SpringData 基于SpringBoot快速入门

本章通过学习SpringData 和SpringBoot 相关知识将面向服务架构(SOA)的单点登录系统(SSO)需要的代码实现。这样可以从实战中学习两个框架的知识，又可以为单点登录系统打下基础。通过本章你将掌握 SpringBoot项目的搭建，Starter pom的使用，配置全局文件，核心注解SpringBootApplication 介绍以及单元测试 SpringBootTest注解的使用。SpringData 的入门使用，Repository接口的使用，查询方法关键字的规则定义，@Query，@Modifying 注解的使用，最后是开发中的建议和遇到的问题。文章底部提供源码。

SpringBoot 知识

SpringBoot 是一个用于简化Spring应用搭建开发的框架。开发过程中，我们经常通过配置xml文件来整合第三方技术。而这些重复整合的工作交给了SpringBoot完成。SpringBoot使用"习惯优于配置"的理念帮我们快速搭建并运行项目。对主流的开发框架能无配置集成。笔者用的开发工具是sts(Spring Tool Suite),其操作和eclipse几乎一致。若没有这个工具，创建Maven项目是一样的。

Starter pom

先看看Maven项目核心配置文件 pom.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.itdragon</groupId>
    <artifactId>springbootStudy</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <packaging>war</packaging>
    <name>springbootStudy</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>
    <!-- 
        添加 spring boot的父级依赖，它是SpringBoot项目的标志
        spring-boot-starter-parent 它是一个特殊的starter，提供了很多相关的Maven依赖，不用再为version而头疼了，大大简化了开发
    -->
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>1.5.9.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>
    <dependencies>
        <dependency><!-- 添加web依赖 ，包含spring和springmvc等-->
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency><!-- 添加对jpa的支持，包含spring-data和Hibernate -->
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
        </dependency>
        <dependency><!-- mysql连接的jar包 -->
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency><!-- 因为SpringBoot内嵌的tomcat不支持jsp页面，同时SpringBoot也不推荐用jsp -->
           <groupId>org.apache.tomcat.embed</groupId>
           <artifactId>tomcat-embed-jasper</artifactId>
           <scope>provided</scope>
        </dependency>
        <dependency><!-- jsp标签库 -->
           <groupId>javax.servlet</groupId>
           <artifactId>jstl</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
    <build>
        <plugins>
            <plugin><!-- SpringBoot 编译插件 -->
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

细心的同学会发现该文件中出现大量的 spring-boot-starter-* 的语句。SpringBoot之所以能简化开发的秘密就在这里------ Starter pom
spring-boot-starter-parent ：父级依赖，SpringBoot项目的标志。里面封装了很多jar的版本
spring-boot-starter-web ：对web项目的支持，其中包含了SpringMVC和tomcat
spring-boot-starter-data-jpa ：对JPA的支持，其中包含了常用的SpringData和Hibernate，没有Mybatis哦
spring-boot-starter-tomcat ：使用tomcat作为Servlet容器
spring-boot-starter-test ：对常用测试框架的支持，如JUnit
还有很多......

配置全局文件

再看看SpringBoot项目全局配置文件 application.properties

# 配置tomcat端口号
server.port=8081

# 配置SpringMVC视图解析器
spring.mvc.view.prefix=/WEB-INF/views/
spring.mvc.view.suffix=.jsp

# 配置连接池，默认使用的是tomcat的连接池，但实际很少用tomcat的连接池
spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/jpa?useUnicode=true&characterEncoding=UTF8
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=root
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
# 配置方言 否则提示：Access to DialectResolutionInfo cannot be null when 'hibernate.dialect' not set
spring.jpa.database-platform=org.hibernate.dialect.MySQL5Dialect
# 自动更新数据库表结构，也可以是 validate | update | create | create-drop
spring.jpa.properties.hibernate.hbm2ddl.auto=update
# 显示sql语句
spring.jpa.show-sql=true

全局配置文件可以是application.properties 也可以是 application.yml，建议放在resources目录下。更多配置: https://github.com/ITDragonBlog/daydayup/blob/master/SpringBoot/SpringData/springbootStudy/src/main/resources/springboot.properties

核心注解

最后是SpringBoot HelloWorld项目的入口类，只需要下面一个java文件，执行main方法，即可实现页面的跳转和数据返回的功能。

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;

@Controller
@SpringBootApplication
public class SpringbootStudyApplication {
    
    @RequestMapping("/")
    public String index() {
        return "index";
    }
    
    @RequestMapping("hello")
    @ResponseBody
    public String helloWorld() {
        return "Hello SpringBoot !";
    }

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringbootStudyApplication.class, args);
    }
}

@SpringBootApplication：是 SpringBoot 的核心注解，一般用在入口类上。它是一个组合注解，其中主要内容有一下三个
@SpringBootConfiguration：是一个类级注释，指示对象是一个bean定义的源，可以理解为xml中的beans，一般和 @Bean 注解一起使用。
@EnableAutoConfiguration：启用 Spring 应用程序上下文的自动配置，试图猜测和配置您可能需要的bean。自动配置类通常采用基于你的 classpath 和已经定义的 beans 对象进行应用。
@ComponentScan：该注解会自动扫描指定包下的全部标有 @Component、@Service、@Repository、@Controller注解 的类，并注册成bean

SpringData入口类

package com.itdragon;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class StartApplication {
    
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(StartApplication.class, args);
    }

}

SpringDataJPA 知识

SpringData 是一个用于简化数据库访问，并支持云服务的开源框架。支持非关系型数据库(NoSQL) 和 关系型数据库。其主要目的是使数据库的访问变得方便快捷。
SpringData JPA 是由Spring提供的简化JPA开发的框架，致力于减少数据访问层的开发量。

POJO层

创建实体类User 表，对应数据库表名是 itdragon_user，id作为自增长的主键，plainPassword是不保存到数据库的明文密码。

import javax.persistence.Entity;
import javax.persistence.GeneratedValue;
import javax.persistence.GenerationType;
import javax.persistence.Id;
import javax.persistence.Table;
import javax.persistence.Transient;

/**
 * 用户实体类
 * @author itdragon
 *
 */
@Table(name="itdragon_user")
@Entity
public class User {
    
    @Id
    @GeneratedValue(strategy=GenerationType.AUTO)
    private Long id;                        // 自增长主键
    private String account;                 // 登录的账号
    private String userName;                // 注册的昵称
    @Transient
    private String plainPassword;           // 登录时的密码，不持久化到数据库
    private String password;                // 加密后的密码
    private String salt;                    // 用于加密的盐
    private String iphone;                  // 手机号
    private String email;                   // 邮箱
    private String platform;                // 用户来自的平台
    private String createdDate;             // 用户注册时间
    private String updatedDate;             // 用户最后一次登录时间
    
    // 省略get/set/toString 方法
}

Repository接口层

创建UserRepository，这是SpringData 的核心知识点，我们先看代码

import java.util.List;
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaSpecificationExecutor;
import org.springframework.data.jpa.repository.Modifying;
import org.springframework.data.jpa.repository.Query;
import org.springframework.data.repository.PagingAndSortingRepository;
import org.springframework.data.repository.query.Param;
import com.itdragon.pojo.User;

/**
 * 核心知识：SpringData Repository 接口
 * 
 * CrudRepository 接口提供了最基本的对实体类的添删改查操作 
 * - T save(T entity);                  //保存单个实体 
 * - T findOne(ID id);                  // 根据id查找实体         
 * - void delete(ID/T/Iterable);        // 根据Id删除实体，删除实体，批量删除 
 * PagingAndSortingRepository 提供了分页与排序功能
 * - <T, ID extends Serializable>           // 第一个参数传实体类，第二个参数传注解数据类型
 * - Iterable<T> findAll(Sort sort);        // 排序 
 * - Page<T> findAll(Pageable pageable);    // 分页查询（含排序功能）
 * JpaSpecificationExecutor 提供了Specification(封装 JPA Criteria查询条件)的查询功能
 * - List<T> findAll(Specification<T> spec);
 * - Page<T> findAll(Specification<T> spec, Pageable pageable);
 * - List<T> findAll(Specification<T> spec, Sort sort);
 * 
 * 开发建议
 * 1. 这里值列出的是常用方法
 * 2. CrudRepository 中的findAll() 方法要慎用。当数据库中数据量大，多线程脚本调用findAll方法，系统可能会宕机。
 * 3. CrudRepository 中的deletAll()方法要慎用。这是物理删除，现在企业一般采用逻辑删除。
 * 4. PagingAndSortingRepository 和 JpaSpecificationExecutor 能满足大部分业务需求。
 */
public interface UserRepository extends PagingAndSortingRepository<User, Long>, 
    JpaSpecificationExecutor<User>{
    
    /**
     * 重点知识：SpringData 查询方法定义规范
     * 
     * 1. 查询方法名一般以 find | read | get 开头，建议用find
     *  findByAccount : 通过account查询User
     *  account是User的属性，拼接时首字母需大写
     * 2. 支持的关键词有很多比如 Or,Between,isNull,Like,In等
     *  findByEmailEndingWithAndCreatedDateLessThan : 查询在指定时间前注册，并以xx邮箱结尾的用户
     *  And : 并且
     *  EndingWith : 以某某结尾
     *  LessThan : 小于
     * 
     * 注意
     * 若有User(用户表) Platform(用户平台表) 存在一对一的关系，且User表中有platformId字段
     * SpringData 为了区分：
     * findByPlatFormId     表示通过platformId字段查询
     * findByPlatForm_Id    表示通过platform实体类中id字段查询
     * 
     * 开发建议
     * 表的设计，尽量做单表查询，以确保高并发场景减轻数据库的压力。
     */
    
    // 1 通过账号查用户信息
    User findByAccount(String account);
    // 2 获取指定时间内以xx邮箱结尾的用户信息
    List<User> findByEmailEndingWithAndCreatedDateLessThan(String email, String createdDate);

    /**
     * 重点知识：使用 @Query 注解
     * 
     * 上面的方法虽然简单(不用写sql语句)，但它有最为致命的问题-----不支持复杂查询，其次是命名太长
     * 1. 使用@Query 注解实现复杂查询，设置 nativeQuery=true 使查询支持原生sql
     * 2. 配合@Modifying 注解实现创建，修改，删除操作
     * 3. SpringData 默认查询事件为只读事务，若要修改数据则需手动添加事务注解
     * 
     * 注意
     * 若@Query 中有多个参数，SpringData 提供两种方法：
     * 第一种 ?1 ... ?2        要求参数顺序一致
     * 第二种 :xxx ... :yyy    xxx 和 yyy 必须是实体类对应的属性值，不要求参数顺序但参数前要加上@Param("xxx")
     * 模糊查询可使用 %xxx%
     * 
     * 开发建议
     * 1. 参数填写的顺序要保持一致，不要给自己添加麻烦
     * 2. 建议使用@Query，可读性较高
     */
    // 3 获取某平台活跃用户数量
    @Query(value="SELECT count(u.id) FROM User u WHERE u.platform = :platform AND u.updatedDate <= :updatedDate")
    long getActiveUserCount(@Param("platform")String platform, @Param("updatedDate")String updatedDate);
    
    // 4 通过邮箱或者手机号模糊查询用户信息
    @Query(value="SELECT u FROM User u WHERE u.email LIKE %?1% OR u.iphone LIKE %?2%")
    List<User> findByEmailAndIhpneLike(String email, String iphone);
    
    // 5 修改用户邮箱
    @Modifying
    @Query("UPDATE User u SET u.email = :email WHERE u.id = :id")
    void updateUserEmail(@Param("id") Long id, @Param("email") String email);
    
}

代码中共有五个方法，每个方法都包含了很多的知识点。
方法一和方法二主要介绍的是SpringData关键字的用法。
1 关键字的解析
这里用findByPlatFormId() 方法来介绍SpringData 解析查询方法的流程。
第一步：去除关键字findBy
第二步：剩下的PlatFormId 首字母小写并在User对象中找是否有该属性，若有则查询并结束。若没有则第三步
第三步：platFormId，从右到左截取到第一个大写字母，再判断剩下的platForm是否为User对象，如此循环直到结束为止。
2 级联属性区分
若查询的属性是实体类，为了避免误会和冲突，用"_"表示属性中的属性
3 查询分页排序
若findByPlatFormId() 方法想要排序或者分页，是可以在后面加Pageable，Sort参数。
findByPlatFormId(String platFormId, Pageable pageable)
findByPlatFormId(String platFormId, Sort sort)
4 其他的关键字

方法三到方法五主要介绍的是 @Query 注解的使用。
1 传参方式
索引参数：?n ，n从1开始，表示第一个参数。方法传入的参数的照顺序和个数要和 n 保持一致。
命名参数：:key ，传参必须有 @Param("key") 注解修饰
2 原生的sql
@Query 注解支持本地查询，即用原生的sql语句。如：@Query(value="xxxx", nativeQuery=true)
3 Modifying
若直接执行修改操作，SpringDataJPA 会提示错误信息 Executing an update/delete query 。是因为Spring Data 默认所有的查询均声明为只读事务。
所以我们要在Service层添加 @Transactional 注解。

SpringDataJPA 核心知识Repository接口
1 Repository: 空接口，标识作用，表明任何继承它的均为Repository接口类
2 CrudRepository: 继承 Repository，实现了一组 CRUD 相关的方法 
3 PagingAndSortingRepository: 继承 CrudRepository，实现了一组分页排序相关的方法
4 JpaRepository： 继承 PagingAndSortingRepository，实现一组 JPA 规范相关的方法
5 JpaSpecificationExecutor: 不属于Repository体系，实现一组 JPA Criteria 查询相关的方法 
PagingAndSortingRepository 和 JpaSpecificationExecutor 基本满足企业中大部分的需求。也可以自定义Repository，只需继承 JpaRepository 即可具备了通用的数据访问控制层的能力。
进入各自接口类中，使用快捷键 Ctrl + o 即可查看当前类的所有方法，所以这里就不贴出来了。

Service层

创建UserService 并加上注解 @Transactional

import javax.transaction.Transactional;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import com.itdragon.common.ItdragonResult;
import com.itdragon.pojo.User;
import com.itdragon.repository.UserRepository;

@Service
@Transactional
public class UserService {
    
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;
    
    public ItdragonResult registerUser(User user) {
        // 检查用户名是否注册，一般在前端验证的时候处理，因为注册不存在高并发的情况，这里再加一层查询是不影响性能的
        if (null != userRepository.findByAccount(user.getAccount())) {
            return ItdragonResult.build(400, "");
        }
        userRepository.save(user);
        // 注册成功后选择发送邮件激活。现在一般都是短信验证码
        return ItdragonResult.build(200, "");
    }
    
    public ItdragonResult editUserEmail(String email) {
        // 通过Session 获取用户信息, 这里假装从Session中获取了用户的id，后面讲解SOA面向服务架构中的单点登录系统时，修改此处代码 FIXME
        long id = 3L;
        // 添加一些验证，比如短信验证
        userRepository.updateUserEmail(id, email);
        return ItdragonResult.ok();
    }
    
}

单元测试

SpringBoot 的单元测试，需要用到 @RunWith 和 @SpringBootTest注解，代码注释中有详细介绍。

import java.util.List;
import javax.persistence.criteria.CriteriaBuilder;
import javax.persistence.criteria.CriteriaQuery;
import javax.persistence.criteria.Predicate;
import javax.persistence.criteria.Root;
import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.data.domain.Page;
import org.springframework.data.domain.PageRequest;
import org.springframework.data.domain.Sort;
import org.springframework.data.domain.Sort.Direction;
import org.springframework.data.domain.Sort.Order;
import org.springframework.data.jpa.domain.Specification;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner;
import com.itdragon.StartApplication;
import com.itdragon.common.ItdragonUtils;
import com.itdragon.pojo.User;
import com.itdragon.repository.UserRepository;
import com.itdragon.service.UserService;

/**
 * @RunWith 它是一个运行器
 * @RunWith(SpringRunner.class) 表示让测试运行于Spring测试环境，不用启动spring容器即可使用Spring环境
 * @SpringBootTest(classes=StartApplication.class)  表示将StartApplication.class纳入到测试环境中，若不加这个则提示bean找不到。
 * 
 * @author itdragon
 *
 */
@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes=StartApplication.class)
public class SpringbootStudyApplicationTests {
    
    @Autowired
    private UserService userService;
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    @Test
    public void contextLoads() {
    }
    
    @Test   // 测试注册，新增数据
    public void registerUser() {
        User user = new User();
        user.setAccount("gitLiu");
        user.setUserName("ITDragonGit");
        user.setEmail("itdragon@git.com");
        user.setIphone("12349857999");
        user.setPlainPassword("adminroot");
        user.setPlatform("github");
        user.setCreatedDate(ItdragonUtils.getCurrentDateTime());
        user.setUpdatedDate(ItdragonUtils.getCurrentDateTime());
        ItdragonUtils.entryptPassword(user);
        userService.registerUser(user);
    }
    
    @Test   // 测试SpringData 关键字
    public void findByEmailEndingWithAndCreatedDateLessThan() {
        List<User> users = userRepository.findByEmailEndingWithAndCreatedDateLessThan("qq.com", ItdragonUtils.getCurrentDateTime());
        System.out.println(users.toString());
    }
    
    @Test   // 测试SpringData @Query 注解和传多个参数
    public void getActiveUserCount() {
        long activeUserCount = userRepository.getActiveUserCount("weixin", ItdragonUtils.getCurrentDateTime());
        System.out.println(activeUserCount);
    }
    
    @Test   // 测试SpringData @Query 注解，传多个参数 和 like 查询
    public void findByEmailAndIhpneLike() {
        List<User> users = userRepository.findByEmailAndIhpneLike("163.com", "6666");
        System.out.println(users.toString());
    }
    
    @Test   // 测试SpringData @Query 注解 和 @Modifying 注解
    public void updateUserEmail() {
        /**
         * org.springframework.dao.InvalidDataAccessApiUsageException:Executing an update/delete query; nested exception is javax.persistence.TransactionRequiredException: Executing an update/delete query
         * userRepository.updateUserEmail(3L, "update@email.com");
         */
        userService.editUserEmail("update@email.com");
    }
    
    @Test   // 测试SpringData PagingAndSortingRepository 接口
    public void testPagingAndSortingRepository() {
        int page = 1;   // 从0开始，第二页
        int size = 3;   // 每页三天数据
        PageRequest pageable = new PageRequest(page, size, new Sort(new Order(Direction.ASC, "id")));
        Page<User> users = userRepository.findAll(pageable);
        System.out.println(users.getContent().toString()); // 当前数据库中有5条数据，正常情况可以打印两条数据，id分别为4，5 (先排序，后分页)
    }
    
    @Test   // 测试SpringData JpaSpecificationExecutor 接口
    public void testJpaSpecificationExecutor(){
        int pageNo = 1;
        int pageSize = 3;
        PageRequest pageable = new PageRequest(pageNo, pageSize);
        Specification<User> specification = new Specification<User>() {
            @Override
            public Predicate toPredicate(Root<User> root,
                    CriteriaQuery<?> query, CriteriaBuilder cb) {
                Predicate predicate = cb.gt(root.get("id"), 1); // 查询id 大于 1的数据
                return predicate;
            }
        };
        Page<User> users = userRepository.findAll(specification, pageable);
        System.out.println(users.getContent().toString());  // 当前数据库中有5条数据，正常情况可以打印一条数据，id为5
    }
    
}

可能存在的问题

项目启动时提示 Unknown character set: 'utf8mb4'

导致的原因可能是mysql服务器版本安装不正确，解决方法有两种。
第一种：换mysql-connector-java jar包版本为 5.1.6 (不推荐)； 当前jar版本为 5.1.44。
第二种：重装mysql版本，当前最新版本是5.7。教程都准备好了。
https://www.cnblogs.com/sshoub/p/4321640.html (mysql安装)
http://blog.csdn.net/y694721975/article/details/52981377 (mysql卸载)

SpringBoot 连接池配置疑惑

我们只是在全局配置文件中设置了相关值，就完成了连接池的配置，想必大家都有所疑惑。其实当我们在pom.xml文件中加入spring-boot-starter-data-jpa 依赖时，SpringBoot就会自动使用tomcat-jdbc连接池。
当然我们也可以使用其他的连接池。
https://www.cnblogs.com/gslblog/p/7169481.html (springBoot数据库连接池常用配置)
https://www.cnblogs.com/xiaosiyuan/p/6255292.html (SpringBoot使用c3p0)

STS工具 ctrl + shift + o 重新导包快捷键失效

解决方法：preference -> general -> keys ,找到 Organize Imports ,然后 在 When 里面选择 Editing Java Source

总结

1 SpringDataJPA 是简化JPA开发的框架，SpringBoot是简化项目开发的框架。
2 spring-boot-starter-parent 是SpringBoot项目的标志
3 SpringBootApplication 注解是SpringBoot项目的入口
4 SpringData 通过查询关键字和 @Query注解实现对数据库的访问
5 SpringData 通过PagingAndSortingRepository 实现分页，排序和常用的crud操作