• 对ORM的支持 之 8.4 集成JPA ——跟我学spring3

    8.4  集成JPA

           JPA全称为Java持久性API（Java Persistence API），JPA是Java EE 5标准之一，是一个ORM规范，由厂商来实现该规范，目前有Hibernate、OpenJPA、TopLink、EclipseJPA等实现。

     

    8.4.1  如何集成

           Spring目前提供集成Hibernate、OpenJPA、TopLink、EclipseJPA四个JPA标准实现。

           Spring通过使用如下Bean进行集成JPA（EntityManagerFactory）：

    • LocalEntityManagerFactoryBean：适用于那些仅使用JPA进行数据访问的项目，该FactoryBean将根据JPA PersistenceProvider自动检测配置文件进行工作，一般从“META-INF/persistence.xml”读取配置信息，这种方式最简单，但不能设置Spring中定义的DataSource，且不支持Spring管理的全局事务，而且JPA 实现商可能在JVM启动时依赖于VM agent从而允许它们进行持久化类字节码转换（不同的实现厂商要求不同，需要时阅读其文档），不建议使用这种方式；

             persistenceUnitName：指定持久化单元的名称；

             使用方式：

    java代码：
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    1. <bean id="entityManagerFactory" class="org.springframework.orm.jpa.LocalEntityManagerFactoryBean">  
    2.     <property name="persistenceUnitName" value="persistenceUnit"/>  
    3. </bean>  
    • 从JNDI中获取：用于从Java EE服务器获取指定的EntityManagerFactory，这种方式在进行Spring事务管理时一般要使用JTA事务管理；

          使用方式：

    java代码：
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    1. <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"  
    2.     xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"  
    3.     xmlns:jee="http://www.springframework.org/schema/jee"  
    4.     xsi:schemaLocation="  
    5.        http://www.springframework.org/schema/beans  
    6.        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd  
    7.        http://www.springframework.org/schema/jee  
    8.        http://www.springframework.org/schema/jee/spring-jee-3.0.xsd">  
    9.   <jee:jndi-lookup id="entityManagerFactory"  jndi-name="persistence/persistenceUnit"/>  
    10. </beans>  

    此处需要使用“jee”命名标签，且使用<jee:jndi-lookup>标签进行JNDI查找，“jndi-name”属性用于指定JNDI名字。

    • LocalContainerEntityManagerFactoryBean：适用于所有环境的FactoryBean，能全面控制EntityManagerFactory配置,如指定Spring定义的DataSource等等。

             persistenceUnitManager：用于获取JPA持久化单元，默认实现DefaultPersistenceUnitManager用于解决多配置文件情况

             dataSource：用于指定Spring定义的数据源；

             persistenceXmlLocation：用于指定JPA配置文件，对于对配置文件情况请选择设置persistenceUnitManager属性来解决；

             persistenceUnitName：用于指定持久化单元名字；

             persistenceProvider：用于指定持久化实现厂商类；如Hibernate为org.hibernate.ejb.HibernatePersistence类；

             jpaVendorAdapter：用于设置实现厂商JPA实现的特定属性，如设置Hibernate的是否自动生成DDL的属性generateDdl；这些属性是厂商特定的，因此最好在这里设置；目前Spring提供HibernateJpaVendorAdapter、OpenJpaVendorAdapter、EclipseLinkJpaVendorAdapter、TopLinkJpaVendorAdapter、OpenJpaVendorAdapter四个实现。其中最重要的属性是“database”，用来指定使用的数据库类型，从而能根据数据库类型来决定比如如何将数据库特定异常转换为Spring的一致性异常，目前支持如下数据库（DB2、DERBY、H2、HSQL、INFORMIX、MYSQL、ORACLE、POSTGRESQL、SQL_SERVER、SYBASE）。

             jpaDialect：用于指定一些高级特性，如事务管理，获取具有事务功能的连接对象等，目前Spring提供HibernateJpaDialect、OpenJpaDialect 、EclipseLinkJpaDialect、TopLinkJpaDialect、和DefaultJpaDialect实现，注意DefaultJpaDialect不提供任何功能，因此在使用特定实现厂商JPA实现时需要指定JpaDialect实现，如使用Hibernate就使用HibernateJpaDialect。当指定jpaVendorAdapter属性时可以不指定jpaDialect，会自动设置相应的JpaDialect实现；

             jpaProperties和jpaPropertyMap：指定JPA属性；如Hibernate中指定是否显示SQL的“hibernate.show_sql”属性，对于jpaProperties设置的属性自动会放进jpaPropertyMap中；

             loadTimeWeaver：用于指定LoadTimeWeaver实现，从而允许JPA 加载时修改相应的类文件。具体使用得参考相应的JPA规范实现厂商文档，如Hibernate就不需要指定loadTimeWeaver。

    接下来学习一下Spring如何集成JPA吧：

    1、准备jar包，从下载的hibernate-distribution-3.6.0.Final包中获取如下Hibernate需要的jar包从而支持JPA：

    libjpahibernate-jpa-2.0-api-1.0.0.Final.jar //用于支持JPA

                 

    2、对象模型定义，此处使用UserModel2：

    java代码：
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    1. package cn.javass.spring.chapter8;  
    2. //省略import  
    3. @Entity  
    4. @Table(name = "test")  
    5. public class UserModel2 {  
    6.     @Id @GeneratedValue(strategy = GenerationType.AUTO)  
    7.     private int id;  
    8.     @Column(name = "name")  
    9.     private String myName;  
    10.     //省略getter和setter  
    11. }  

    注意此处使用的所有注解都是位于javax.persistence包下，如使用@org.hibernate.annotations.Entity 而非@javax.persistence. Entity将导致JPA不能正常工作。

    1、 JPA配置定义（chapter8/persistence.xml），定义对象和数据库之间的映射：

    java代码：
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    1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>  
    2. <persistence version="1.0"  
    3.     xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/persistence"  
    4.     xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"  
    5.     xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/persistence                      http://java.sun.com/xml/ns/persistence/persistence_1_0.xsd">  
    6.     <persistence-unit name="persistenceUnit" transaction-type="RESOURCE_LOCAL"/>  
    7. </persistence>  
    8.    

          在JPA配置文件中，我们指定要持久化单元名字，和事务类型，其他都将在Spring中配置。

    2、 数据源定义，此处使用第7章的配置文件，即“chapter7/ applicationContext-resources.xml”文件。

    3、 EntityManagerFactory配置定义（chapter8/applicationContext-jpa.xml）：

    java代码：
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    1. <bean id="entityManagerFactory" class="org.springframework.orm.jpa.LocalContainerEntityManagerFactoryBean">  
    2.   <property name="dataSource" ref="dataSource"/>  
    3.   <property name="persistenceXmlLocation" value="chapter8/persistence.xml"/>  
    4.   <property name="persistenceUnitName" value="persistenceUnit"/>  
    5.   <property name="persistenceProvider" ref="persistenceProvider"/>  
    6.   <property name="jpaVendorAdapter" ref="jpaVendorAdapter"/>  
    7.   <property name="jpaDialect" ref="jpaDialect"/>  
    8.   <property name="jpaProperties">  
    9.       <props>  
    10.           <prop key="hibernate.show_sql">true</prop>  
    11.       </props>  
    12.   </property>  
    13. </bean>  
    14. <bean id="persistenceProvider" class="org.hibernate.ejb.HibernatePersistence"/>  
    java代码：
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    1. <bean id="jpaVendorAdapter" class="org.springframework.orm.jpa.vendor.HibernateJpaVendorAdapter">  
    2.    <property name="generateDdl" value="false" />  
    3.    <property name="database" value="HSQL"/>  
    4. </bean>  
    5. <bean id="jpaDialect" class="org.springframework.orm.jpa.vendor.HibernateJpaDialect"/>  
    • LocalContainerEntityManagerFactoryBean:指定使用本地容器管理EntityManagerFactory，从而进行细粒度控制；
    • dataSource属性指定使用Spring定义的数据源；
    • persistenceXmlLocation指定JPA配置文件为chapter8/persistence.xml，且该配置文件非常简单，具体配置完全在Spring中进行；
    • persistenceUnitName指定持久化单元名字，即JPA配置文件中指定的;
    • persistenceProvider:指定JPA持久化提供商，此处使用Hibernate实现HibernatePersistence类；
    • jpaVendorAdapter：指定实现厂商专用特性，即generateDdl= false表示不自动生成DDL，database= HSQL表示使用hsqldb数据库；
    • jpaDialect：如果指定jpaVendorAdapter此属性可选，此处为HibernateJpaDialect；
    •  jpaProperties：此处指定“hibernate.show_sql =true”表示在日志系统debug级别下将打印所有生成的SQL。

    4、 获取EntityManagerFactory：

    java代码：
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    1. package cn.javass.spring.chapter8;  
    2. //省略import  
    3. public class JPATest {  
    4.     private static EntityManagerFactory entityManagerFactory;  
    5.     @BeforeClass  
    6.     public static void setUpClass() {  
    7.         String[] configLocations = new String[] {  
    8.                 "classpath:chapter7/applicationContext-resources.xml",  
    9.                 "classpath:chapter8/applicationContext-jpa.xml"};  
    10.         ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext(configLocations);  
    11.         entityManagerFactory = ctx.getBean(EntityManagerFactory.class);  
    12.     }  
    13. }  

    此处我们使用了chapter7/applicationContext-resources.xml定义的“dataSource”数据源，通过ctx.getBean(EntityManagerFactory.class)获取EntityManagerFactory。

    5、  通过EntityManagerFactory获取EntityManager进行创建和删除表：

    java代码：
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    1. @Before  
    2. public void setUp() throws SQLException {  
    3.    //id自增主键从0开始  
    4.    String createTableSql = "create memory table test" + "(id int GENERATED BY DEFAULT AS IDENTITY PRIMARY KEY, " + "name varchar(100))";  
    5.    executeSql(createTableSql);  
    6. }  
    7. @After  
    8. public void tearDown() throws SQLException {  
    9.     String dropTableSql = "drop table test";  
    10.     executeSql(dropTableSql);  
    11. }  
    12.   
    13. private void executeSql(String sql) throws SQLException {  
    14.   EntityManager em = entityManagerFactory.createEntityManager();  
    15.   beginTransaction(em);  
    16.   em.createNativeQuery(sql).executeUpdate();  
    17.   commitTransaction(em);  
    18.   closeEntityManager(em);  
    19. }  
    20. private void closeEntityManager(EntityManager em) {  
    21.   em.close();  
    22. }  
    23. private void rollbackTransacrion(EntityManager em) throws SQLException {  
    24.   if(em != null) {  
    25.      em.getTransaction().rollback();  
    26.   }           
    27. }  
    28. private void commitTransaction(EntityManager em) throws SQLException {  
    29.    em.getTransaction().commit();  
    30. }  
    31. private void beginTransaction(EntityManager em) throws SQLException {  
    32.    em.getTransaction().begin();  
    33. }  

    使用EntityManagerFactory创建EntityManager，然后通过EntityManager对象的createNativeQuery创建本地SQL执行创建和删除表。

    6、 使用EntityManagerFactory获取EntityManager对象进行持久化数据：

    java代码：
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    1. @Test  
    2. public void testFirst() throws SQLException {  
    3.     UserModel2 model = new UserModel2();  
    4.     model.setMyName("test");  
    5.     EntityManager em = null;  
    6.     try {  
    7.         em = entityManagerFactory.createEntityManager();  
    8.         beginTransaction(em);  
    9.         em.persist(model);  
    10.         commitTransaction(em);  
    11.     } catch (SQLException e) {  
    12.         rollbackTransacrion(em);  
    13.         throw e;  
    14.     } finally {  
    15.       closeEntityManager(em);  
    16.     }  
    17. }  

    使用EntityManagerFactory获取EntityManager进行操作，看到这还能忍受冗长的代码和事务管理吗？Spring同样提供JpaTemplate模板类来简化这些操作。

    大家有没有注意到此处的模型对象能自动映射到数据库，这是因为Hibernate JPA实现默认自动扫描类路径中的@Entity注解类及*.hbm.xml映射文件，可以通过更改Hibernate JPA属性“hibernate.ejb.resource_scanner”，并指定org.hibernate.ejb.packaging.Scanner接口实现来定制新的扫描策略。

     

    8.4.2  使用JpaTemplate

    JpaTemplate模板类用于简化事务管理及常见操作，类似于JdbcTemplate模板类，对于复杂操作通过提供JpaCallback回调接口来允许更复杂的操作。

           接下来示例一下JpaTemplate的使用：

    1、修改Spring配置文件（chapter8/applicationContext-jpa.xml），添加JPA事务管理器：

    java代码：
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    1. <bean id="txManager" class="org.springframework.orm.jpa.JpaTransactionManager">  
    2.     <property name="entityManagerFactory" ref="entityManagerFactory"/>  
    3. </bean>  
    4.    
    • txManager：指定事务管理器，JPA使用JpaTransactionManager事务管理器实现，通过entityManagerFactory指定EntityManagerFactory；用于支持Java SE环境的JPA扩展的持久化上下文（EXTENDED Persistence Context）。

    2、修改JPATest类，添加类变量ctx，用于后边使用其获取事务管理器使用：

    java代码：
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    1. package cn.javass.spring.chapter8;  
    2. public class JPATest {  
    3.     private static EntityManagerFactory entityManagerFactory;  
    4.     private static ApplicationContext ctx;  
    5.     @BeforeClass  
    6.     public static void beforeClass() {  
    7.         String[] configLocations = new String[] {  
    8.                 "classpath:chapter7/applicationContext-resources.xml",  
    9.                 "classpath:chapter8/applicationContext-jpa.xml"};  
    10.         ctx = new ClassPathXmlApplicationContext(configLocations);  
    11.         entityManagerFactory = ctx.getBean(EntityManagerFactory.class);  
    12. }  
    13. }  
    14.    


     

    3）JpaTemplate模板类使用：

    java代码：
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    1. @Test  
    2. public void testJpaTemplate() {  
    3. final JpaTemplate jpaTemplate = new JpaTemplate(entityManagerFactory);  
    4.   final UserModel2 model = new UserModel2();  
    5.   model.setMyName("test1");  
    6.   PlatformTransactionManager txManager = ctx.getBean(PlatformTransactionManager.class);  
    7.   new TransactionTemplate(txManager).execute(  
    8.     new TransactionCallback<Void>() {  
    9.       @Override  
    10.       public Void doInTransaction(TransactionStatus status) {  
    11.         jpaTemplate.persist(model);  
    12.         return null;  
    13.       }  
    14.   });  
    15.   String COUNT_ALL = "select count(*) from UserModel";  
    16.   Number count = (Number) jpaTemplate.find(COUNT_ALL).get(0);  
    17.   Assert.assertEquals(1, count.intValue());  
    18. }  
    19.      
    20.    
    • jpaTemplate：可通过new JpaTemplate(entityManagerFactory)方式创建；
    • txManager：通过ctx.getBean(PlatformTransactionManager.class)获取事务管理器；
    • TransactionTemplate：通过new TransactionTemplate(txManager)创建事务模板对象，并通过execute方法执行TransactionCallback回调中的doInTransaction方法中定义需要执行的操作，从而将由模板类通过txManager事务管理器来进行事务管理，此处是调用jpaTemplate对象的persist方法进行持久化；
    • jpaTemplate.persist()：根据JPA规范，在JPA扩展的持久化上下文，该操作必须运行在事务环境，还有persist()、 merge()、remove()操作也必须运行在事务环境；
    • jpaTemplate.find()：根据JPA规范，该操作无需运行在事务环境，还有find()、getReference()、 refresh()、detach()和查询操作都无需运行在事务环境。

    此实例与Hibernate和Ibatis有所区别，通过JpaTemplate模板类进行如持久化等操作时必须有运行在事务环境中，否则可能抛出如下异常或警告：

    • “javax.persistence.TransactionRequiredException：Executing an update/delete query”：表示没有事务支持，不能执行更新或删除操作；
    • 警告“delaying identity-insert due to no transaction in progress”：需要在日志系统启动debug模式才能看到，表示在无事务环境中无法进行持久化，而选择了延迟标识插入。

    以上异常和警告是没有事务造成的，也是最让人困惑的问题，需要大家注意。

     

    8.4.3  集成JPA及最佳实践

           类似于JdbcDaoSupport类，Spring对JPA也提供了JpaDaoSupport类来支持一致的数据库访问。JpaDaoSupport也是DaoSupport实现：

           接下来示例一下Spring集成JPA的最佳实践：

    1、 定义Dao接口，此处使用cn.javass.spring.chapter7.dao. IUserDao：

    2、 定义Dao接口实现，此处是JPA实现：

    java代码：
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    1. package cn.javass.spring.chapter8.dao.jpa;  
    2. //省略import  
    3. @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)  
    4. public class UserJpaDaoImpl extends JpaDaoSupport implements IUserDao {  
    5.     private static final String COUNT_ALL_JPAQL = "select count(*) from UserModel";  
    6.     @Override  
    7.     public void save(UserModel model) {  
    8.         getJpaTemplate().persist(model);  
    9.     }  
    10.     @Override  
    11.     public int countAll() {  
    12.         Number count =  
    13.            (Number) getJpaTemplate().find(COUNT_ALL_JPAQL).get(0);  
    14.         return count.intValue();  
    15.     }  
    16. }  

    此处注意首先JPA实现放在dao.jpa包里，其次实现类命名如UserJpaDaoImpl，即×××JpaDaoImpl，当然如果自己有更好的命名规范可以遵循自己的，此处只是提个建议。

    另外在类上添加了@Transactional注解表示该类的所有方法将在调用时需要事务支持，propagation传播属性为Propagation.REQUIRED表示事务是必需的，如果执行该类的方法没有开启事务，将开启一个新的事务。

     

    3、进行资源配置，使用resources/chapter7/applicationContext-resources.xml：

    4、dao定义配置，在chapter8/applicationContext-jpa.xml中添加如下配置：

    4.1、首先添加tx命名空间用于支持事务：

    java代码：
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    1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>  
    2. <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"  
    3.     xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"  
    4.     xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"  
    5.     xsi:schemaLocation="  
    6.        http://www.springframework.org/schema/beans  
    7.        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd  
    8.        http://www.springframework.org/schema/tx  
    9.        http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-3.0.xsd">  

    4.2、为@Transactional注解事务开启事务支持：

    java代码：
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    1. <tx:annotation-driven transaction-manager="txManager"/>  

    只为类添加@Transactional 注解是不能支持事务的，需要通过<tx:annotation-driven>标签来开启事务支持，其中txManager属性指定事务管理器。

    4.3、配置DAO Bean：

    java代码：
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    1. <bean id="abstractDao" abstract="true">  
    2.     <property name="entityManagerFactory" ref="entityManagerFactory"/>  
    3. </bean>     
    4. <bean id="userDao"  
    5.       class="cn.javass.spring.chapter8.dao.jpa.UserJpaDaoImpl"  
    6.       parent="abstractDao"/>   

    首先定义抽象的abstractDao，其有一个entityManagerFactory属性，从而可以让继承的子类自动继承entityManagerFactory属性注入；然后定义userDao，且继承abstractDao，从而继承entityManagerFactory注入；我们在此给配置文件命名为applicationContext-jpa.xml表示JPA实现。

    5、最后测试一下吧（cn.javass.spring.chapter8. JPATest）：

    java代码：
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    1. @Test  
    2. public void testBestPractice() {  
    3.     String[] configLocations = new String[] {  
    4.             "classpath:chapter7/applicationContext-resources.xml",  
    5.             "classpath:chapter8/applicationContext-jpa.xml"};  
    6.     ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext(configLocations);  
    7.     IUserDao userDao = ctx.getBean(IUserDao.class);  
    8.     UserModel model = new UserModel();  
    9.     model.setMyName("test");  
    10.     userDao.save(model);  
    11.     Assert.assertEquals(1, userDao.countAll());  
    12. }  

    和Spring JDBC框架的最佳实践完全一样，除了使用applicationContext-jpa.xml代替了applicationContext-jdbc.xml，其他完全一样。也就是说，DAO层的实现替换可以透明化。

    还有与集成其他ORM框架不同的是JPA在进行持久化或更新数据库操作时需要事务支持。

     

    8.4.4  Spring+JPA的CRUD

    Spring+JPA CRUD（增删改查）也相当简单，让我们直接看具体示例吧：

    java代码：
    查看复制到剪贴板打印
    1. @Test  
    2. public void testCRUD() {  
    3.     PlatformTransactionManager txManager = ctx.getBean(PlatformTransactionManager.class);  
    4.     final JpaTemplate jpaTemplate = new JpaTemplate(entityManagerFactory);  
    5.     TransactionTemplate tansactionTemplate = new TransactionTemplate(txManager);  
    6.     tansactionTemplate.execute(new TransactionCallback<Void>() {  
    7.         @Override  
    8.         public Void doInTransaction(TransactionStatus status) {  
    9.             UserModel model = new UserModel();  
    10.             model.setMyName("test");  
    11.             //新增  
    12.             jpaTemplate.persist(model);  
    13.             //修改  
    14.             model.setMyName("test2");  
    15.             jpaTemplate.flush();//可选  
    16.             //查询  
    17.             String sql = "from UserModel where myName=?";  
    18.             List result = jpaTemplate.find(sql, "test2");  
    19.             Assert.assertEquals(1, result.size());  
    20.             //删除  
    21.             jpaTemplate.remove(model);  
    22.             return null;  
    23.         }  
    24.     });  
    25. }  
    • 对于增删改必须运行在事务环境，因此我们使用TransactionTemplate事务模板类来支持事务。
    • 持久化：使用JpaTemplate 类的persist方法持久化模型对象；
    • 更新：对于持久化状态的模型对象直接修改属性，调用flush方法即可更新到数据库，在一些场合时flush方法调用可选，如执行一个查询操作等，具体请参考相关文档；
    • 查询：可以使用find方法执行JPA QL查询；
    • 删除：使用remove方法删除一个持久化状态的模型对象。

           Spring集成JPA进行增删改查也相当简单，但本文介绍的稍微复杂一点，因为牵扯到编程式事务，如果采用声明式事务将和集成Hibernate方式一样简洁。
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