Spring Data JPA 是 Spring Boot 体系中约定优于配置的最佳实现，大大简化了项目中数据库的操作。从本课开始将会从 JPA 的由来开始讲解，什么是 JPA、Spring Boot JPA 的实现，以及如何使用。
概念
JPA 由来
ORM 框架能够将 Java 对象映射到关系数据库中，能够直接持久化复杂的 Java 对象。ORM 框架的出现，可以让开发者从数据库编程中解脱出来，把更多的精力放在了业务模型与业务逻辑上。目前比较流行的 ORM 框架有 Hibernate、MyBatis、TopLink、Spring JDBC 等。
在 JPA 规范之前，由于没有官方的标准，使得各 ORM 框架之间的 API 差别很大，使用了某种 ORM 框架的系统会严重受制于该 ORM 的标准。基于此，Sun 引入新的 JPA ORM，主要的原因有：其一，简化现有 Java EE 和 Java SE 应用开发工作；其二，Sun 希望整合 ORM 技术，实现统一的 API 调用接口。
JPA 是什么
JPA（Java Persistence API）是 Sun 官方提出的 Java 持久化规范。它为 Java 开发人员提供了一种对象 / 关联映射工具来管理 Java 应用中的关系数据。它的出现主要是为了简化现有的持久化开发工作和整合 ORM 技术，结束现在 Hibernate、TopLink、JDO 等 ORM 框架各自为营的局面。
值得注意的是，JPA 是在充分吸收了现有的 Hibernate、TopLink、JDO 等 ORM 框架的基础上发展而来的，具有易于使用、伸缩性强等优点。从目前的开发社区的反应上看，JPA 受到了极大的支持和赞扬，其中就包括了 Spring 与 EJB 3.0 的开发团队。
注意：JPA 是一套规范，不是一套产品，那么像 Hibernate、TopLink、JDO 它们是一套产品，如果说这些产品实现了这个 JPA 规范，那么我们就可以称他们为 JPA 的实现产品。
Spring Data JPA
Spring Data JPA 是 Spring 基于 ORM 框架、JPA 规范的基础上封装的一套 JPA 应用框架，可以让开发者用极简的代码即可实现对数据的访问和操作。它提供了包括增、删、改、查等在内的常用功能，且易于扩展，学习并使用 Spring Data JPA 可以极大提高开发效率。Spring Data JPA 其实就是 Spring 基于 Hibernate 之上构建的 JPA 使用解决方案，方便在 Spring Boot 项目中使用 JPA 技术。
Spring Data JPA 让我们解脱了 DAO 层的操作，基本上所有 CRUD 都可以依赖于它实现。
快速上手
添加依赖
<dependency>
<groupId>org.Springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
</dependency>
添加配置文件
spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/test?serverTimezone=UTC&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=true
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=root
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.jpa.properties.hibernate.hbm2ddl.auto=create
spring.jpa.properties.hibernate.dialect=org.hibernate.dialect.MySQL5InnoDBDialect
#SQL 输出
spring.jpa.show-sql=true
#format 一下 SQL 进行输出
spring.jpa.properties.hibernate.format_sql=true
hibernate.hbm2ddl.auto 参数的作用主要用于：自动创建、更新、验证数据库表结构，有四个值。
- create：每次加载 Hibernate 时都会删除上一次生成的表，然后根据 model 类再重新来生成新表，哪怕两次没有任何改变也要这样执行，这就是导致数据库表数据丢失的一个重要原因。
- create-drop：每次加载 Hibernate 时根据 model 类生成表，但是 sessionFactory 一关闭，表就自动删除。
- update：最常用的属性，第一次加载 Hibernate 时根据 model 类会自动建立起表的结构（前提是先建立好数据库），以后加载 Hibernate 时根据 model 类自动更新表结构，即使表结构改变了，但表中的行仍然存在，不会删除以前的行。要注意的是当部署到服务器后，表结构是不会被马上建立起来的，是要等应用第一次运行起来后才会。
- validate ：每次加载 Hibernate 时，验证创建数据库表结构，只会和数据库中的表进行比较，不会创建新表，但是会插入新值。
其中：
- dialect 主要是指定生成表名的存储引擎为 InneoDB
- show-sql 是否在日志中打印出自动生成的 SQL，方便调试的时候查看
实体类
@Entity
public class User {
@Id
@GeneratedValue
private Long id;
@Column(nullable = false， unique = true)
private String userName;
@Column(nullable = false)
private String passWord;
@Column(nullable = false， unique = true)
private String email;
@Column(nullable = true， unique = true)
private String nickName;
@Column(nullable = false)
private String regTime;
//省略 getter settet 方法、构造方法
}
下面对上面用的注解做一个解释。
@Entity(name="EntityName")必须，用来标注一个数据库对应的实体，数据库中创建的表名默认和类名一致。其中，name 为可选，对应数据库中一个表，使用此注解标记 Pojo 是一个 JPA 实体。@Table(name=""，catalog=""，schema="")可选，用来标注一个数据库对应的实体，数据库中创建的表名默认和类名一致。通常和 @Entity 配合使用，只能标注在实体的 class 定义处，表示实体对应的数据库表的信息。@Id必须，@Id 定义了映射到数据库表的主键的属性，一个实体只能有一个属性被映射为主键。@GeneratedValue(strategy=GenerationType，generator="")可选，strategy: 表示主键生成策略，有 AUTO、INDENTITY、SEQUENCE 和 TABLE 4 种，分别表示让 ORM 框架自动选择，generator: 表示主键生成器的名称。@Column(name = "user_code"， nullable = false， length=32)可选，@Column 描述了数据库表中该字段的详细定义，这对于根据 JPA 注解生成数据库表结构的工具。name: 表示数据库表中该字段的名称，默认情形属性名称一致；nullable: 表示该字段是否允许为 null，默认为 true；unique: 表示该字段是否是唯一标识，默认为 false；length: 表示该字段的大小，仅对 String 类型的字段有效。@Transient可选，@Transient 表示该属性并非一个到数据库表的字段的映射，ORM 框架将忽略该属性。@Enumerated可选，使用枚举的时候，我们希望数据库中存储的是枚举对应的 String 类型，而不是枚举的索引值，需要在属性上面添加 @Enumerated(EnumType.STRING) 注解。
Repository 构建
创建的 Repository 只要继承 JpaRepository 即可，就会帮我们自动生成很多内置方法。另外还有一个功能非常实用，可以根据方法名自动生产 SQL，比如 findByUserName 会自动生产一个以 userName 为参数的查询方法，比如 findAll 会自动查询表里面的所有数据等。
public interface UserRepository extends JpaRepository<User， Long> {
User findByUserName(String userName);
User findByUserNameOrEmail(String username,String email);
}
我们只需要在对应的 Repository 中创建好方法，使用的时候直接将接口注入到类中调用即可。在 IDEA 中打开类 UserRepository，在这个类的大括号内的区域右键单击，选择 Diagrams | Show Diagram 选项，即可打开类图，如下：
通过上图我们发现 JpaRepository 继承 PagingAndSortingRepository 和 QueryByExampleExecutor，PagingAndSortingRepository 类主要负责排序和分页内容，QueryByExampleExecutor 提供了很多示例的查询方法，如下：
public interface QueryByExampleExecutor<T> {
<S extends T> S findOne(Example<S> example); //根据“实例”查找一个对象
<S extends T> Iterable<S> findAll(Example<S> example); //根据“实例”查找一批对象
<S extends T> Iterable<S> findAll(Example<S> example, Sort sort); //根据“实例”查找一批对象，且排序
<S extends T> Page<S> findAll(Example<S> example, Pageable pageable); //根据“实例”查找一批对象，且排序和分页
<S extends T> long count(Example<S> example); //根据“实例”查找，返回符合条件的对象个数
<S extends T> boolean exists(Example<S> example); //根据“实例”判断是否有符合条件的对象
}
因此，继承 JpaRepository 的会自动拥有上述这些方法和排序、分页功能。查看源码我们发现 PagingAndSortingRepository 又继承了 CrudRepository。CrudRepository 的源码如下：
@NoRepositoryBean
public interface CrudRepository<T, ID> extends Repository<T, ID> {
<S extends T> S save(S entity);
<S extends T> Iterable<S> saveAll(Iterable<S> entities);
Optional<T> findById(ID id);
boolean existsById(ID id);
Iterable<T> findAll();
Iterable<T> findAllById(Iterable<ID> ids);
long count();
void deleteById(ID id);
void delete(T entity);
void deleteAll(Iterable<? extends T> entities);
void deleteAll();
}
从 CrudRepository 的源码可以看出 CrudRepository 内置了我们最常用的增、删、改、查的方法，方便我们去使用，因为 JpaRepository 继承了 PagingAndSortingRepository，PagingAndSortingRepository 继承了 CrudRepository，所以继承 JpaRepository 的类也默认拥有了上述方法。
因此使用 JPA 操作数据库时，只需要构建的 Repository 继承了 JpaRepository，就会拥有了很多常用的数据库操作方法。
测试
创建好 UserRepository 之后，当业务代码中需要使用时直接将此接口注入到对应的类中，在 Spring Boot 启动时，会自动根据注解内容创建实现类并注入到目标类中。
@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class UserRepositoryTests {
@Resource
private UserRepository userRepository;
@Test
public void test() {
Date date = new Date();
DateFormat dateFormat = DateFormat.getDateTimeInstance(DateFormat.LONG， DateFormat.LONG);
String formattedDate = dateFormat.format(date);
userRepository.save(new User("aa"， "[email protected]"， "aa"， "aa123456"，formattedDate));
userRepository.save(new User("bb"， "[email protected]"， "bb"， "bb123456"，formattedDate));
userRepository.save(new User("cc"， "[email protected]"， "cc"， "cc123456"，formattedDate));
Assert.assertEquals(9， userRepository.findAll().size());
Assert.assertEquals("bb"， userRepository.findByUserNameOrEmail("bb"， "[email protected]").getNickName());
userRepository.delete(userRepository.findByUserName("aa1"));
}
}
上述测试方法简单测试了 JPA 的报错和查询功能，测试用例执行成功表示 JPA 的增、删、改成功。
基本查询
我们可以将 Spring Data JPA 查询分为两种，一种是 Spring Data JPA 默认实现的，另一种是需要根据查询的情况来自行构建。
预生成方法
预生成方法就是我们上面看到的那些方法，因为继承了 JpaRepository 而拥有了父类的这些内容。
（1）继承 JpaRepository
public interface UserRepository extends JpaRepository<User， Long> {
}
（2）使用默认方法
@Test
public void testBaseQuery() {
userRepository.findAll();
userRepository.findById(1l);
userRepository.save(user);
userRepository.delete(user);
userRepository.count();
userRepository.existsById(1l);
// ...
}
所有父类拥有的方法都可以直接调用，根据方法名也可以看出它的含义。
自定义查询
Spring Data JPA 可以根据接口方法名来实现数据库操作，主要的语法是 findXXBy、readAXXBy、queryXXBy、countXXBy、getXXBy 后面跟属性名称，利用这个功能仅需要在定义的 Repository 中添加对应的方法名即可，使用时 Spring Boot 会自动帮我们实现，示例如下。
根据用户名查询用户：
User findByUserName(String userName);
也可以加一些关键字 And、or：
User findByUserNameOrEmail(String username， String email);
修改、删除、统计也是类似语法：
Long deleteById(Long id);
Long countByUserName(String userName)
基本上 SQL 体系中的关键词都可以使用，如 LIKE 、IgnoreCase、OrderBy：
List<User> findByEmailLike(String email);
User findByUserNameIgnoreCase(String userName);
List<User> findByUserNameOrderByEmailDesc(String email);
可以根据查询的条件不断地添加和拼接，Spring Boot 都可以正确解析和执行，其他使用示例可以参考下表。
具体的关键字，使用方法和生产成 SQL 如下表所示
| Keyword | Sample | JPQL snippet |
|---|---|---|
| And | findByLastnameAndFirstname | … where x.lastname = ?1 and x.firstname = ?2 |
| Or | findByLastnameOrFirstname | … where x.lastname = ?1 or x.firstname = ?2 |
| Is，Equals | findByFirstnameIs，findByFirstnameEquals | … where x.firstname = ?1 |
| Between | findByStartDateBetween | … where x.startDate between ?1 and ?2 |
| LessThan | findByAgeLessThan | … where x.age < ?1 |
| LessThanEqual | findByAgeLessThanEqual | … where x.age ⇐ ?1 |
| GreaterThan | findByAgeGreaterThan | … where x.age > ?1 |
| GreaterThanEqual | findByAgeGreaterThanEqual | … where x.age >= ?1 |
| After | findByStartDateAfter | … where x.startDate > ?1 |
| Before | findByStartDateBefore | … where x.startDate < ?1 |
| IsNull | findByAgeIsNull | … where x.age is null |
| IsNotNull，NotNull | findByAge(Is)NotNull | … where x.age not null |
| Like | findByFirstnameLike | … where x.firstname like ?1 |
| NotLike | findByFirstnameNotLike | … where x.firstname not like ?1 |
| StartingWith | findByFirstnameStartingWith | … where x.firstname like ?1 (parameter bound with appended %) |
| EndingWith | findByFirstnameEndingWith | … where x.firstname like ?1 (parameter bound with prepended %) |
| Containing | findByFirstnameContaining | … where x.firstname like ?1 (parameter bound wrapped in %) |
| OrderBy | findByAgeOrderByLastnameDesc | … where x.age = ?1 order by x.lastname desc |
| Not | findByLastnameNot | … where x.lastname <> ?1 |
| In | findByAgeIn(Collection<Age> ages) | … where x.age in ?1 |
| NotIn | findByAgeNotIn(Collection<Age> age) | … where x.age not in ?1 |
| TRUE | findByActiveTrue() | … where x.active = true |
| FALSE | findByActiveFalse() | … where x.active = false |
| IgnoreCase | findByFirstnameIgnoreCase | … where UPPER(x.firstame) = UPPER(?1) |
总结
通过这节课的学习发现使用 JPA 大大解放了我们对数据库的操作，经常使用的 SQL 大部分都已经被预生成，直接使用即可。另外 JPA 还有一个特点，那就是再也不用关心数据库的表结构了，需要更改的时候只需要修改对应 Model 的属性即可。在微服务架构中，因为服务拆分得越来越小，微服务内部只关心自己的业务，需要复杂查询的场景会越来越少，在微服务架构中更推荐使用 JPA 技术。