scope>runtime</scope>
</dependency>

步骤1: 打开Spring Initializr https://start.spring.io/。

步骤2: 选择最新版本的Spring Boot 2.3.0(SNAPSHOT)

步骤3: 提供Group名称。我们已经提供了 com.nhooo。

步骤4: 提供Artifact ID。我们提供了 apache-derby-example 。

步骤5: 添加依赖项: Spring Web，Spring Data JPA和 Apache Derby数据库。

步骤6: 单击 Generate (生成)按钮。当我们单击"生成"按钮时，它会将项目包装到一个Jar文件中，并将其下载到本地系统。

步骤7: 提取 Jar文件并将其粘贴到STS工作区中。

步骤8: 导入

文件->导入->现有Maven项目->浏览->选择文件夹apache-derby-example->完成

导入需要一些时间。

步骤9: 在文件夹 src/main/java中创建一个名称为 com.nhooo.model 的包。

步骤10: 在包 com.nhooo.model 中创建一个名称为 UserRecord 的类，然后执行以下:

定义三个变量 id, name, and email。生成Getter和Setter。
右键单击文件-> Source-> Generate Getter和Setters 定义默认的构造函数。使用注解 @Entity将类标记为Entity。 使用注解 @Id将 Id 标记为主键。

UserRecord.java

package com.nhooo.model;
import javax.persistence.Entity;
import javax.persistence.Id;
@Entity  
public class UserRecord 
{ 
@Id  
private int id;  
private String name;  
private String email;
//default conatructor  
public UserRecord()
{
}  
public int getId() 
{  
return id;  
}  
public void setId(int id) 
{  
this.id = id;  
}  
public String getName() 
{  
return name;  
}  
public void setName(String name) 
{  
this.name = name;  
}  
public String getEmail() 
{  
return email;  
}  
public void setEmail(String email) 
{
this.email = email;  
}  
}

步骤11: 在 src/main/java文件夹中创建一个名称为 com.nhooo.controller 的包。

步骤12: 在包 com.nhooo.controller 中创建一个名称为 UserController 的Controller类，并执行以下操作:

使用注解 @RestController 将类标记为控制器。使用注解 @Autowired 自动连接类 UserService 。我们定义了两个映射，一个映射用于获取所有用户，另一个映射用于添加用户。

UserController.java

package com.nhooo.controller;  
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;  
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;  
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;  
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;  
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import com.nhooo.model.UserRecord;
import com.nhooo.service.UserService;
import java.util.List;  
@RestController  
public class UserController 
{  
@Autowired  
private UserService userService;   
@RequestMapping("/")  
public List<UserRecord> getAllUser()
{  
return userService.getAllUsers();  
}     
@RequestMapping(value="/add-user", method=RequestMethod.POST)  
public void addUser(@RequestBody UserRecord userRecord)
{  
userService.addUser(userRecord);  
}     
}

步骤13: 在文件夹 src/main/java中创建一个名称为 com.nhooo.service 的包。

步骤14: 在包 com.nhooo.service 中创建名称为 UserController 的Service类，并执行以下操作:

通过使用注解 @Service将该类标记为服务。 自动连接 UserRepository 定义方法 getAllUsers()，该方法返回以下列表: 定义另一个方法名称 addUser()，以保存用户记录。

UserService.java

package com.nhooo.service;  
import java.util.List;  
import java.util.ArrayList;  
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;  
import org.springframework.stereotype.Service;
import com.nhooo.model.UserRecord;
import com.nhooo.repository.UserRepository;  
@Service  
public class UserService 
{  
@Autowired  
private UserRepository userRepository;  
public List<UserRecord> getAllUsers()
{  
List<UserRecord>userRecords = new ArrayList<>();  
userRepository.findAll().forEach(userRecords::add);  
return userRecords;  
}  
public void addUser(UserRecord userRecord)
{  
userRepository.save(userRecord);  
}  
}

步骤15: 在文件夹 src/main/java中创建一个名称为 com.nhooo.repository 的包。

步骤16: 在包 com.nhooo.repository 中创建名称为 UserRepository 的存储库接口，并扩展 CrudRepository 。

UserRepository.java

package com.nhooo.repository;  
import org.springframework.data.repository.CrudRepository;
import com.nhooo.model.UserRecord;  
public interface UserRepository extends CrudRepository<UserRecord, String> 
{  
}

步骤17: 现在，打开 ApacheDerbyExampleApplication.java 文件。它是在我们设置应用程序时默认创建的。

ApacheDerbyExampleApplication.java

package com.nhooo;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
@SpringBootApplication
public class ApacheDerbyExampleApplication 
{
public static void main(String[] args) 
{
SpringApplication.run(ApacheDerbyExampleApplication.class, args);
}
}

现在，我们已根据要求设置了所有必需的类和程序包。请注意，我们没有为数据库提供任何连接URL 。完成上述所有步骤后，项目目录如下所示:

让我们运行该应用程序。

步骤18: 打开 ApacheDerbyExampleApplication.java 文件并将其作为Java应用程序运行。

第19步: 打开浏览器并调用URL http://localhost:8080/。由于未在列表中添加任何用户，因此返回空列表。

要将用户添加到数据库，我们将使用发送 POST 请求Postman。

步骤20: 打开Postman，然后执行以下操作:

选择 POST 调用URL http://localhost:8080/add-user。点击Body 选择Content-Type作为JSON (application/json)。将要插入的数据插入数据库中。我们插入了以下数据:

{
"id": "001",
"name": "Tom",
"email": "tom@gmail.com"
}

点击发送按钮。

当我们单击"发送"按钮时，它显示状态: 200 OK 。这表示请求已成功执行。

步骤21: 打开浏览器并调用URL http: //localhost: 8080。它返回我们已插入数据库中的用户。