Spring全家桶--数据库相关

目录

如何配置数据源 

Spring Boot 做了哪些配置 

数据源相关配置属性 

数据库连接池

HikariCP 

Alibaba Druid 

通过 Spring JDBC 访问数据库 

了解 Spring 的抽象 

Spring 的事务抽象 

Spring 的 JDBC 异常抽象 

O/R Mapping 实践 

常⽤的 Bean 注解 

认识 Spring Data JPA 

Hibernate 

Java Persistence API 

Spring Data 

常⽤ JPA 注解 

Project Lombok 

Spring Data JPA 的基本用法 

通过 MyBatis 操作数据库 

NoSQL 实践 

Docker 容器辅助开发

Spring Data MongoDB 的基本⽤法 

Spring Data Redis 的基本⽤法 

Redis 的几种运⾏模式

Spring 的缓存抽象 

Project Reactor

Project Reactor 介绍 

通过 Reactive 的⽅式访问 NoSQL 

通过 Reactive 的⽅式访问数据 RDBMS 

Spring AOP 的基本概念

监控 DAO 层的简单方案 

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如何配置数据源 

Spring Boot 做了哪些配置 

DataSourceAutoConfiguration 配置 DataSource  

DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration 配置 DataSourceTransactionManager  

JdbcTemplateAutoConfiguration 配置 JdbcTemplate 

 

数据源相关配置属性 

通⽤ 

• spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost/test 
• spring.datasource.username=dbuser
• spring.datasource.password=dbpass 
• spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver(可选) 

初始化内嵌数据库 

• spring.datasource.initialization-mode=embedded|always|never 
• spring.datasource.schema与spring.datasource.data确定初始化SQL⽂文件 
• spring.datasource.platform=hsqldb | h2 | oracle | mysql | postgresql(与前者对应) 

配置多数据源的注意事项 

1. 不同数据源的配置要分开
2. 关注每次使⽤用的数据源

• 有多个DataSource时系统如何判断 
• 对应的设施(事务、ORM等)如何选择DataSource 

Spring Boot中的多数据源配置 

⼿工配置两组 DataSource 及相关内容 

与Spring Boot协同工作(二选⼀) 

• 配置@Primary类型的Bean 
• 排除Spring Boot的⾃动配置 

• DataSourceAutoConfiguration 
• DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration 
• JdbcTemplateAutoConfiguration 

 

数据库连接池

连接池选择时的考量量点 

• 可靠性 
• 性能  
• 功能 
• 可运维性 
• 可扩展性  
• 其他   

 

HikariCP 

HikariCP 为什么快 

1. 字节码级别优化(很多方法通过 JavaAssist 生成)

2. ⼤量小改进 

• 用 FastStatementList 代替 ArrayList
• 无锁集合 ConcurrentBag
• 代理类的优化(⽐如，用 invokestatic 代替了 invokevirtual) 

 

在 Spring Boot 2.x 中 默认使⽤用 HikariCP

spring.datasource.hikari.*  

Spring Boot 1.x  默认使用 Tomcat 连接池，需要移除 tomcat-jdbc 依赖

• spring.datasource.type=com.zaxxer.hikari.HikariDataSource 

 

常用 HikariCP 配置参数 

常用配置 

• spring.datasource.hikari.maximumPoolSize=10 
• spring.datasource.hikari.minimumIdle=10 
• spring.datasource.hikari.idleTimeout=600000 
• spring.datasource.hikari.connectionTimeout=30000 
• spring.datasource.hikari.maxLifetime=1800000 

其他配置详见 HikariCP 官⽹网  

https://github.com/brettwooldridge/HikariCP 

 

Alibaba Druid 

“Druid连接池是阿⾥巴巴开源的数据库连接池项目。Druid连接池为监控⽽生， 内置强⼤的监控功能，监控特性不影响性能。功能强⼤大，能防SQL注⼊入，内置 Logging能诊断Hack应⽤行为。”                                          –Alibaba Druid 官⽅方介绍 

实⽤的功能

• 详细的监控(真的是全面) 
• ExceptionSorter，针对主流数据库的返回码都有支持 
• SQL 防注⼊
• 内置加密配置 众多扩展点，⽅便进行定制 

数据源配置 

直接配置 DruidDataSource 

通过 druid-spring-boot-starter 

• spring.datasource.druid.* 

Filter 配置 

• spring.datasource.druid.filters=stat,config,wall,log4j (全部使⽤用默认值) 

密码加密 

• spring.datasource.password=<加密密码> 
• spring.datasource.druid.filter.config.enabled=true 
• spring.datasource.druid.connection-properties=config.decrypt=true;config.decrypt.key= 

SQL 防注入 

• spring.datasource.druid.filter.wall.enabled=true 
• spring.datasource.druid.filter.wall.db-type=h2 
• spring.datasource.druid.filter.wall.config.delete-allow=false
• spring.datasource.druid.filter.wall.config.drop-table-allow=false 

Druid Filter 

• 用于定制连接池操作的各种环节
• 可以继承 FilterEventAdapter 以便便⽅方便便地实现 Filter 
• 修改 META-INF/druid-filter.properties 增加 Filter 配置 

 

通过 Spring JDBC 访问数据库 

Spring 的 JDBC 操作类 

spring-jdbc 

• core，JdbcTemplate 等相关核心接⼝和类 
• datasource，数据源相关的辅助类 
• object，将基本的 JDBC 操作封装成对象 
• support，错误码等其他辅助工具 

 

简单的 JDBC 操作 

JdbcTemplate 

• query 
• queryForObject 
• queryForList 
• update
• execute 

 

SQL 批处理 

JdbcTemplate 

batchUpdate 

• BatchPreparedStatementSetter 

NamedParameterJdbcTemplate 

batchUpdate 

• SqlParameterSourceUtils.createBatch 

 

了解 Spring 的抽象 

Spring 的事务抽象 

一致的事务模型 

• JDBC/Hibernate/myBatis 
• DataSource/JTA 

 

事务抽象的核⼼接口 

PlatformTransactionManager 

• DataSourceTransactionManager 

• HibernateTransactionManager

• JtaTransactionManager 

TransactionDefinition 

• Propagation 

• Isolation

• Timeout 

• Read-only status 

 

事务传播特性 

传播性	值	描述
PROPAGATION_REQUIRED	0	当前有事务就⽤当前的，没有就⽤新的
PROPAGATION_SUPPORTS	1	事务可有可无，不是必须的
PROPAGATION_MANDATORY	2	当前一定要有事务，不然就抛异常
PROPAGATION_REQUIRES_NEW	3	⽆论是否有事务，都起个新的事务
PROPAGATION_NOT_SUPPORTED	4	不支持事务，按非事务⽅式运行
PROPAGATION_NEVER	5	不支持事务，如果有事务则抛异常
PROPAGATION_NESTED	6	当前有事务就在当前事务里里再起⼀个事务

 

事务隔离特性 

隔离性	值	脏读	不可重复读	幻读
ISOLATION_READ_UNCOMMITTED	1	√	√	√
ISOLATION_READ_COMMITTED	2	×	√	√
ISOLATION_REPEATABLE_READ	3	×	×	√
ISOLATION_SERIALIZABLE	4	×	×	×

 

编程式事务 

TransactionTemplate 

• TransactionCallback 
• TransactionCallbackWithoutResult 

PlatformTransactionManager 可以传⼊TransactionDefinition进行定义 

 

声明式事务 

基于注解的配置⽅方式 

开启事务注解的⽅方式 

• @EnableTransactionManagement 
•  

一些配置 

• proxyTargetClass 
• mode
• order 

@Transactional 

• transactionManager 
• propagation 
• isolation
• timeout 
• readOnly 
• 怎么判断回滚 

 

Spring 的 JDBC 异常抽象 

Spring 会将数据操作的异常转换为 DataAccessException ，无论使用何种数据访问⽅方式，都能使⽤一样的异常 

Spring 通过 SQLErrorCodeSQLExceptionTranslator 解析错误码 

ErrorCode 定义 

• org/springframework/jdbc/support/sql-error-codes.xml 
• Classpath 下的 sql-error-codes.xml 

错误码解析逻辑可定制

 

O/R Mapping 实践 

常⽤的 Bean 注解 

通过注解定义 Bean 

@Component 

@Repository 

@Service 

@Controller 

• @RestController 

 

认识 Spring Data JPA 

对象与关系的范式不匹配 

	Object	RDBMS
粒度	类	表
继承	有	没有
唯⼀性	a == b a.equals(b)	主键
关联	引⽤用	外键
数据访问	逐级访问	SQL 数量要少

 

Hibernate 

一款开源的对象关系映射(Object / Relational Mapping)框架 

将开发者从 95% 的常⻅数据持久化⼯作中解放出来 

屏蔽了底层数据库的各种细节 

Hibernate 发展历程 

2001年，Gavin King 发布第⼀个版本 

2003年，Hibernate 开发团队加入 JBoss 

2006年，Hibernate 3.2 成为 JPA 实现 

 

Java Persistence API 

JPA 为对象关系映射提供了⼀种基于 POJO 的持久化模型 

• 简化数据持久化代码的开发工作
• 为 Java 社区屏蔽不不同持久化 API 的差异 

2006 年，JPA 1.0 作为 JSR 220 的⼀部分正式发布 

 

Spring Data 

在保留底层存储特性的同时，提供相对⼀致的、基于 Spring 的编程模型 

主要模块 

• Spring Data Commons 
• Spring Data JDBC 
• Spring Data JPA 
• Spring Data Redis ......

 

常⽤ JPA 注解 

实体 

• @Entity、@MappedSuperclass 
• @Table(name)

主键 

@Id 

• @GeneratedValue(strategy, generator)
• @SequenceGenerator(name, sequenceName)

映射 

• @Column(name, nullable, length, insertable, updatable) 
• @JoinTable(name)、@JoinColumn(name) 

关系  

• @OneToOne、@OneToMany、@ManyToOne、@ManyToMany 
• @OrderBy 

 

Project Lombok 

Project Lombok 能够⾃动嵌入 IDE 和构建工具，提升开发效率 

常用功能 

• @Getter / @Setter
• @ToString
• @NoArgsConstructor / @RequiredArgsConstructor / @AllArgsConstructor
• @Data
• @Builder
• @Slf4j / @CommonsLog / @Log4j2

 

Spring Data JPA 的基本用法 

Repository 

@EnableJpaRepositories 

Repository, ID> 接口 

• CrudRepository
• PagingAndSortingRepository
• JpaRepository

定义查询 

根据方法名

• find...By... / read...By... / query...By... / get...By...
• count...By...
• ...OrderBy...[Asc / Desc]
• And / Or / IgnoreCase
• Top / First / Distinct

分页查询 

• PagingAndSortingRepository
• Pageable / Sort
• Slice / Page

Repository 是怎么从接口变成 Bean 的 

Repository Bean 是如何创建的 

JpaRepositoriesRegistrar 

• 激活了 @EnableJpaRepositories
• 返回了 JpaRepositoryConfigExtension 

RepositoryBeanDefinitionRegistrarSupport.registerBeanDefinitions 

• 注册 Repository Bean(类型是 JpaRepositoryFactoryBean ) 

RepositoryConfigurationExtensionSupport.getRepositoryConfigurations 

• 取得 Repository 配置 

JpaRepositoryFactory.getTargetRepository 

• 创建了 Repository 

接⼝中的⽅法是如何被解释的

RepositoryFactorySupport.getRepository 添加了Advice 

• DefaultMethodInvokingMethodInterceptor
• QueryExecutorMethodInterceptor

AbstractJpaQuery.execute 执行具体的查询 

语法解析在 Part 中 

 

通过 MyBatis 操作数据库 

认识 MyBatis 

MyBatis(https://github.com/mybatis/mybatis-3) 

• 一款优秀的持久层框架
• 支持定制化 SQL、存储过程和高级映射 

 

在 Spring 中使⽤用 MyBatis 

• MyBatis Spring Adapter(https://github.com/mybatis/spring)
• MyBatis Spring-Boot-Starter(https://github.com/mybatis/spring-boot-starter)  

简单配置 

• mybatis.mapper-locations = classpath*:mapper/**/*.xml 
• mybatis.type-aliases-package = 类型别名的包名 
• mybatis.type-handlers-package = TypeHandler扫描包名 
• mybatis.configuration.map-underscore-to-camel-case = true 

Mapper 的定义与扫描 

@MapperScan 配置扫描位置 

@Mapper 定义接⼝ 映射的定义—— XML 与注解 

 

让 MyBatis 更好用的那些⼯具 MyBatis Generator 

认识 MyBatis Generator 

MyBatis Generator(http://www.mybatis.org/generator/) 

MyBatis 代码生成器 

根据数据库表生成相关代码 

• POJO 
• Mapper 接⼝
• SQL Map XML 

 

运⾏ MyBatis Generator 

命令⾏

 java -jar mybatis-generator-core-x.x.x.jar -configfile generatorConfig.xml 

Maven Plugin(mybatis-generator-maven-plugin) 

mvn mybatis-generator:generate 

${basedir}/src/main/resources/generatorConfig.xml 

Eclipse Plugin 

Java 程序
Ant Task 

配置 MyBatis Generator 

generatorConfiguration 

context 

• jdbcConnection
• javaModelGenerator
• sqlMapGenerator
• javaClientGenerator (ANNOTATEDMAPPER / XMLMAPPER / MIXEDMAPPER) 
• table 

 

⽣成时可以使用的插件 

内置插件都在 org.mybatis.generator.plugins 包中 

• FluentBuilderMethodsPlugin
• ToStringPlugin
• SerializablePlugin
• RowBoundsPlugin
• ...... 
•  

使用⽣成的对象 

• 简单操作，直接使⽤生成的 xxxMapper 的⽅法 
• 复杂查询，使⽤生成的 xxxExample 对象 

 

让 MyBatis 更好用的那些⼯具 —MyBatis PageHelper 

认识 MyBatis PageHelper 

MyBatis PageHepler(https://pagehelper.github.io) 

• 支持多种数据库 
• 支持多种分⻚方式 
• SpringBoot 支持(https://github.com/pagehelper/pagehelper-spring-boot ) 
  • pagehelper-spring-boot-starter 

 

NoSQL 实践 

Docker 容器辅助开发

优点：简化了重复搭建开发环境的工作、交付系统更更为流畅、伸缩性更更好。

在本地的基本⽤法：

镜像相关 

• docker pull

• docker search

容器相关 

• docker run

• docker start/stop <容器器名> 

• docker ps <容器器名> 

• docker logs <容器器名> 

docker run 的常⽤用选项 

docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...] 

选项说明 

• -d，后台运行容器 
• -e，设置环境变量量
• --expose / -p 宿主端口:容器端口 
• --name，指定容器名称 
• --link，链接不同容器
• -v 宿主目录:容器⽬录，挂载磁盘卷 

 

国内 Docker 镜像配置 

官⽅ Docker Hub 

• https://hub.docker.com 

官⽅方镜像 

• 镜像 https://www.docker-cn.com/registry-mirror 

• 下载 https://www.docker-cn.com/get-docker  

阿⾥里里云镜像 

https://dev.aliyun.com 

 

Docker 常⽤命令

通过 Docker 启动 MongoDB 

官⽅指引 

• https://hub.docker.com/_/mongo 

获取镜像 

• docker pull mongo

运行 MongoDB 镜像 

• docker run --name mongo -p 27017:27017 -v ~/docker-

data/mongo:/data/db -e MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME=admin

-e MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD=admin -d mongo

 

通过 Docker 启动 MongoDB 

登录到 MongoDB 容器中 

• docker exec -it mongo bash

通过 Shell 连接 MongoDB 

• mongo -u admin -p admin

 

Spring Data MongoDB 的基本⽤法 

在 Spring 中访问 MongoDB 

Spring 对 MongoDB 的支持 

MongoDB 是一款开源的文档型数据库 

• https://www.mongodb.com 

Spring 对 MongoDB 的支持 

Spring Data MongoDB 

• MongoTemplate 
• Repository ⽀持 

 

Spring Data MongoDB 的基本⽤用法 

注解 

• @Document 
• @Id 

MongoTemplate 

• save / remove
• Criteria / Query / Update

 

初始化 MongoDB 的库及权限 创建库 

  use springTest;

创建⽤用户 

  db.createUser(

    {

      user: "test",

      pwd: "test",

      roles: [

         { role: "readWrite", db: "springTest" }

      ]

} ) 

 

Spring Data MongoDB 的 Repository 

@EnableMongoRepositories 

对应接口 

• MongoRepository
• PagingAndSortingRepository
• CrudRepository

 

Spring Data Redis 的基本⽤法 

在 Spring 中访问 Redis 

Spring 对 Redis 的⽀持 Redis 是⼀一款开源的内存 KV 存储，⽀支持多种数据结构 

• https://redis.io

Spring 对 Redis 的支持 

• Spring Data Redis 

• 支持的客户端 Jedis / Lettuce 
• RedisTemplate
• Repository ⽀支持 

 

Jedis 客户端的简单使⽤ 

• Jedis 不是线程安全的
• 通过 JedisPool 获得 Jedis 实例
• 直接使⽤用 Jedis 中的⽅方法 

 

Jedis 客户端的简单使用 

通过 Docker 启动 Redis 

官⽅指引 

• https://hub.docker.com/_/redis 

获取镜像 

• docker pull redis

启动 Redis 

• docker run --name redis -d -p 6379:6379 redis

 

Redis 的几种运⾏模式

Redis 的哨兵与集群模式 

Redis 的哨兵模式 Redis Sentinel 是 Redis 的一种⾼可用方案 

• 监控、通知、⾃自动故障转移、服务发现

JedisSentinelPool 

 

Redis 的集群模式 

Redis Cluster 

• 数据自动分片(分成16384个 Hash Slot ) 
• 在部分节点失效时有⼀一定可⽤用性

JedisCluster 

• Jedis 只从 Master 读数据，如果想要⾃自动读写分离，可以定制 

 

Spring 的缓存抽象 

为不同的缓存提供一层抽象

• 为 Java ⽅法增加缓存，缓存执行结果 

• 支持ConcurrentMap、EhCache、Caffeine、JCache(JSR-107) 

• 接⼝

• org.springframework.cache.Cache
• org.springframework.cache.CacheManager

 

基于注解的缓存 

@EnableCaching 

• @Cacheable
• @CacheEvict
• @CachePut
• @Caching
• @CacheConfig

 

通过 Spring Boot 配置 Redis 缓存 

Redis 在 Spring 中的其他用法 

 

与 Redis 建立连接

配置连接⼯厂 

•  LettuceConnectionFactory 与 JedisConnectionFactory 

• RedisStandaloneConfiguration
• RedisSentinelConfiguration
• RedisClusterConfiguration

 

读写分离 

Lettuce 内置支持读写分离 

• 只读主、只读从 
• 优先读主、优先读从 

LettuceClientConfiguration

LettucePoolingClientConfiguration

LettuceClientConfigurationBuilderCustomizer

 

RedisTemplate 

RedisTemplate, V>

• opsForXxx() 

StringRedisTemplate 

一定注意设置过期时间!!!

 

Redis Repository 

实体注解 

• @RedisHash
• @Id
• @Indexed

 

处理不同类型数据源的 Repository 

如何区分这些 Repository 

• 根据实体的注解
• 根据继承的接⼝类型
• 扫描不同的包

 

Project Reactor

Project Reactor 介绍 

“在计算机中，响应式编程或反应式编程(英语:Reactive Programming)是一种面向数据流和变化传播的编程范式。这意味着可以在编程语⾔中很⽅便地表达静态或动态的数据流， ⽽相关的计算模型会自动将变化的值通过数据流进⾏传播。” 

——维基百科 

 

Project Reactor ⼀些核⼼的概念 

Operators - Publisher / Subscriber 

• Nothing Happens Until You subscribe()

• Flux [ 0..N ] - onNext()、onComplete()、onError() 

• Mono [ 0..1 ] - onNext()、onComplete()、onError() 

Backpressure 

• Subscription 

• onRequest()、onCancel()、onDispose() 

线程调度 Schedulers 

• immediate() / single() / newSingle()

• elastic() / parallel() / newParallel()

错误处理

• onError / onErrorReturn / onErrorResume 

• doOnError / doFinally 

 

通过 Reactive 的⽅式访问 NoSQL 

通过 Reactive 的⽅式访问数据 Redis 

Spring Data Redis 

Lettuce 能够支持 Reactive ⽅式 

Spring Data Redis 中主要的支持 

• ReactiveRedisConnection

• ReactiveRedisConnectionFactory

• ReactiveRedisTemplate

• opsForXxx() 

 

通过 Reactive 的⽅式访问数据 MongoDB 

Spring Data MongoDB 

MongoDB 官⽅提供了⽀持 Reactive 的驱动 

• mongodb-driver-reactivestreams 

Spring Data MongoDB 中主要的⽀支持 

• ReactiveMongoClientFactoryBean

• ReactiveMongoDatabaseFactory

• ReactiveMongoTemplate

 

通过 Reactive 的⽅式访问数据 RDBMS 

Spring Data R2DBC 

R2DBC (https://spring.io/projects/spring-data-r2dbc) 

• Reactive Relational Database Connectivity 

支持的数据库 

• Postgres(io.r2dbc:r2dbc-postgresql) 

• H2(io.r2dbc:r2dbc-h2)
• Microsoft SQL Server(io.r2dbc:r2dbc-mssql) 

 

Spring Data R2DBC 

  一些主要的类 

• ConnectionFactory

• DatabaseClient

• execute().sql(SQL)
• inTransaction(db -> {}) 

• R2dbcExceptionTranslator 

• SqlErrorCodeR2dbcExceptionTranslator

 

R2DBC Repository 支持 

一些主要的类 

• @EnableR2dbcRepositories 

• ReactiveCrudRepository, ID>

• @Table / @Id 
• 其中的方法返回都是 Mono 或者 Flux 
• 自定义查询需要⾃己写 @Query 

 

Spring AOP 的基本概念

通过 AOP 打印数据访问层摘要 

Spring AOP 的⼀些核心概念 

概念	含义
Aspect	切面
Join Point	连接点，Spring AOP里总是代表一次⽅法行行
Advice	通知，在连接点执行的动作
Pointcut	切入点，说明如何匹配连接点
Introduction	引入，为现有类型声明额外的⽅法和属性
Target object	⽬标对象
AOP proxy	AOP 代理对象，可以是 JDK 动态代理，也可以是 CGLIB 代理
Weaving	织入，连接切面与⽬标对象或类型创建代理的过程

常用注解 

• @EnableAspectJAutoProxy
• @Aspect
• @Pointcut
• @Before
• @After / @AfterReturning / @AfterThrowing
• @Around
• @Order

 

监控 DAO 层的简单方案 

• 如何打印 SQL 
   

HikariCP 

• P6SQL，https://github.com/p6spy/p6spy 

 

Alibaba Druid 

• 内置 SQL 输出 

• https://github.com/alibaba/druid/wiki/Druid中使用log4j2进⾏日志输出