SpringData JPA进阶查询—JPQL/原生SQL查询、分页处理、部分字段映射查询

上一篇介绍了入门基础篇SpringDataJPA访问数据库。本篇介绍SpringDataJPA进一步的定制化查询,使用JPQL或者SQL进行查询、部分字段映射、分页等。本文尽量以简单的建模与代码进行展示操作,文章比较长,包含查询的方方面面。如果能耐心看完这篇文章,你应该能使用SpringDataJPA应对大部分的持久层开发需求。如果你需要使用到动态条件查询,请查看下一篇博客,专题介绍SpringDataJPA的动态查询。


一、入门引导与准备


JPQL(JavaPersistence Query Language)是一种面向对象的查询语言,它在框架中最终会翻译成为sql进行查询,如果不知JPQL请大家自行谷歌了解一下,如果你会SQL,了解这个应该不废吹灰之力。

1.核心注解@Query介绍


使用SpringDataJPA进行JPQL/SQL一般查询的核心是@Query注解,我们先来看看该注解

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ ElementType.METHOD, ElementType.ANNOTATION_TYPE })
@QueryAnnotation
@Documented
public @interface Query {
	String value() default "";
	String countQuery() default "";
	String countProjection() default "";
	boolean nativeQuery() default false;
	String name() default "";
	String countName() default "";
}
该注解使用的注解位置为方法、注解类型,一般我们用于注解方法即可。@QueryAnnotation标识这是一个查询注解;

@Query注解中有6个参数,value参数是我们需要填入的JPQL/SQL查询语句;nativeQuery参数是标识该查询是否为原生SQL查询,默认为false;countQuery参数为当你需要使用到分页查询时,可以自己定义(count查询)计数查询的语句,如果该项为空但是如果要用到分页,那么就使用默认的主sql条件来进行计数查询;name参数为命名查询需要使用到的参数,一般配配合@NamedQuery一起使用,这个在后面会说到;countName参数作用与countQuery相似,但是使用的是命名查询的(count查询)计数查询语句;countProjection为涉及到投影部分字段查询时的计数查询(count查询);关于投影查询,待会会说到。

有了@Query基础后,我们就可以小试牛刀一把了,对于jar包依赖,我们用的依旧是上一节的依赖,代码如下:

2.准备实验环境


  
    org.springframework.boot  
    spring-boot-starter-parent  
    1.4.1.RELEASE  
  
  
  
    UTF-8  
    1.8  
    org.springframework.boot  
  
  
  
      
      
        ${springBoot.groupId}  
        spring-boot-starter-web  
      
      
      
        ${springBoot.groupId}  
        spring-boot-starter-data-jpa  
      
      
        ${springBoot.groupId}  
        spring-boot-starter-test  
      
      
      
        mysql  
        mysql-connector-java  
      
      
        junit  
        junit  
        4.12  
      

项目结构如下:

SpringData JPA进阶查询—JPQL/原生SQL查询、分页处理、部分字段映射查询_第1张图片

JpaConfiguration配置类与上篇的相同:

@Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
@Configuration
@EnableTransactionManagement(proxyTargetClass=true)
@EnableJpaRepositories(basePackages={"org.fage.**.repository"})
@EntityScan(basePackages={"org.fage.**.entity"})
public class JpaConfiguration {
	@Bean
	PersistenceExceptionTranslationPostProcessor persistenceExceptionTranslationPostProcessor(){
		return new  PersistenceExceptionTranslationPostProcessor();
	}
}
App类:

@SpringBootApplication
@ComponentScan("org.fage.**")
public class App {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		SpringApplication.run(App.class, args);
	}
}

对于实体建模依旧用到上一篇所用的模型Department、User、Role,Department与User为一对多,User与Role为多对多,为了方便后面介绍投影,user多增加几个字段,代码如下:

@Entity
@Table(name = "user")
public class User implements Serializable {

	private static final long serialVersionUID = -7237729978037472653L;
	@Id
	@GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
	private Long id;
	private String name;
	private String password;
	@Column(name = "create_date")
	@DateTimeFormat(pattern = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss")
	@Temporal(TemporalType.TIMESTAMP)
	private Date createDate;
	private String email;
	// 一对多映射
	@ManyToOne
	@JoinColumn(name = "department_id")
	private Department department;
	// 多对多映射
	@ManyToMany @JsonBackReference
	@JoinTable(name = "user_role", joinColumns = { @JoinColumn(name = "user_id") }, inverseJoinColumns = {
			@JoinColumn(name = "role_id") })
	private List roles;
//getter and setter .....
}


@Entity
@Table(name = "department")
public class Department implements Serializable {
	
	/**
	 * 
	 */
	private static final long serialVersionUID = 3743774627141615707L;
	@Id
	@GeneratedValue(strategy=GenerationType.IDENTITY)
	private Long id;
	private String name;
	@OneToMany(mappedBy = "department")@JsonBackReference
	@JsonBackReferenceprivate List users;
	//getter and setter
}

@Entity
@Table(name="role")
public class Role implements Serializable{
	
	/**
	 * 
	 */
	private static final long serialVersionUID = 1366815546093762449L;
	@Id
	@GeneratedValue(strategy=GenerationType.IDENTITY)
	private Long id;
	private String name;
	
	//getter and setter
}


建模成功时,生成的表结构如下:

SpringData JPA进阶查询—JPQL/原生SQL查询、分页处理、部分字段映射查询_第2张图片

对于Repository:

@Repository
public interface DepartmentRepository extends JpaRepository{}
@Repository
public interface RoleRepository extends JpaRepository{}
@Repository
public interface UserRepository extends JpaRepository{
}

如果以上代码有看不懂的地方,请移步到上一篇一览基础篇。至此,我们已经将环境整理好了,至于表中的数据插入,希望各位参考上一篇文章进行基础的crud操作将表中数据进行填充,接下来介绍@Query查询


二、使用JPQL查询


1 .核心查询与测试样例


在UserRepository中增加以下方法:

//--------------JPQL查询展示-------------//

	//展示位置参数绑定
	@Query(value = "from User u where u.name=?1 and u.password=?2")
	User findByNameAndPassword(String name, String password);

	//展示名字参数绑定
	@Query(value = "from User u where u.name=:name and u.email=:email")
	User findByNameAndEmail(@Param("name")String name, @Param("email")String email);
	
	//展示like模糊查询
	@Query(value = "from User u where u.name like %:nameLike%")
	List findByNameLike(@Param("nameLike")String nameLike);
	
	//展示时间间隔查询
	@Query(value = "from User u where u.createDate between :start and :end")
	List findByCreateDateBetween(@Param("start")Date start, @Param("end")Date end);
	
	//展示传入集合参数查询
	@Query(value = "from User u where u.name in :nameList")
	List findByNameIn(@Param("nameList")Collection nameList);
	
	//展示传入Bean进行查询(SPEL表达式查询)
	@Query(value = "from User u where u.name=:#{#usr.name} and u.password=:#{#usr.password}")
	User findByNameAndPassword(@Param("usr")User usr);
	
	//展示使用Spring自带分页查询
	@Query("from User u")
	Page findAllPage(Pageable pageable);
	
	//展示带有条件的分页查询
	@Query(value = "from User u where u.email like %:emailLike%")
	Page findByEmailLike(Pageable pageable, @Param("emailLike")String emailLike);
TestClass的代码如下:

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class TestClass {
	final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(TestClass.class);
	@Autowired
	UserRepository userRepository;
	
	@Test
	public void testfindByNameAndPassword(){
		userRepository.findByNameAndPassword("王大帅", "123");
	}
	
	@Test
	public void testFindByNameAndEmail(){
		userRepository.findByNameAndEmail("张大仙", "[email protected]");
	}
	
	@Test
	public void testFindByNameLike(){
		List users = userRepository.findByNameLike("马");
		logger.info(users.size() + "----");
	}
	
	@Test
	public void testFindByCreateDateBetween() throws ParseException{
		List users = userRepository.findByCreateDateBetween(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").parse("2018-01-01 00:00:00"), new Date(System.currentTimeMillis()));
		logger.info(users.size() + "----");
	}
	
	@Test
	public void testFindByNameIn(){
		List list = new ArrayList();
		list.add("王大帅");
		list.add("李小三");
		userRepository.findByNameIn(list);
	}
	
	@Test
	public void testfindByNameAndPasswordEntity(){
		User u = new User();
		u.setName("李小三");
		u.setPassword("444");
		userRepository.findByNameAndPassword(u);
	}
	
	@Test
	public void testFindAllPage(){
		Pageable pageable = new PageRequest(0,5);
		Page page = userRepository.findAllPage(pageable);
		ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
		String json = mapper.writeValueAsString(page); 
	 logger.info(json);
	}
	@Test
	public void findByEmailLike(){
		Pageable pageable = new PageRequest(0,5,new Sort(Direction.ASC,"id"));
		userRepository.findByEmailLike(pageable, "@qq.com");
	}
}
至此,显示了使用JPQL进行单表查询的绝大多数操作,当你在实体设置了fetch=FetchType.LAZY 或者EAGER时,会有不同的自动连接查询,鼓励大家自行尝试。以上查询语句有必要对其中几个进行解释一下;

对于UserRepository中的第一与第二个方法,目的是为了比较与展示位置绑定与名字绑定的区别,相信根据名称大家就能判别是什么意思与区别了,位置绑定即是方法参数从左到右第123456...所在位置的参数与查询语句中的第123456...进行对应。名字绑定即是查询语句中的参数名称与方法参数名称一一对应;对于第三个与第四个查询例子就不多说了;第五条查询语句展示的是传入集合进行in查询;第六条查询例子展示的是传入bean进行查询,该查询使用的表达式是Spring的SPEL表达式;

2. 分页与排序


最后两条查询语句展示的是进行分页查询、分页并排序查询,使用的计数查询默认使用主查询语句中的条件进行count, 当Repository接口的方法中含有Pageable参数时,那么SpringData认为该查询是需要分页的;org.springframework.data.domain.Pageable是一个接口,接口中定义了分页逻辑操作,它具有一个间接实现类为PageRequest,我们最需要关注的是PageRequest这个实现类的三个构造方法:

public class PageRequest extends AbstractPageRequest {
....
....
	public PageRequest(int page, int size) {
		this(page, size, null);
	}
	public PageRequest(int page, int size, Direction direction, String... properties) {
		this(page, size, new Sort(direction, properties));
	}
	public PageRequest(int page, int size, Sort sort) {
		super(page, size);
		this.sort = sort;
	}
....
....
}
page参数为页码(查第几页,从0页开始),size为每页显示多少条记录数;
Direction则是一个枚举,如果该参数被传入则进行排序,常用的有Direction.ASC/Direction.DESC,即正序排与逆序排,如果排序,需要根据哪个字段排序呢?properties是一个可变长参数,传入相应字段名称即可根据该字段排序。还有最后一个参数Sort,Sort这个类中有一个构造方法:public Sort(Direction direction, String... properties),没错,我不用说相信大家都已经懂了是干什么用的了。

Pageable与PageRequest的关系解释完了,那么就该介绍一下最后两条查询语句的返回值Page是干什么用的了,让我们看看倒数第二个测试方法返回的json串结果:

{ "content": [ 
{ "id": 1,"name": "王大帅","password": "123", "createDate": 1515312688000, "email": "[email protected]","department": { "id": 1, "name": "开发部"}},
{ "id": 2, "name": "张大仙", "password": "456", "createDate": 1515139947000, "email": "[email protected]", "department": {"id": 1, "name": "开发部" }},
{"id": 3, "name": "李小三","password": "789","createDate": 1514794375000, "email": "[email protected]","department": {"id": 1, "name": "开发部" }},
{"id": 4, "name": "马上来","password": "444", "createDate": 1512116003000, "email": "[email protected]", "department": { "id": 1,"name": "开发部" } },
{ "id": 5, "name": "马德华", "password": "555","createDate": 1515312825000,"email": "[email protected]","department": { "id": 1, "name": "开发部"} }],
  "last": true,
  "totalPages": 1,
  "totalElements": 5,
  "size": 5,
  "number": 0,
  "sort": null,
  "first": true,
  "numberOfElements": 5
}
跟踪源码得到结论,Page是一个接口,它的基类接口Slice也是一个接口,而实现类Chunk实现了Slice,实现类PageImpl继承了Chunk并且实现了Page接口。所以实际上Json输出的字符串是PageImpl的拥有的所有属性(包括其父类Chunk)。content属性是分页得出的实体集合,类型为List,也就是上面json串中的content。last属性表示是否为最后一页,totalPages表示总页数,totalElements表示总记录数,size为每页记录数大小,number表示当前为第几页,numberOfElements表示当前页所拥有的记录数,first表示当前是否第一页,sort为排序信息。

到这里,Page与Pageable都了解了。

3. 关联查询与部分字段映射投影


接下来介绍使用JPQL进行关联查询与部分字段映射。现在的查询需求是,查出所有用户的名字、用户所属部门、用户的email、统计用户所拥有的角色有多少个,然后将列表结果进行给前端显示。有的朋友说,那我把关联到的对象都拿出来不就完了。可是,实际开发中一个表下有几十个字段会很常见,如果全部都拿出来是没有必要的,所以我们可以把需要的字段拿出来就可以了,下面介绍两种方法实现这种需求。

3.1 使用VO(view object)做映射与投影


我们在src/main/java中增加一个org.fage.vo包,该包下存放VO对象,我们在该包下创建一个UserOutputVO:

public class UserOutputVO {
	private String name;		//用户的名字
	private String email;		//用户的email
	private String departmentName;	//用户所属的部门
	private Long roleNum;		//该用户拥有的角色数量
	
	public UserOutputVO(String name, String email, String departmentName, Long roleNum) {
		super();
		this.name = name;
		this.email = email;
		this.departmentName = departmentName;
		this.roleNum = roleNum;
	}
	public UserOutputVO() {
		super();
	}
	//getter and setter and toString
	...
}
在UserRepository中创建查询方法:

@Query(value = "select new org.fage.vo.UserOutputVO(u.name, u.email, d.name as departmentName, count(r.id) as roleNum) from User u "
			+ "left join u.department d left join u.roles r group by u.id")
	Page findUserOutputVOAllPage(Pageable pageable);

这里注意一下,VO中的构造方法参数一定要与查询语句中的查询字段类型相匹配(包括数量),如果不匹配就会报错。以下是测试代码:

@Test
	public void testFindUserOutputVOAllPage(){
		Pageable pageable = new PageRequest(0,5);
		Page page = userRepository.findUserOutputVOAllPage(pageable);
		List list = page.getContent();
		for(UserOutputVO vo : list)
			logger.info(vo.toString());
	}
输出结果:

对于连接查询,有join、left join 、right join,与sql的类似,但是唯一需要注意的地方就是建模的关系要能连接起来,因为只有这样才能使用“.”进行连接;就像你想的那样,它是类似对象导航的,与sql的表连接有些使用上的不同,但是最终的连接结果是相同的。

3.2 使用projection接口做映射与投影


依然使用的是上面查询VO的需求进行查询,换成projection的方式,在org.fage.vo中创建一个接口:

public interface UserProjection {
	String getName();
	
	@Value("#{target.emailColumn}")//当别名与该getXXX名称不一致时,可以使用该注解调整
	String getEmail();
	
	String getDepartmentName();
	
	Integer getRoleNum();
}
在UserRepository中创建查询语句:

//故意将email别名为emailColumn,以便讲解@Value的用法
	@Query(value = "select u.name as name, u.email as emailColumn, d.name as departmentName, count(r.id) as roleNum from User u "
			+ "left join u.department d left join u.roles r group by u.id")
	Page findUserProjectionAllPage(Pageable pageable);
在TestClass中添加测试方法:

@Test
	public void testFindUserProjectionAllPage(){
		Page page = userRepository.findUserProjectionAllPage(new PageRequest(0,5));
		Collection list = page.getContent();
		for(UserProjection up : list){
			logger.info(up.getName());
			logger.info(up.getEmail());
			logger.info(up.getDepartmentName());
			logger.info(up.getRoleNum()+"");
		}
	}
测试结果是成功的。在这里需要注意几点约束,Projection接口中必须以“getXXX”来命名方法,关于“XXX”则是要与查询语句中的别名相对应,注意观察上面的Projection接口与查询语句就发现了。不难发现,有一个别名为emailColumn,与Projection接口中的getEmail方法并不对应,这种时候可以使用@Value{"${target.xxx}"}注解来调整,注意其中的target不能省略,可以把target看成用别名查出来的临时对象,这样就好理解了。

两种方式都可以,对于到底哪种方式好,这取决于你的需求。


4.命名查询

如果以上查询实例都弄懂了,那么命名查询也是类似的,换汤不换药;这里简单的只举两个例子,需求变更时请大家自行尝试。
命名查询的核心注解是@NamedQueries 与 @NamedQuery;@NamedQueries中只有一个value参数,该参数是@NamedQuery的数组。@NamedQuery注解我们需要关注两个参数,query参数也就是需要写入查询语句的地方;name参数则是给该查询命名,命名方式一般约定为  “实体类名.实体对应的repository的查询方法名”,如果看不懂没关系,请看下面的例子。
在Role实体中增加以下代码:
@Entity
@Table(name="role")
@NamedQueries({
	@NamedQuery(name = "Role.findById", query = "from Role r where r.id=?1"),
	@NamedQuery(name = "Role.findAllPage", query = "from Role r")
	//...更多的@NamedQuery
	})
public class Role implements Serializable{
	
	private static final long serialVersionUID = 1366815546093762449L;
	@Id
	@GeneratedValue(strategy=GenerationType.IDENTITY)
	private Long id;
	private String name;
	
	public Role(){
		super();
	}
	
	public Role(String name){
		this.name = name;
	}
	//getter and setter
	
}
对应的RoleRepository代码:

@Repository
public interface RoleRepository extends JpaRepository{
	
	Role findById(Long id);
	
	Page findAllPage(Pageable pageable);
}
相应的测试代码:

@Test
	public void testFindRoleById(){
		roleRepository.findById(1l);
	}
	
	@Test
	public void testFindRoleAllPage(){
		roleRepository.findAll(new PageRequest(0,5));
	}
以上就是命名查询的常用方式。

5. JPQL方式总结

还是比较建议使用JPQL方式,因为SpringDataJPA各方面(比如分页排序)、动态查询等等都支持得比较好,Spring的SPEL表达式还可以扩展到SpringSecurity与SpringDataJPA高级的session用户查询方式,后续博客会有对SpringSecurity的介绍,等到那时候在一起讲解。

三、使用原生SQL查询


有些时候,JPQL使用不当会导致转化成的sql并不如理想的简洁与优化,所以在特定场合还是得用到原生SQL查询的,比如当你想优化sql时等等。


1 .一般查询

使用原生查询时用的也是@Query注解,此时nativeQuery参数应该设置为true。我们先来看一些简单的查询

	@Query(value = "select * from user u where u.id=:id", nativeQuery = true)
	User findByIdNative(@Param("id")Long id);
	
	@Query(value = "select * from user", nativeQuery = true)
	List findAllNative();
看看测试代码:

@Test
	@Transactional
	public void testFindByIdNative(){
		User u = userRepository.findByIdNative(1l);
		logger.info(u.toString());
		logger.info(u.getRoles().toString());
	}
	
	@Test
	public void testFindAllNative(){
		List list = userRepository.findAllNative();
		for(User u : list){
			logger.info(u.toString());
		}
	}

结果发现当查所有字段的时候,确实能映射成功,并且fetch快加载、懒加载自动关联也能正常使用。接下来我们换刚才使用JPQL时的查询需求,看看用SQL时该怎么做。


2.投影与映射分页查询


查询列表的需求依旧是刚才介绍使用JPQL时使用的需求(分页查出所有用户的名字、用户所属部门、用户的email、统计用户所拥有的角色有多少个),在UserRepository中创建代码片段:

//展示原生查询
	@Query(value = "select u.name as name, u.email as emailColumn, d.name as departmentName, count(ur.role_id) as roleNum from user u "
			+ "left join department d on d.id=u.department_id left join user_role ur on u.id=ur.user_id group by u.id limit :start,:size",
			nativeQuery = true)
	List findUserProjectionAllPageNative(@Param("start")int start, @Param("size")int size);

	//count语句
	@Query(value = "select count(u.id) from user u", nativeQuery = true)
	long countById();

在TestClass中创建测试代码:

@Test
	public void testFindUserProjectionAllPageNative(){
		Pageable pageable = new PageRequest(0,5);
		List content = userRepository.findUserProjectionAllPageNative(pageable.getOffset(), pageable.getPageSize());
		long total = userRepository.countById();
		//查看一下查询结果
		logger.info(content.size() + "");
		for(Object[] o : content){
			logger.info("名字:" + o[0].toString());
			logger.info("email:" + o[1].toString());
			logger.info("所属部门" + o[2].toString());
			logger.info("角色数量" + o[3].toString());
		}
		//如果需要的话,自行封装分页信息
		Page page = new PageImpl(content, pageable, total);
		System.out.println(page);
	} 
  

解释一下上面代码,由于是原生查询不支持动态分页,Page分页我们只能自己做了,但是依旧使用的是Spring的Page;pageable.getOffset()与pageable.getPageSize()分别对应limit ?, ?的第一与第二个问号。原生查询得出来的List是包函一堆被封装成Object的对象数组,每个object数组可以通过数组索引拿出值,也就与需要查的字段一一对应。如果你需要存入VO再带回给前端,那么你可以自行封装。对于PageImpl,我们使用了public PageImpl(List content, Pageable pageable, long total) 这个构造方法,第一个参数是查询到的结果,第二个就不用说了,第三个参数是对主sql的count查询。当前端需要显示分页时,可以这样进行手动分页。

3.SQL方式总结

当你需要进行sql优化时,可能用原生sql方式会更好。但是一般需求时候用JPQL还是比较方便的,毕竟这样比较省事,拿数据总是需要分页的,有时候只需要拿几个字段也是这样。


四、总结


当你在接到一般需求时,使用JPQL的方式其实已经足够用了。但是如果对sql需要优化的时候,你也可以使用SQL的方式。总而言之,需要根据需求来应变使用的策略。

如果文中有不当的地方欢迎同学们提出建议与修改方案,但是请不要谩骂与辱骂。

下一篇将讲解SpringDataJPA根据动态条件进行查询的方方面面。

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