Лекция 5. Работа с базами данных (JDBC и JPA)

Архитектура Java EE приложений

Java EE приложения разделены по функциональному принципу на изолированные модули. Обычно делятся на три уровня (как у Фаулера):

1. Клиентский уровень
2. Промежуточный уровень (BLL) — Business Logic Layer
3. Уровень доступа к данным (DAL)

Технологии уровня доступа к данным

• JDBC — Java Database Connectivity API
• JPA — Java Persistence API
• Java EE Connector Architecture
• JTA — Java Transaction API

JDBC — Java Database Connectivity

Низкоуровневое API для доступа к данным в хранилищах. Типичное использование — написание SQL-запросов к конкретной базе.

JDBC Driver Manager

Java-приложение общается с БД через JDBC Driver — набор классов, реализующих JDBC API для конкретной СУБД.

Драйвер выбирается через DriverManager. Можно использовать In-Memory-DB, NoSQL-DB или базу, встроенную в Android-приложение — Java-разработчика эти нюансы не касаются, DriverManager сам выберет подходящий драйвер.

Connection String

Для подключения протокола JDBC API:

jdbc:mysql://localhost:3306/db_scheme

• mysql — протокол работы с сервером
• localhost — имя хоста в сети
• 3306 — порт
• db_scheme — имя схемы (БД)

Установка JDBC Driver

Драйвер для конкретной БД нужно установить через систему сборки:

<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    <version>8.0.29</version>
</dependency>

Statements

SQL-запросы делятся на две группы:

Callable Statements

CallableStatement используется для вызова хранимых процедур в БД. Хранимая процедура похожа на функцию класса, но находится в базе данных. Тяжёлые операции с БД могут выиграть в производительности при выполнении в том же пространстве памяти, что и сервер БД.

DataSource и ConnectionPoolDataSource

Интерфейсы из пакета javax.sql, реализуемые поставщиками JDBC-классов.

Основное назначение: предоставить возможность получения соединения с БД абстрагируясь от местоположения сервера СУБД и типа драйвера.

Объекты DataSource используются для получения физического соединения с БД и являются альтернативой DriverManager — нет необходимости регистрировать драйвер. Достаточно установить параметры соединения и вызвать getConnection().

JTA — Java Transaction API

API для определения и управления транзакциями, включая распределённые транзакции, а также транзакции, затрагивающие множество хранилищ данных.

JPA — Java Persistence API

JPA — спецификация Java EE и Java SE, описывающая систему управления сохранением Java-объектов в таблицы реляционных БД. Гораздо более высокоуровневое API по сравнению с JDBC — скрывает всю его сложность.

JDO vs JPA

JDO (Java Data Objects) — более общая спецификация ORM для любых баз и хранилищ. JPA можно рассматривать как часть JDO, специализированную на реляционных базах.

Hibernate

Hibernate — самая популярная open-source реализация JPA (де-факто стандарт). JPA только описывает правила и API, а Hibernate реализует эти описания. Hibernate имеет дополнительные возможности, не описанные в JPA (и не переносимые на другие реализации).

JPA Entity

Entity — это легковесный хранимый объект бизнес-логики (persistent domain object). Основная программная сущность — entity-класс. Может использовать дополнительные вспомогательные классы.

Жизненный цикл Entity

У Entity четыре статуса:

1. new — объект создан, ещё нет сгенерированных первичных ключей, не сохранён в БД
2. managed — объект создан, управляется JPA, имеет первичные ключи
3. detached — объект был создан, но не управляется (или больше не управляется) JPA
4. removed — объект создан, управляется JPA, но будет удалён после коммита транзакции

JPA EntityManager

EntityManager — главный интерфейс для работы с JPA. Описывает API для всех основных операций.

Группы операций EntityManager

1. Операции над Entity:

• persist — сохранение нового объекта
• merge — слияние с существующим
• remove — удаление
• refresh — обновление из БД
• detach — отсоединение от управления
• lock — блокировка

2. Получение данных:

• find — поиск по ключу
• createQuery, createNamedQuery, createNativeQuery — создание запросов
• contains — проверка наличия
• createNamedStoredProcedureQuery, createStoredProcedureQuery — вызов процедур

3. Получение других сущностей JPA:

• getTransaction — транзакция
• getEntityManagerFactory — фабрика
• getCriteriaBuilder — построитель критериев
• getMetamodel — метамодель
• getDelegate — делегат

4. Работа с EntityGraph:

• createEntityGraph, getEntityGraph

5. Общие операции:

• close, isOpen, getProperties, setProperty, clear