Spring Boot SQL数据库全攻略

📚 总览：Spring Boot 如何与 SQL 数据库交互？

Spring Boot 提供了多层次的支持来操作数据库：

层次	技术	特点
最底层	JdbcTemplate	直接执行 SQL，轻量高效
中间层	JPA + Hibernate	面向对象映射，自动建表
高层抽象	Spring Data JPA / JDBC / R2DBC	接口即实现，方法名生成 SQL
响应式	R2DBC	非阻塞、异步数据库访问
工具支持	H2 Console、jOOQ	可视化调试、类型安全查询

---

🔧 5.11.1 配置数据源（DataSource）

✅ 什么是 DataSource？

Java 标准接口 javax.sql.DataSource，用于获取数据库连接。Spring Boot 会自动帮你创建这个对象。

📦 内嵌数据库（Embedded Database）

开发时很方便，比如 H2、HSQL、Derby，数据在内存中，重启就没了。

• Spring Boot 能自动配置 H2、HSQL、Derby。
• 只需添加依赖即可，不需要写 URL。
• 示例：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.hsqldb</groupId>
    <artifactId>hsqldb</artifactId>
    <scope>runtime</scope>
</dependency>

⚠️ 注意：测试中多个上下文可能共用一个内嵌数据库，若要隔离，设置：

spring.datasource.generate-unique-name=true

❗ 关闭自动关闭（防止 Spring 还没用完就被关了）：

• H2: DB_CLOSE_ON_EXIT=FALSE
• HSQL: 不要用 shutdown=true

---

🏭 生产环境数据库（Pooling DataSource）

Spring Boot 自动选择连接池（按优先级）：

1. HikariCP ✅（首选，性能最好）
2. Tomcat JDBC Pool
3. Commons DBCP2

只要引入 spring-boot-starter-jdbc 或 spring-boot-starter-data-jpa，就会自动带上 HikariCP。

你可以手动指定连接池类型：

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

💡 如果你自己定义了 @Bean DataSource，Spring Boot 就不再自动配置。

---

🛠 配置 DataSource 的方式

通过 application.properties 设置：

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

✅ 提示：driver-class-name 通常可以省略，Spring Boot 会根据 URL 自动推断（如 jdbc:mysql://... → MySQL 驱动）。

---

⚙️ 自定义连接池参数（以 Hikari 为例）

# Hikari 特有配置
spring.datasource.hikari.maximum-pool-size=20
spring.datasource.hikari.minimum-idle=5
spring.datasource.hikari.idle-timeout=30000

# Tomcat Pool 示例（文档中的例子）
spring.datasource.tomcat.max-wait=10000
spring.datasource.tomcat.max-active=50
spring.datasource.tomcat.test-on-borrow=true

---

🌐 使用 JNDI 数据源（部署到应用服务器时）

如果你把应用部署到 WebLogic、JBoss 等容器，数据库由容器管理，可通过 JNDI 获取：

spring.datasource.jndi-name=java:jboss/datasources/customers

此时就不需要 url/username/password。

---

🛠 5.11.2 使用 JdbcTemplate

Spring 的 JdbcTemplate 是最基础的 JDBC 操作工具，Spring Boot 会自动配置它。

✅ 使用方法

@Component
public class MyBean {

    private final JdbcTemplate jdbcTemplate;

    public MyBean(JdbcTemplate jdbcTemplate) {
        this.jdbcTemplate = jdbcTemplate;
    }

    public List<String> getAllUsernames() {
        return jdbcTemplate.queryForList(
            "SELECT username FROM users", String.class);
    }
}

✅ 构造器注入（推荐），无需 @Autowired（Spring 4.3+ 自动装配）

🎛 自定义模板行为

spring.jdbc.template.max-rows=500

---

🧱 5.11.3 JPA 和 Spring Data JPA

📌 什么是 JPA？

Java Persistence API，标准 ORM 技术，把 Java 对象"映射"成数据库表。

常用实现：Hibernate

🚀 快速开始依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
</dependency>

包含：

• Hibernate（JPA 实现）
• Spring Data JPA（简化 Repository）
• Spring ORM（核心支持）

---

🏗 实体类（Entity Classes）

以前要用 persistence.xml，现在 Spring Boot 自动扫描 @Entity 类。

@Entity
public class City implements Serializable {
    @Id
    @GeneratedValue
    private Long id;

    @Column(nullable = false)
    private String name;
    private String state;

    protected City() {} // JPA 要求无参构造

    public City(String name, String state) {
        this.name = name;
        this.state = state;
    }
    // getter/setter...
}

✅ 默认扫描主类所在包及其子包。可用 @EntityScan("com.example.domain") 修改扫描路径。

---

🗃 Spring Data JPA Repositories

你只需定义接口，Spring Data 自动实现！

public interface CityRepository extends Repository<City, Long> {
    Page<City> findAll(Pageable pageable);
    City findByNameAndStateAllIgnoringCase(String name, String state);
}

• 方法名自动解析成 SQL 查询。
• find...By... 是命名规则。
• 支持分页 Pageable。

✅ 推荐继承 CrudRepository 或 JpaRepository，功能更全（增删改查、批量等）。

public interface CityRepository extends JpaRepository<City, Long> {
    // 自动有 save(), findById(), deleteById(), findAll()...
}

---

🔁 启动模式（Bootstrap Mode）

控制 Repository 初始化时机：

# 默认：启动时初始化
spring.data.jpa.repositories.bootstrap-mode=default

# 延迟初始化（适合微服务注册前不连 DB）
spring.data.jpa.repositories.bootstrap-mode=deferred

# 懒加载
spring.data.jpa.repositories.bootstrap-mode=lazy

⚠️ 延迟/懒加载时，确保不要在启动初期访问数据库。

---

🔧 创建/删除数据库表（DDL）

默认只在使用内嵌数据库时自动建表。

想手动控制建表行为，使用：

# 常见选项：
spring.jpa.hibernate.ddl-auto=none     # 不做任何操作（生产推荐）
spring.jpa.hibernate.ddl-auto=create   # 启动时创建表（丢失旧数据）
spring.jpa.hibernate.ddl-auto=create-drop # 启动创建，关闭删除
spring.jpa.hibernate.ddl-auto=update   # 更新表结构（慎用）
spring.jpa.hibernate.ddl-auto=validate # 校验实体与表是否一致

⚠️ 生产环境必须设为 none 或 validate，避免误删数据！

也可以设置其他 Hibernate 属性：

spring.jpa.properties.hibernate.globally_quoted_identifiers=true

---

👁 Open EntityManager in View

Web 项目中，默认开启 OpenEntityManagerInViewInterceptor，允许在视图层（如 Thymeleaf）进行懒加载。

但可能导致 N+1 查询问题或事务过长。

关闭它：

spring.jpa.open-in-view=false

✅ 推荐在生产环境中关闭，避免性能问题。

---

🔄 5.11.4 Spring Data JDBC

轻量级 ORM，比 JPA 简单，适合简单场景。

• 不支持延迟加载、缓存等复杂特性。
• 但更直观，性能好。

引入依赖即可：

<dependency>
    <groupId>spring-boot-starter-data-jdbc</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-jdbc</artifactId>
</dependency>

用法类似 Spring Data JPA：

public interface CityRepository extends CrudRepository<City, Long> {
    List<City> findByState(String state);
}

✅ 自动根据方法名生成 SQL。

---

🔍 5.11.5 使用 H2 Web 控制台

开发时非常有用的数据库可视化工具。

✅ 开启条件：

1. 是 Web 应用（有 spring-web）
2. 有 h2 依赖
3. 启用了 spring-boot-devtools

满足后访问：http://localhost:8080/h2-console

⚠️ 默认路径 /h2-console，可修改：

spring.h2.console.path=/console

❗ 绝对不要在生产环境开启！

spring.h2.console.enabled=true # 仅开发用

---

🧩 5.11.6 使用 jOOQ（类型安全 SQL）

jOOQ 是一个生成 Java 代码的工具，让你用链式语法写 SQL，且编译时检查错误。

✅ 使用步骤：

1. 添加依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-jooq</artifactId>
</dependency>

2. 用 jooq-codegen-maven 插件生成代码（根据数据库表生成 Java 类）

3. 使用 DSLContext 构建类型安全查询：

@Autowired
private DSLContext dsl;

public List<Author> findAuthorsBornAfter1980() {
    return dsl.selectFrom(AUTHOR)
              .where(AUTHOR.DATE_OF_BIRTH.greaterThan(Date.valueOf("1980-01-01")))
              .fetchInto(Author.class);
}

✅ 类型安全、IDE 提示、防 SQL 注入。

---

🌐 SQL 方言（Dialect）

spring.jooq.sql-dialect=POSTGRES

如果不设置，Spring Boot 自动检测。

---

🛠 高级定制 jOOQ 行为

可以注入以下组件进行定制：

• ConnectionProvider
• TransactionProvider
• Settings
• ExecuteListenerProvider（监听 SQL 执行）

---

⚡ 5.11.7 使用 R2DBC（响应式数据库）

用于响应式编程（Reactor），非阻塞 IO。

✅ 适用场景：

• 高并发、低延迟系统
• 使用 WebFlux 的项目

📦 依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-r2dbc</artifactId>
</dependency>

🛠 配置：

spring.r2dbc.url=r2dbc:postgresql://localhost/test
spring.r2dbc.username=dbuser
spring.r2dbc.password=dbpass

✅ 不需要 driver-class-name，R2DBC 自动发现驱动。

---

🧩 内嵌数据库支持

<dependency>
    <groupId>io.r2dbc</groupId>
    <artifactId>r2dbc-h2</artifactId>
    <scope>runtime</scope>
</dependency>

自动配置，无需 URL。

---

🧰 使用 DatabaseClient

Spring Data 提供的响应式数据库客户端：

@Autowired
private DatabaseClient client;

public Mono<City> findCity(String name) {
    return client.sql("SELECT * FROM city WHERE name = $1")
                 .bind(0, name)
                 .fetch()
                 .one();
}

---

🗃 Spring Data R2DBC Repositories

和 JPA 类似，但返回 Mono<T> 或 Flux<T>：

public interface CityRepository extends ReactiveCrudRepository<City, Long> {
    Mono<City> findByNameAndStateAllIgnoringCase(String name, String state);
}

✅ 方法名自动解析成查询，支持响应式流。

---

✅ 总结：如何选择技术？

需求	推荐技术
简单 CRUD，快速开发	✅ Spring Data JPA
高性能、轻量级	✅ JdbcTemplate 或 Spring Data JDBC
类型安全 SQL 查询	✅ jOOQ
响应式系统（WebFlux）	✅ R2DBC + Spring Data R2DBC
开发调试	✅ H2 + H2 Console
复杂 SQL、报表	✅ JdbcTemplate + 原生 SQL 或 jOOQ

---

📌 最佳实践建议

1. 生产环境不要用 ddl-auto=create-drop
2. 关闭 open-in-view，避免懒加载陷阱
3. H2 Console 仅开发启用
4. 优先使用构造器注入
5. Repository 接口继承 JpaRepository 而不是 Repository
6. R2DBC 和 JDBC 不要混用在一个应用中（除非明确知道风险）

---

如果你想深入了解某一部分（比如"如何用 jOOQ 生成代码"或"R2DBC 如何做事务"），我可以继续展开讲解。是否需要？