【Spring Boot 入门三】Spring Boot与数据库集成 - 构建数据驱动的应用

一、引言

在之前的文章中，我们已经对Spring Boot有了初步的认识，了解了如何构建第一个Spring Boot应用，以及如何通过配置文件来掌控应用的设置。这些知识为我们进一步探索Spring Boot与数据库的集成奠定了坚实的基础。

数据库是现代应用的核心组成部分，无论是企业级的信息管理系统、电子商务平台，还是移动应用的后端服务，都离不开数据库来存储和管理数据。Spring Boot作为一个流行的Java开发框架，提供了便捷的方式来集成各种数据库，使得开发者能够快速地构建数据驱动的应用。它简化了数据库连接、数据持久化、事务管理等复杂的操作，让开发者可以将更多的精力放在业务逻辑的实现上。

二、选择数据库和相关依赖

1. 常见数据库类型（MySQL、PostgreSQL、Oracle等）在Spring Boot中的应用

比较不同数据库的特点和适用场景
MySQL是一种开源的关系型数据库，具有广泛的应用。它以其易用性、高性能和可扩展性而受到开发者的喜爱，适用于各种规模的应用，特别是Web应用。MySQL的安装和配置相对简单，并且有丰富的文档和社区支持。

PostgreSQL是另一种强大的开源关系型数据库，它以其对复杂数据类型和高级查询功能的支持而闻名。PostgreSQL适合处理需要高度数据完整性和复杂查询的应用，如地理信息系统（GIS）、数据分析等领域。

Oracle是一款商业数据库，具有卓越的性能、可靠性和安全性。它在企业级应用中广泛使用，特别是对于大型企业和对数据安全要求极高的应用场景。然而，Oracle的使用成本相对较高，并且其管理和维护也较为复杂。

2. 在Spring Boot项目中添加数据库依赖

使用Maven或Gradle添加依赖
在Spring Boot项目中，如果使用Maven作为构建工具，以MySQL为例，需要在项目的pom.xml文件中添加以下依赖：

xml 复制代码

<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql - connector - java</artifactId>
</dependency>

如果使用Gradle作为构建工具，则需要在build.gradle文件中添加类似的依赖：

groovy 复制代码

dependencies {
    implementation 'mysql:mysql - connector - java'
}

三、数据库连接配置

1. 在配置文件中配置数据库连接参数

用户名、密码、数据库URL等的设置
在application.properties或application.yml文件中配置MySQL数据库连接参数。例如，在application.properties文件中：

properties 复制代码

spring.datasource.url = jdbc:mysql://localhost:3306/mydb?useSSL = false&serverTimezone = UTC
spring.datasource.username = root
spring.datasource.password = password

在application.yml文件中：

yaml 复制代码

spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/mydb?useSSL = false&serverTimezone = UTC
    username: root
    password: password

不同数据库连接参数的差异
不同的数据库有不同的连接参数格式。例如，Oracle数据库的连接URL可能是jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:orcl，并且其用户名和密码的设置方式可能与MySQL有所不同。

2. 使用数据源（DataSource）

讲解Spring Boot默认的数据源配置

Spring Boot默认使用HikariCP作为数据源，它是一个高性能的数据源实现。Spring Boot会根据在配置文件中设置的连接参数自动配置数据源。
如何自定义数据源（如使用Druid数据源）

要使用Druid数据源，首先需要添加Druid的依赖：

xml 复制代码

<dependency>
    <groupId>com.alibaba</groupId>
    <artifactId>druid - spring - boot - starter</artifactId>
    <version>1.2.6</version>
</dependency>

然后在配置文件中进行Druid数据源的配置：

properties 复制代码

spring.datasource.druid.url = jdbc:mysql://localhost:3306/mydb?useSSL = false&serverTimezone = UTC
spring.datasource.druid.username = root
spring.datasource.druid.password = password
spring.datasource.druid.initial - size = 5
spring.datasource.druid.min - idle = 5
spring.datasource.druid.max - active = 20

四、使用JPA（Java Persistence API）进行数据持久化

1. 介绍JPA在Spring Boot中的应用

JPA的概念和优势
JPA是Java EE中的一个规范，它定义了一种对象关系映射（ORM）的标准方式。在Spring Boot中使用JPA可以让开发者使用Java对象来操作数据库，而不需要编写大量的SQL语句。JPA的优势在于提高了开发效率、代码的可维护性和可移植性。

2. 创建实体类

使用@Entity注解标识实体类
例如，创建一个简单的User实体类：

java 复制代码

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

@Entity
public class User {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;
    private String name;
    private String email;

    // 省略构造函数、getter和setter方法
}

定义实体类的属性和关系（如@OneToMany、@ManyToOne等关系注解）
假设User实体类与Order实体类存在一对多的关系，可以这样定义：

java 复制代码

import javax.persistence.Entity;
import javax.persistence.GeneratedValue;
import javax.persistence.GenerationType;
import javax.persistence.Id;
import javax.persistence.OneToMany;
import java.util.List;

@Entity
public class User {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;
    private String name;
    private String email;

    @OneToMany(mappedBy = "user")
    private List<Order> orders;

    // 省略构造函数、getter和setter方法
}

3. 编写数据访问层（Repository）

使用@Repository注解创建Repository接口

java 复制代码

import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;
import org.springframework.stereotype.Repository;

@Repository
public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Long> {
}

继承JpaRepository，利用其提供的方法
JpaRepository提供了许多常用的数据库操作方法，如findById、save、deleteById等。例如，可以这样使用findById方法：

java 复制代码

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class UserService {
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    public User findUserById(Long id) {
        return userRepository.findById(id).orElse(null);
    }
}

自定义查询方法（使用@Query注解）
如果需要自定义查询方法，可以使用@Query注解。例如：

java 复制代码

import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;
import org.springframework.data.jpa.repository.Query;
import org.springframework.stereotype.Repository;

@Repository
public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Long> {
    @Query("SELECT u FROM User u WHERE u.email =?1")
    User findByEmail(String email);
}

五、数据库事务管理

1. 事务的概念和重要性

在数据库操作中的作用
事务是一组数据库操作，这些操作要么全部成功执行，要么全部失败回滚。在数据库操作中，事务用于确保数据的一致性和完整性。例如，在一个银行转账系统中，从一个账户扣款和向另一个账户存款这两个操作必须作为一个事务来处理，以确保转账过程中不会出现数据不一致的情况。

2. 在Spring Boot中管理事务

使用@Transactional注解
在Spring Boot中，可以使用@Transactional注解来标记需要事务管理的方法。例如：

java 复制代码

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

@Service
public class UserService {
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    @Transactional
    public void transferMoney(Long fromUserId, Long toUserId, double amount) {
        User fromUser = userRepository.findById(fromUserId).orElse(null);
        User toUser = userRepository.findById(toUserId).orElse(null);

        fromUser.setBalance(fromUser.getBalance() - amount);
        toUser.setBalance(toUser.getBalance() + amount);

        userRepository.save(fromUser);
        userRepository.save(toUser);
    }
}

事务的传播行为和隔离级别
事务的传播行为定义了事务方法在被其他事务方法调用时的行为。例如，REQUIRED传播行为表示如果当前存在事务，则加入该事务；如果不存在事务，则创建一个新事务。

事务的隔离级别用于控制多个事务并发访问数据库时的隔离程度。常见的隔离级别有READ_UNCOMMITTED、READ_COMMITTED、REPEATABLE_READ和SERIALIZABLE。不同的隔离级别在数据一致性和并发性能方面有不同的权衡。

六、总结与展望

在本文中，我们深入探讨了Spring Boot与数据库的集成。我们了解了如何选择适合的数据库并添加相关依赖，如何配置数据库连接参数和使用数据源，如何使用JPA进行数据持久化，以及如何进行数据库事务管理。这些知识是构建数据驱动的Spring Boot应用的关键。

在下一篇文章中，我们将深入探讨Spring Boot中的安全机制，包括如何使用Spring Security来保护应用的安全，如身份验证、授权、保护Web资源等方面的内容。