Spring Data JPA：入門、實戰與進階

張振華
資深Java研發工程師和架構師，在Java技術棧領域有豐富的實戰經驗，善於總結和分析問題，善於透過問題本質來解決實際工作中遇到的問題。
曾就職於驢媽媽旅遊網、上海攜程旅行網、上海要買車網等互聯網公司，有豐富的電商網站實戰經驗，就職期間擔任過資深開發人員、架構師、技術專家等，對微服務體係有很深刻的認識。
熱衷於技術探索和研發，在GitChat、拉勾教育、CSDN上分享了大量關於Spring Data JPA、Java架構底層原理的文章，並獲得一致好評。

前 言
第一部分 基礎知識
第1章 初識Spring Data JPA  2
1.1 Spring Boot和JPA演示  2
1.2 JPA如何整合MySQL數據庫  8
1.2.1 切換MySQL數據源  8
1.2.2 Spring Data JPA測試用例的寫法  10
1.3 整體認識JPA  11
1.3.1 市場上ORM框架的對比  11
1.3.2 JPA簡介和開源實現  12
1.4 認識Spring Data  13
1.4.1 Spring Data簡介  13
1.4.2 Spring Data的子項目  14
1.5 本章小結  15

第2章 全面掌握Spring Data Commons之Repository  16
2.1 Spring Data Commons的依賴關係  16
2.2 Repository接口  17
2.2.1 查看Repository源碼  17
2.2.2 Repository類層次關係  17
2.2.3 Repository接口的實際案例  19
2.3 CrudRepository接口  21
2.4 PagingAndSortingRepository接口  23
2.4.1 PagingAndSortingRepository的源碼  23
2.4.2 PagingAndSortingRepository的使用案例  24
2.5 JpaRepository接口  25
2.6 Repository的實現類SimpleJpaRepository  26
2.7 Repository接口的啟發  27
2.8 本章小結  28

第3章 定義查詢方法的命名語法與參數  29
3.1 定義查詢方法的配置和使用方法  29
3.1.1 直接通過方法名實現CRUD步驟  30
3.1.2 選擇性暴露CRUD方法  30
3.2 方法的查詢策略設置  31
3.3 定義查詢方法的語法  32
3.3.1 語法剖析  32
3.3.2 關鍵源碼  34
3.4 特定類型的參數：Sort和Pageable  36
3.5 限制查詢結果：First和Top  38
3.6 @NonNull、@NonNullApi和@Nullable關鍵字  38
3.7 給我們的一些思考  39
3.8 本章小結  43

第4章 利用Repository中的方法返回值來解決實際問題  44
4.1 Repository的返回結果  44
4.1.1 自定義Streamable  46
4.1.2 返回結果類型List/Stream/Page/Slice  46
4.1.3 Repository對Feature/CompletableFuture異步返回結果的支持  52
4.1.4 對Reactive的支持：Flux與Mono  53
4.1.5 小結  53
4.2 最常見的DTO返回結果的支持方法  56
4.2.1 Projections概念  56
4.2.2 第一種方法：新建一張表的不同Entity  57
4.2.3 第二種方法：直接定義一個UserOnlyNameEmailDto  58
4.2.4 第三種方法：返回結果是一個POJO的接口  60
4.2.5 寫查詢方法的一個小技巧  62
4.3 本章小結  62

第5章 @Query語法詳解及其應用  63
5.1 快速體驗@Query的方法  63
5.2 JpaQueryLookupStrategy關鍵源碼剖析  64
5.3 @Query的基本用法  66
5.3.1 JPQL的語法  67
5.3.2 @Query的用法案例  68
5.3.3 @Query的排序  68
5.3.4 @Query的分頁  69
5.3.5 @Param的用法  70
5.4 @Query之Projections應用返回指定DTO  70
5.4.1 利用UserDto類  72
5.4.2 利用UserDto接口  73
5.5 @Query動態查詢解決方法  74
5.6 本章小結  77

第6章 @Entity的常用註解及Java多態場景應用  78
6.1 JPA協議中關於實體的相關規定  78
6.2 實體裡面常見的註解  79
6.3 生成註解的小技巧  85
6.4 聯合主鍵  86
6.4.1 如何通過@IdClass實現聯合主鍵  86
6.4.2 @Embeddable與@EmbeddedId註解的使用  88
6.5 如何實現實體之間的繼承關係  89
6.5.1 @Inheritance(strategy = InheritanceType.SINGLE_TABLE)  90
6.5.2 @Inheritance(strategy = InheritanceType.JOINED)  91
6.5.3 @Inheritance(strategy = InheritanceType.TABLE_PER_CLASS)  93
6.5.4 關於繼承關係的經驗之談  94
6.6 本章小結  95

第7章 實體之間關聯關係註解的正確使用  96
7.1 @OneToOne  96
7.1.1 @OneToOne的源碼解讀  98
7.1.2 mappedBy的注意事項  99
7.1.3 CascadeType的用法  99
7.1.4 orphanRemoval的屬性用法  100
7.1.5 主鍵和外鍵都是同一個字段  101
7.1.6 @OneToOne延遲加載下只需要ID值  102
7.1.7 @OneToOne的實踐  104
7.2 @JoinCloumns和@JoinColumn  105
7.3 @ManyToOne和@OneToMany  106
7.4 @ManyToMany  110
7.4.1 利用@ManyToOne和@OneToMany表達多對多的關聯關係  112
7.4.2 @ManyToMany的實踐  114
7.5 本章小結  114

第8章 Jackson在實體裡面的註解詳解  115
8.1 Jackson的基本語法  115
8.1.1 三個核心模塊  116
8.1.2 Jackson提供的擴展jar包  116
8.1.3 Jackson中常用的一些註解  117
8.1.4 實例  118
8.2 Jackson和Spring的關係  121
8.2.1 應用場景一：Spring MVC的View層  121
8.2.2 應用場景二：Open-Feign  121
8.2.3 應用場景三：Redis裡面  122
8.2.4 應用場景四：JMS消息序列化  122
8.3 Jackson的原理分析  123
8.3.1 Jackson的可見性原理分析  123
8.3.2 反序列化最重要的方法  124
8.3.3 Module的加載機制  126
8.4 Jackson與JPA常見的問題  127
8.4.1 如何解決死循環問題  127
8.4.2 JPA實體JSON序列化的常見報錯及解決方法  128
8.4.3 推薦的配置項  129
8.4.4 JSON序列化和Java序列化  131
8.5 本章小結  131

第二部分 高階用法與實例
第9章 QueryByExampleExecutor的用法和原理分析  135
9.1 QueryByExampleExecutor的用法  135
9.1.1 基本方法  135
9.1.2 使用案例  136
9.2 QueryByExampleExecutor的語法  140
9.2.1 Example的語法詳解  140
9.2.2 ExampleMatcher方法概述  141
9.2.3 初始化ExampleMatcher實例的方法  142
9.2.4 ExampleMatcher的語法  143
9.2.5 ExampleMatcher的完整例子  145
9.2.6 使用QueryByExampleExecutor時需要考慮的因素  146
9.3 QueryByExampleExecutor的實現原理  146
9.3.1 QueryByExampleExecutor的源碼分析  146
9.3.2 JpaSpecificationExecutor的接口結構  148
9.3.3 通過QBE反向思考JpaSpecificationExecutor  149
9.4 本章小結  149

第10章 JpaSpecificationExecutor的實現原理  150
10.1 JpaSpecificationExecutor的使用案例  150
10.2 JpaSpecificationExecutor的語法詳解  154
10.2.1 Root<User> root  156
10.2.2 CriteriaQuery<?> query  156
10.2.3 CriteriaBuilder  157
10.3 JpaSpecificationExecutor的原理分析  158
10.4 JpaSpecificationExecutor實戰  160
10.4.1 自定義MySpecification  161
10.4.2 利用Specification創建以search為查詢條件的RESTful API  163
10.5 本章小結  165

第11章 Querydsl在JPA中的應用  166
11.1 Querydsl快速入門  166
11.2 Querydsl的語法  170
11.2.1 QuerydslPredicateExecutor  170
11.2.2 QuerydslBinderCustomizer  172
11.2.3 類型安全的應用  174
11.3 Querydsl對WebMVC的支持
及源碼分析  175
11.3.1 @QuerydslPredicate註解  175
11.3.2 QuerydslPredicateArgument-
Resolver源碼分析  177
11.4 本章小結  179

第12章 如何自定義Repository  180
12.1 EntityManager簡介  180
12.1.1 EntityManager的常用方法  180
12.1.2 EntityManager的使用  182
12.2 @EnableJpaRepositories詳解  183
12.2.1 @EnableJpaRepositories的語法  183
12.2.2 @EnableJpaRepositories的默認加載方式  185
12.3 自定義Repository的實現類的方法  186
12.3.1 第一種方法：定義獨立的Repository的Impl實現類  186
12.3.2 第一種方法的原理分析  187
12.3.3 第二種方法：通過@EnableJpaRepositories定義默認的實現類  190
12.3.4 第二種方法的原理分析  192
12.4 實際應用場景  193
12.5 本章小結  193

第13章 JPA的Auditing功能  194
13.1 Auditing是什麼  194
13.2 如何實現Auditing  195
13.2.1 第一種方式：直接在實例裡面添加上述四個註解  195
13.2.2 第二種方式：在實體裡面實現Auditable接口  198
13.2.3 第三種方式：利用@MappedSuperclass註解  200
13.3 JPA的Auditing功能解決了哪些問題  201
13.4 Auditing的實現原理  202
13.4.1 Auditing的源碼分析  202
13.4.2 結論  204
13.5 本章小結  205

第14章 @Entity回調方法的正確使用  206
14.1 Java Persistence API規定的回調方法  206
14.1.1 Entity的回調事件註解  206
14.1.2 語法注意事項  207
14.2 JPA回調註解的使用方法  207
14.2.1 第一種用法：在實體和super-class中使用  207
14.2.2 第二種用法：自定義EntityListener  212
14.2.3 關於@EntityListeners加載順序的說明  214
14.3 JPA回調註解的實踐  214
14.4 JPA回調註解的實現原理和事件機制  216
14.5 本章小結  217

第15章 樂觀鎖機制和重試機制在實戰中的應用  218
15.1 什麼是樂觀鎖  218
15.2 樂觀鎖的實現方法  218
15.2.1 @Version的用法  219
15.2.2 @Version對Save方法的影響  222
15.3 isNew判斷的邏輯  222
15.4 樂觀鎖機制和重試機制的實戰  224
15.4.1 重試機制詳解  224
15.4.2 @Retryable的詳細用法  225
15.4.3 樂觀鎖+重試機制的實踐  227
15.5 悲觀鎖的實現  227
15.6 本章小結  228

第16章 JPA對Web MVC開發的支持  229
16.1 DomainClassConverter組件  230
16.1.1 一個實例  230
16.1.2 源碼分析  231
16.2 Page和Sort的參數支持  233
16.2.1 一個實例  233
16.2.2 原理分析  235
16.3 Web MVC的參數綁定  236
16.3.1 一個實例  237
16.3.2 原理分析  238
16.4 Querydsl的Web  MVC支持  239
16.4.1 一個實例  239
16.4.2 原理分析  241
16.5 @DynamicUpdate和
@DynamicInsert詳解  242
16.5.1 通過語法快速了解  242
16.5.2 使用案例  243
16.5.3 只更新非Null的字段  246
16.5.4 @DynamicUpdate與@LastModifiedDate一起使用  248
16.6 Spring Data對系統監控的支持  248
16.7 本章小結  249

第17章 自定義HandlerMethod-ArgumentResolver  250
17.1 Page和Sort參數  250
17.2 HandlerMethodArgumentResolver的用法  252
17.2.1 HandlerMethodArgument-Resolver詳解  252
17.2.2 與HttpMessageConverter的關係  254
17.2.3 HttpMessageConverter的執行順序  254
17.3 HandlerMethodArgumentResolver實戰  255
17.3.1 自定義HandlerMethod-ArgumentResolver  256
17.3.2 實際工作中的四種常見場景  259
17.4 思路拓展  261
17.4.1 WebMvcConfigurer介紹  261
17.4.2 對JSON的返回結果進行統一封裝  262
17.5 本章小結  264

第18章 DataSource詳解及其加載過程  265
18.1 數據源是什麼  265
18.1.1 DataSource源碼分析  266
18.1.2 數據源、驅動、連接和連接池的關係  268
18.2 數據源的加載原理和過程  269
18.2.1 DataSourceAutoConfiguration數據源的加載過程分析  269
18.2.2 Hikari數據源下的MySQL配置實踐  274
18.2.3 Hikari數據通過Prometheus的監控指標應用  276
18.3 AliDruidDataSource的配置與介紹  278
18.4 命名策略詳解及其實踐  279
18.4.1 Hibernate 5的命名策略  279
18.4.2 加載原理與自定義方法  282
18.4.3 實際應用場景  283
18.5 數據庫的時區問題  283
18.5.1 MySQL時間類型字段和時區的關係  283
18.5.2 MySQL驅動處理時區的原理  285
18.6 本章小結  286

第19章 生產環境多數據源的處理方法  287
19.1 第一種方式：@Configuration配置方法  287
19.1.1 通過多個@Configuration的配置方法  287
19.1.2 DataSource與Transaction-Manager、EntityManager-Factory的關係分析  294
19.1.3 默認的JpaBaseConfiguration的加載方式分析  294
19.2 第二種方式：利用Abstract-RoutingDataSource配置  295
19.2.1 利用AbstractRoutingData-Source的配置方法  296
19.2.2 微服務下多數據源的思考  299
19.2.3 微服務下的實戰建議  300
19.3 本章小結  300

第20章 事務、連接池之間的關係與配置  301
20.1 事務的基本原理  301
20.1.1 四種MySQL事務的隔離級別  302
20.1.2 MySQL中事務與連接的關係  303
20.2 Spring事務的配置方法  304
20.2.1 默認@Transactional註解式事務  305
20.2.2 @Transactional的局限性  307
20.2.3 TransactionTemplate的用法  308
20.2.4 自定義TransactionHelper  310
20.2.5 AspectJ事務配置  310
20.2.6 通過日誌分析配置方法的過程  311
20.3 Spring事務的實現原理  313
20.3.1 Spring事務源碼分析  313
20.3.2 事務和連接池在JPA中的注意事項  318
20.4 本章小結  318

第三部分 原理在實戰中的應用
第21章 JPA中的Hibernate加載過程與配置項  320
21.1 Hibernate架構分析  320
21.2 Hibernate 5在Spring Boot 2中的加載過程  321
21.2.1 JpaProperties屬性  322
21.2.2 HibernateJpaConfiguration分析  323
21.2.3 自動加載過程類之間的關係  328
21.3 Repositories的加載模式  329
21.4 在調試時需要的日誌配置  331
21.5 本章小結  333

第22章 理解Persistence Context的核心概念  334
22.1 Persistence Context相關核心概念  334
22.1.1 EntityManagerFactory和Persistence Unit  334
22.1.2 EntityManager和PersistenceContext  335
22.2 實體對象的生命週期  337
22.2.1 第一種：New狀態  337
22.2.2 第二種：Detached狀態  338
22.2.3 第三種：Managed狀態  339
22.2.4 第四種：Removed狀態  339
22.3 解密EntityManager的f lush()方法  340
22.3.1 Flush的作用  340
22.3.2 Flush機制  341
22.3.3 Flush會改變SQL的執行順序  342
22.3.4 Flush與事務提交的關係  343
22.3.5 Flush與樂觀鎖的關係  344
22.3.6 saveAndFlush和save的區別  345
22.4 Dirty判斷邏輯及其作用  346
22.4.1 Dirty效果的例子  346
22.4.2 Entity判斷Dirty的過程  346
22.5 本章小結  347

第23章 Session的open-in-view對事務的影響  348
23.1 Session是什麼  348
23.1.1 對Session的理解  348
23.1.2 SessionImpl解決了什麼問題  349
23.2 open-in-view是做什麼的  350
23.2.1 open-in-view的作用  350
23.2.2 OpenEntityManagerInView-Interceptor源碼分析  351
23.2.3 EntityManager的開啟時機及擴展場景  353
23.2.4 驗證EntityManager創建和釋放的日誌  354
23.3 hibernate.connection.handling_mode詳解  356
23.3.1 PhysicalConnectionHandling-Mode的五種模式  356
23.3.2 默認模式及其修改  358
23.3.3 handling_mode的配置對連接的影響  359
23.4 Session、EntityManager、Connection和Transaction之間的關係  361
23.4.1 Connection和Transaction  361
23.4.2 EntityManager、Connection和Transaction   362
23.4.3 Session、EntityManager、Connection和Transaction  362
23.4.4 Session和Transaction  362
23.5 本章小結  362

第24章 如何在CompletableFuture異步線程中正確使用JPA  363
24.1 CompletableFuture的實際使用案例  363
24.1.1 CompletableFuture的常見寫法  363
24.1.2 案例中表現出來的問題現狀  364
24.2 異步方法步驟拆解  365
24.2.1 CompletableFuture實踐  365
24.2.2 通過日誌查看事務的執行過程  367
24.2.3 異步事務的正確使用方法  369
24.2.4 Session機制與Repository.save(entity)的關係  372
24.3 異步場景下的思考  374
24.4 本章小結  375

第25章 為什麼總會遇到LAZY異常  376
25.1 什麼是LazyInitialization-Exception  376
25.2 LAZY加載機制的原理分析  378
25.2.1 PersistentCollection集合類  378
25.2.2 以PersistentBag為例詳解原理  379
25.3 LAZY異常的常見場景與解決方法  382
25.3.1 場景一：跨事務或事務之外  382
25.3.2 場景二：異步線程  384
25.3.3 場景三：Controller直接返回實體  384
25.3.4 場景四：自定義的攔截器和Filter中無意的toString操作  385
25.4 hibernate.enable_lazy_load_no_trans配置  386
25.5 Javax.persistence.Persistence-Exception異常類型  386
25.6 本章小結  387

第26章 如何正確解決經典的“N+1”SQL問題  388
26.1 什麼是“N+1”SQL問題  388
26.2 減少N對應的SQL語句的條數  393
26.2.1 hibernate.default_batch_fetch_size配置  393
26.2.2 @BatchSize註解  395
26.3 Hibernate中獲取數據的策略  399
26.3.1 FetchMode.SELECT  399
26.3.2 FetchMode.JOIN  401
26.3.3 FetchMode.SUBSELECT  403
26.4 轉變解決問題的思路  405
26.5 @NamedEntityGraph和@EntityGraph使用詳解  406
26.5.1 @NamedEntityGraph和@EntityGraph的用法  407
26.5.2 @NamedEntityGraph和@EntityGraph使用實例  409
26.6 本章小結  412

第27章 SpEL在Spring中的使用方法  413
27.1 SpEL基礎  413
27.1.1 SpEL的主要語法  413
27.1.2 SpEL的基本用法  415
27.2 SpEL在Spring中的常見使用場景  416
27.2.1 @Value中的應用場景  416
27.2.2 @Query中的應用場景  422
27.2.3 @Cacheable中的應用場景  425
27.3 本章小結  427

第28章 QueryPlanCache詳解  428
28.1 一級緩存  428
28.1.1 什麼是一級緩存  428
28.1.2 一級緩存的作用  429
28.2 QueryPlanCache  432
28.2.1 QueryPlanCache是什麼  432
28.2.2 QueryPlanCache存儲的內容  433
28.2.3 QueryPlanCache和Session的關係  436
28.3 QueryPlanCache中In查詢條件引發的內存洩漏問題  438
28.3.1 In查詢條件引發內存洩漏的原因  438
28.3.2 解決In查詢條件內存洩漏的方法  440
28.4 本章小結  441

第四部分 思路擴展
第29章 二級緩存的思考：Redis與JPA如何結合  444
29.1 二級緩存的概念  444
29.1.1 Hibernate中二級緩存的配置方法  444
29.1.2 二級緩存的思考  445
29.2 利用Redis進行緩存  446
29.2.1 Spring Cache和Redis的結合  446
29.2.2 介紹Spring Cache  447
29.2.3 Spring Cache的主要註解  447
29.2.4 Spring Cache Redis的主要類  449
29.3 Spring Cache結合Redis的實踐  451
29.3.1 不同Cache name配置不同的過期時間  451
29.3.2 自定義Redis key的拼接規則  453
29.3.3 異常時不要阻礙主流程  454
29.3.4 改變默認的Cache中Redis的value序列化方式  455
29.4 本章小結  457

第30章 Spring Data Rest與JPA  458
30.1 Spring Data Rest Demo  458
30.2 Spring Data Rest的基本用法  461
30.2.1 語義化的方法  461
30.2.2 默認的狀態碼支持  462
30.2.3 分頁支持  462
30.2.4 通過@RepositoryRest-Resource改變資源的metaData  462
30.2.5 利用@RestResource改變RESTful的SearchPath  464
30.2.6 Spring Data Rest的配置項支持  465
30.3 返回結果對Jackson的支持  466
30.4 Spring Data Rest和Spring Data JPA的關係  467
30.5 本章小結  467

第31章 如何利用單元測試和集成測試讓開發效率翻倍  468
31.1 Spring Data JPA單元測試的實踐  468
31.1.1 Spring Data JPA Repository的測試用例  468
31.1.2 Repository的測試場景  470
31.2 什麼是單元測試  473
31.2.1 Service層單元測試  473
31.2.2 Controller層單元測試  475
31.3 什麼是集成測試  477
31.3.1 Service層的集成測試用例寫法  477
31.3.2 Controller層的集成測試用例寫法  478
31.3.3 集成測試的一些思考  479
31.4 JUnit 4和JUnit 5在Spring Boot中的區別  481
31.5 本章小結  482

第32章 Spring Data ElasticSearch的用法  483
32.1 Spring Data ElasticSearch入門案例  483
32.2 Spring Data ElasticSearch中的關鍵類  491
32.3 ESRepository和JPARepository同時存在  492
32.4 本章小結  495

第33章 Sharding-JDBC與JPA結合使用進行分錶  496
33.1 Sharding-JDBC簡介  496
33.2 在JPA中利用Sharding-JDBC拆表  497
33.2.1 利用JPA拆分256個表的使用案例  497
33.2.2 實際集成過程中可能產生的問題  503
33.2.3 Sharding-JDBC簡單原理分析  503
33.3 分庫的思考  505
33.3.1 垂直拆分還是水平拆分  505
33.3.2 微服務還是多數據庫  506
33.3.3 讀寫分離還是多讀多寫  506
33.3.4 分佈式事務如何處理  506
33.4 本章小結  507
結束語 師傅領進門，修行靠個人  508