Java8中使用流方式查詢資料庫的方法

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由於關係型資料庫操作語言和面嚮物件語言之間的差異,如今我們仍然需要花費許多時間建立資料庫與 Java 應用之間互相溝通的橋樑。通常,我們可以編寫自己的對映層(mapping layer),或者使用第三方的 ORM(Object Relational Mapper)物件關係對映框架,比如 Hibernate。ORM 框架雖然使用起來很方便,但是如何正確地配置和提高框架運算元據庫的效能卻不太容易,ORM 框架往往會使我們的應用效能下降。 最近,我貢獻了一個新的開源專案——Speedment,它能使我們使用 Java 8 開發資料庫應用程式變得更為快捷和高效。

Speedment 是使用 ORM 方式運算元據庫的一種選擇,以前我們需要100行運算元據庫的 Java 程式碼,在 Java 8中,可能只需要一行程式碼。

在90年代末,我使用 Java 開發資料庫應用的時候,許多程式碼邏輯都需要自己來編寫,比如捕獲異常、型別轉換等,經過許多改動,最後這些程式碼變得難以維護和擴充套件。

由於關係型資料庫操作語言和面嚮物件語言之間的差異,如今我們仍然需要花費許多時間建立資料庫與 Java 應用之間互相溝通的橋樑。通常,我們可以編寫自己的對映層(mapping layer),或者使用第三方的 ORM(Object Relational Mapper)物件關係對映框架,比如 Hibernate。ORM 框架雖然使用起來很方便,但是如何正確地配置和提高框架運算元據庫的效能卻不太容易,ORM 框架往往會使我們的應用效能下降。

最近,我貢獻了一個新的開源專案——Speedment,它能使我們使用 Java 8 開發資料庫應用程式變得更為快捷和高效。

Speedment 是什麼?

Speedment 是一個開源專案,它是一個基於 Java 8 的新特性開發的新的 Java 庫,從這個專案開發開始,它的程式碼就全部使用 Java 8來編寫。Speedment 使用標準流查詢資料庫,這使得開發者不需要學習任何新的查詢 API ,以及不必考慮 JDBC 、ResultSet 和其他有關資料庫的指定的操作。

Speedment 會根據現有資料庫來自動生成程式碼。由於它的這種方式,開發者不需要編寫一行關於資料庫實體(database entities)的程式碼。它生成的程式碼中也包含 JavaDocs 幫助文件,這使開發者不需要編寫關於 User 或者 Book 等物件的實體類。取而代之地,我們只需要建立或者使用一個現有的資料庫,然後用 Speedment 去連線它,接著 Speedment 會分析資料庫結構來生成實體類的程式碼。

更有趣的是,Speedment 用野兔來作為它的吉祥物。 在接下來的例子中,我們會使用一個名為 “hare” 的資料庫來給大家演示 Speedment 的使用方式。該資料庫的表結構如下:

mysql> explain hare;
——- ————- —— —– ——— —————-
| Field | Type | Null | Key | Default | Extra |
——- ————- —— —– ——— —————-
| id | int(11) | NO | PRI | NULL | auto_increment |
| name | varchar(45) | NO | | NULL | |
| color | varchar(45) | NO | | NULL | |
| age | int(11) | NO | | NULL | |
——- ————- —— —– ——— —————-
4 rows in set (0.01 sec)

下面是 Speedment 根據資料庫資訊生成的一個相應的實體類(為簡潔起見,我們將 JavaDocs 在這裡移除了):


public interface Hare extends Entity<Hare> {
public final static ReferenceComparableField<Hare, Integer> ID = new ReferenceComparableFieldImpl<>("id", Hare::getId, Hare::setId);
public final static ReferenceComparableStringField<Hare> NAME = new ReferenceComparableStringFieldImpl<>("name", Hare::getName, Hare::setName);
public final static ReferenceComparableStringField<Hare> COLOR = new ReferenceComparableStringFieldImpl<>("color", Hare::getColor, Hare::setColor);
public final static ReferenceComparableField<Hare, Integer> AGE = new ReferenceComparableFieldImpl<>("age", Hare::getAge, Hare::setAge);
Integer getId();
String getName();
String getColor();
Integer getAge();
Hare setId(Integer id);
Hare setName(String name);
Hare setColor(String color);
Hare setAge(Integer age);
/** Graph-like traversal methods eliminating JOINs */
Stream<Carrot> findCarrotsByOwner();
Stream<Carrot> findCarrotsByRival();
Stream<Carrot> findCarrots();
}

我將用一篇單獨的文章介紹 find*() 方法的用法,它可以被用來代替 SQL joins 操作。

Queries查詢示例

下面的例子展示如何查詢 Hare 表的資料庫資訊:

List<Hare> oldHares = hares.stream()
.filter(AGE.greaterThan(8))
.collect(toList());

智慧流

上面的程式碼看起來已經遍歷了 hare 資料庫表的所有行,但實際上並不是這樣的。 Stream 是智慧的,當它到達 collect() 操作的時候,會分析 filter 操作,並推斷出 hare.age 大於8的列,因此會節省 hares 的流操作,產生與 “select * from hare where age > 8” 操作一樣的效果。如果你使用了多個 filters,他們會被合併起來以節省流操作。下面是另一種用流方式進行多個操作的例子:

long noOldHares = hares.stream()
.filter(AGE.greaterThan(8))
.mapToInt(Hare::getAge)
.sorted()
.count();

在上面的程式碼中,當流到達 count() 操作時,它將檢查它自己的管道。首先會推斷上面例子中的 AGE 操作,其次在不改變 count() 結果的情況下,會推斷 mapToInt() 和 sorted() 操作,這些操作可以被消除,因此這段程式碼的操作被節省為 “select count(*) from hare where age > 8”。這意味著您可以使用 Java 8 流而你不必如此在意流是如何轉換為SQL的。

如何下載和加入我們

如果你想學習如何使用 Speedment 的 API 和在專案中如何使用 Speedment,可以訪問網址 www.speedment.org,並可以在 gitter 上發表評論,也可以從 GitHub 上下載 Speedment 的原始碼,來貢獻你自己的程式碼。

總結

回顧早期的一些老專案,一個超過100行程式碼的資料庫類,現在可以使用 Java 8 縮減成1行程式碼。那是反轉後的摩爾定律,在14年內(=7摩爾週期),行數大約減半了七次。這就是進步!

什麼是資料流

流代表從支援聚合操作源的序列的物件。以下是資料流的特點。

元素序列 – 流提供了一組特定型別的以順序方式元素。流獲取/計算需求的元素。它不儲存元素。

源- 流使用集合,陣列或I/O資源為輸入源。

聚合操作 – 資料流支援如filter, map, limit, reduced, find, match等聚合操作。

管道傳輸 – 大多數流操作的返回流本身使他們的結果可以被管道傳輸。這些操作被稱為中間操作以及它們的功能是利用輸入,處理輸入和輸出返回到目標。collect()方法是終端操作,這是通常出現在管道傳輸操作結束標記流的結束。

自動迭代 – 流操作內部做了反覆對比,其中明確迭代需要集合提供源元素。

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