[开发工具]quarkus数据库篇之一：比官方demo更简单的基础操作

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这里分类和汇总了欣宸的全部原创(含配套源码)：https://github.com/zq2599/blog_demos

关于《数据库篇》

• 《quarkus数据库篇》系列是《quarkus实战》的子系列，目标是与大家一起在quarkus框架下完成常用的数据库操作，如配置、增删改查、事物等

本篇概览

• 本篇敢号称比官方demo更简单，是因为官方关于操作数据库的demo中还有web服务的代码（如接收http请求和响应，以及web库的依赖），而本篇不会有这些代码和依赖，只有存粹的数据库操作和对应的单元测试类，至于web服务？欣宸应该会出《quarkus之web篇》吧（如果时间允许）

• 作为《数据库篇》的开篇，为了避免长文劝退大多数人的悲剧发生，本文被死死压制在Hello World级别，咱们用最简单的配置和代码完成数据库的增删改查操作，掌握quarkus下基本数据库操作全掌握，然后在后续文章中逐步深入，整体上就是一次从入门到精通之旅

• 本篇的具体内容是创建一个maven工程，此工程有内容是

1. 一个单表的实体类
2. 实体类对应的service类，提供单表增删改查的API
3. service类对应的单元测试类，一共就这些内容

• 来看看实际的文件和位置，如下图

• 没错，这个工程就这么简单，官方demo好歹还做了web接口，可以用postman做增删改查的测试，在本篇中这些统统砍掉，只有service层及其单元测试类

环境和版本信息

• 电脑：MacBook Pro M1，macOS Monterey
• jdk：11.0.14.1
• maven：3.8.5
• quarkus：与《quarkus实战》系列保持一致，依旧是2.7.3.Final
• 数据库：使用PostgreSQL，版本13.3

源码下载

• 本篇实战的完整源码可在GitHub下载到，地址和链接信息如下表所示(https://github.com/zq2599/blog_demos)

• 这个git项目中有多个文件夹，本次实战的源码在quarkus-tutorials文件夹下，如下图红框
  
• quarkus-tutorials是个父工程，里面有多个module，本篇实战的module是basic-db，如下图红框
  

确认数据库已就绪

• 请确认PostgreSQL数据库已经就绪

• 开发阶段推荐用docker部署数据库，简单省事儿，参考命令如下，请将/xxx换为您自己的宿主机目录，用于保存数据库文件

docker run \
--name quarkus_test \
-e POSTGRES_USER=quarkus \
-e POSTGRES_PASSWORD=123456 \
-e POSTGRES_DB=quarkus_test \
-p 5432:5432 \
-v /xxx:/var/lib/postgresql/data \
postgres:13.3

• 需要在PostgreSQL提前创建名为quarkus_test的数据库，不用建表
• 在开发过程中可能要连上数据库查看数据，请自行准备客户端工具（命令行也行），我这里用的是IDEA自带的数据库工具，如下图，已连上PostgreSQL的quarkus_test数据库，里面空空如也

新建maven子工程basic-db

• 在父工程quarkus-tutorials下面新建名为basic-db的子项目，其pom.xml内容如下，重点是JDBC、hibernate、postgresql这三个和数据库有关的库

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>quarkus-tutorials</artifactId>
        <groupId>com.bolingcavalry</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <artifactId>basic-db</artifactId>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>io.quarkus</groupId>
            <artifactId>quarkus-arc</artifactId>
        </dependency>
        <!-- JDBC库 -->
        <dependency>
            <groupId>io.quarkus</groupId>
            <artifactId>quarkus-agroal</artifactId>
        </dependency>
        <!-- hibernate库 -->
        <dependency>
            <groupId>io.quarkus</groupId>
            <artifactId>quarkus-hibernate-orm</artifactId>
        </dependency>
        <!-- postgresql库 -->
        <dependency>
            <groupId>io.quarkus</groupId>
            <artifactId>quarkus-jdbc-postgresql</artifactId>
        </dependency>
        <!-- 单元测试库 -->
        <dependency>
            <groupId>io.quarkus</groupId>
            <artifactId>quarkus-junit5</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.rest-assured</groupId>
            <artifactId>rest-assured</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>${quarkus.platform.group-id}</groupId>
                <artifactId>quarkus-maven-plugin</artifactId>
                <extensions>true</extensions>
                <executions>
                    <execution>
                        <goals>
                            <goal>build</goal>
                            <goal>generate-code</goal>
                            <goal>generate-code-tests</goal>
                        </goals>
                    </execution>
                </executions>
            </plugin>
            <plugin>
                <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
                <configuration>
                    <compilerArgs>
                        <arg>-parameters</arg>
                    </compilerArgs>
                </configuration>
            </plugin>
            <plugin>
                <artifactId>maven-surefire-plugin</artifactId>
                <configuration>
                    <systemPropertyVariables>
                        <java.util.logging.manager>org.jboss.logmanager.LogManager</java.util.logging.manager>
                        <maven.home>${maven.home}</maven.home>
                    </systemPropertyVariables>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

配置文件

• 本次实战会用到Hibernate自动重新建表的功能，此功能会先删除库中已存在的同名表，因此，只有一个profile配置的时候，不要让此应用连接到生产环境
• 最安全的做法是使用profile功能将生产环境和测试环境的配置文件分开，测试环境的配置文件中，是测试数据库，并且开启了自动重新建表的的功能，而生产环境的配置文件中，自动重新建表的功能是关闭的
• 先来看公共配置文件application.properties，此文件和profile无关，应用一定会加载，里面是各个profile都会用到的公共配置，例如数据库类型

quarkus.datasource.db-kind=postgresql
quarkus.hibernate-orm.log.sql=true
quarkus.datasource.jdbc.max-size=8
quarkus.datasource.jdbc.min-size=2

• 再看application-test.properties，这是当profile等于test时才会用到的配置文件，有两处要注意的地方稍后会提到

quarkus.datasource.username=quarkus
quarkus.datasource.password=123456
quarkus.datasource.jdbc.url=jdbc:postgresql://192.168.50.43:15432/quarkus_test
quarkus.hibernate-orm.database.generation=drop-and-create
quarkus.hibernate-orm.sql-load-script=import.sql

• 上述配置，有以下两处值得重视的配置项

1. quarkus.hibernate-orm.database.generation：有六个取值，如下表

• 从上表可以看出，drop-and-create这个配置很适合开发和测试阶段，因为每次都会整理好数据，让测试和验证不受历史数据的影响
• 由于drop-and-create和update会改动数据库，因此不适合生产环境使用，这一点要牢记，官方也给出了警告

2. quarkus.hibernate-orm.sql-load-script：指定sql文件，在配置项quarkus.hibernate-orm.database.generation等于drop-and-create的时候，就执行此sql文件，可以用来生成初始化数据

• 配置完成了，接下来开始写代码，从最核心的实体类开始

SQL文件

• 刚才的配置文件中配合的import.sql，其放置位置与applicatin.properites文件相同，内容如下，可见是往known_fruits表写入了三条记录

INSERT INTO known_fruits(id, name) VALUES (1, 'Cherry');
INSERT INTO known_fruits(id, name) VALUES (2, 'Apple');
INSERT INTO known_fruits(id, name) VALUES (3, 'Banana');

• 从前面的配置可知，profile等于test的时候，应用启动的时候，会根据实体类的信息执行删表和建表的操作，然后执行import.sql导入三条记录

编码：实体类

• 熟悉hibernate的读者都知道，实体类并非只有get和set方法的Pojo，它包含了大量的JPA元信息，是应用与数据库表映射的关键
• 实体类Fruit.java如下，有几处要注意的地方稍后会提到

package com.bolingcavalry.db.entity;

import javax.persistence.Cacheable;
import javax.persistence.Column;
import javax.persistence.Entity;
import javax.persistence.GeneratedValue;
import javax.persistence.Id;
import javax.persistence.NamedQuery;
import javax.persistence.QueryHint;
import javax.persistence.SequenceGenerator;
import javax.persistence.Table;

@Entity
@Table(name = "known_fruits")
@NamedQuery(name = "Fruits.findAll", query = "SELECT f FROM Fruit f ORDER BY f.name", hints = @QueryHint(name = "org.hibernate.cacheable", value = "true"))
@Cacheable
public class Fruit {

    @Id
    @SequenceGenerator(name = "fruitsSequence", sequenceName = "known_fruits_id_seq", allocationSize = 1, initialValue = 10)
    @GeneratedValue(generator = "fruitsSequence")
    private Integer id;

    @Column(length = 40, unique = true)
    private String name;

    public Fruit() {
    }

    public Fruit(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getId() {
        return id;
    }

    public void setId(Integer id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

• 上述代码有以下几处要注意的

1. 注解Table确定了表名known_fruits
2. 增加了一个自定义SQL，名为Fruits.findAll，后面会用到
3. 注解SequenceGenerator定义了known_fruits的自增主键的信息，初始值是10，也就是说通过当前应用新增的第一条记录，ID等于10
4. known_fruits表只有两个字段：id和name

service层

• 为known_fruits表的操作增加一个服务类，用于上层的调用（所谓上层是指web接口、gRPC接口、消息消费入口等）
• 服务类名为FruitService.java，为了省事儿就直接用class，不写interface了，代码如下，增删改查服务其实就是EntityManager的基本操作，这就不赘述了：

package com.bolingcavalry.db.service;

import com.bolingcavalry.db.entity.Fruit;
import javax.enterprise.context.ApplicationScoped;
import javax.inject.Inject;
import javax.persistence.EntityManager;
import javax.transaction.Transactional;
import java.util.List;

@ApplicationScoped
public class FruitService {
    @Inject
    EntityManager entityManager;

    public List<Fruit> get() {
        return entityManager.createNamedQuery("Fruits.findAll", Fruit.class)
                .getResultList();
    }

    public Fruit getSingle(Integer id) {
        return entityManager.find(Fruit.class, id);
    }

    @Transactional
    public void create(Fruit fruit) {
        entityManager.persist(fruit);
    }

    @Transactional
    public void update(Integer id, Fruit fruit) {
        Fruit entity = entityManager.find(Fruit.class, id);

        if (null!=entity) {
            entity.setName(fruit.getName());
        }
    }

    @Transactional
    public void delete(Integer id) {
        Fruit entity = entityManager.getReference(Fruit.class, id);

        if (null!=entity) {
            entityManager.remove(entity);
        }
    }
}

• 代码写到这里其实已经完成了，当前工程已经有了数据库增删改查的能力，至于上层如何使用（是web调用、gRPC调用、消费消息），那并非本篇的重点，您可以根据自己需要随意添加
• 为了验证服务类功能正常，接下来会写一个单元测试类 ，调用FruitService的各API并验证数据是否符合预期

单元测试类

• 单元测试类只有一个，位置在quarkus-tutorials/basic-db/src/test/java，这是符合maven规范的测试类位置
• FruitServiceTest源码如下，有几处要注意的地方稍后会提到

package com.bolingcavalry;

import com.bolingcavalry.db.entity.Fruit;
import com.bolingcavalry.db.service.FruitService;
import io.quarkus.test.junit.QuarkusTest;
import org.junit.jupiter.api.*;

import javax.inject.Inject;
import java.util.List;

@QuarkusTest
@TestMethodOrder(MethodOrderer.OrderAnnotation.class)
public class FruitServiceTest {

    /**
     * import.sql中导入的记录数量，这些是应用启动是导入的
     */
    private static final int EXIST_RECORDS_SIZE = 3;

    /**
     * import.sql中，第一条记录的id
     */
    private static final int EXIST_FIRST_ID = 1;

    /**
     * 在Fruit.java中，id字段的SequenceGenerator指定了initialValue等于10，
     * 表示自增ID从10开始
     */
    private static final int ID_SEQUENCE_INIT_VALUE = 10;

    @Inject
    FruitService fruitService;

    @Test
    @DisplayName("list")
    @Order(1)
    public void testGet() {
        List<Fruit> list = fruitService.get();
        // 判定非空
        Assertions.assertNotNull(list);
        // import.sql中新增3条记录
        Assertions.assertEquals(EXIST_RECORDS_SIZE, list.size());
    }

    @Test
    @DisplayName("getSingle")
    @Order(2)
    public void testGetSingle() {
        Fruit fruit = fruitService.getSingle(EXIST_FIRST_ID);
        // 判定非空
        Assertions.assertNotNull(fruit);
        // import.sql中的第一条记录
        Assertions.assertEquals("Cherry", fruit.getName());
    }

    @Test
    @DisplayName("update")
    @Order(3)
    public void testUpdate() {
        String newName = "ShanDongBigCherry";

        fruitService.update(EXIST_FIRST_ID, new Fruit(newName));

        Fruit fruit = fruitService.getSingle(EXIST_FIRST_ID);
        // 从数据库取出的对象，其名称应该等于修改的名称
        Assertions.assertEquals(newName, fruit.getName());
    }

    @Test
    @DisplayName("create")
    @Order(4)
    public void testCreate() {
        Fruit fruit = new Fruit("Orange");
        fruitService.create(fruit);
        // 由于是第一次新增，所以ID应该等于自增ID的起始值
        Assertions.assertEquals(ID_SEQUENCE_INIT_VALUE, fruit.getId());
        // 记录总数应该等于已有记录数+1
        Assertions.assertEquals(EXIST_RECORDS_SIZE+1, fruitService.get().size());
    }

    @Test
    @DisplayName("delete")
    @Order(5)
    public void testDelete() {
        // 先记删除前的总数
        int numBeforeDelete = fruitService.get().size();

        // 删除第一条记录
        fruitService.delete(EXIST_FIRST_ID);

        // 记录数应该应该等于删除前的数量减一
        Assertions.assertEquals(numBeforeDelete-1, fruitService.get().size());
    }
}

• 上述单元测试类有以下几处要注意

1. 一共五个测试方法，为了给它们排序，要用注解TestMethodOrder修饰类，并制定value为MethodOrderer.OrderAnnotation.class
2. 再在每个方法上用Order注解修饰，就可以用value执行测试顺序了
3. 测试方法有点多，为了便于观察，用注解DisplayName为每个测试方法起了个名字，有了名字，IDEA上的测试结果效果如下

• 单元测试代码写完了，是不是可以立即开始测试了？别急，还有个小坑，有一定几率遇到，别看坑小，要是掉进去还有点麻烦…

IDEA的小坑

• 回顾之前的配置，数据库信息都放在application-test.properties文件中，因此只有profile等于test时，才有数据库配置信息，其他profile都没有对应的配置文件
• 一般情况下，如何执行单元测试呢？欣宸的习惯是直接点击下图红框中的按钮，在弹出的菜单上选择第一项Run ‘FruitServiceTest’，这样操作简单，又能通过IDEA界面观察测试结果

• 实测发现，使用上述方式，IDEA给我们设置的profile可能不是test，而是default，而default这个profile的配置文件是不存在的，因此单元测试启动就会失败

• 上述问题，我这边偶尔遇到过几次，目前无法稳定复现，针对此问题的解决方法如下

• 点击图标运行单元测试的时候，选择下图红框中的选项

• 在弹出的配置窗口中，新增下图红框中的内容，这就指定了profile等于test

• 运行的时候，选择上图配置的名字FruitServiceTest(test-profile)，就能确保profile是test了

运行单元测试

• 运行单元测试，结果如下图，不但测试全部通过，输出的日志内容也非常丰富，解读他们，是温习前面知识点的最佳手段

• 还有一处要注意的，就是上图显示getSingle方法耗时仅6ms，例外，getSingle执行的时候也没有SQL日志输出，这是因为getSingleb并没有真正的查询数据库，而是使用了前面list的缓存结果，验证是否使用了缓存很简单，将testGet和testGetSingle两个方法的执行顺序调换一下，再执行，就发现testGetSingle执行耗时也变长了，而且SQL日志也出现了
• 上述这种不查数据库而走本地缓存的操作，虽然看似提升了性能，然而风险也不小，getSingle得到的结果并非数据库中最新的，关闭缓存的方法如下图，修改Fruit.java的配置，如下图

• 至此，相比官方demo更加精简的quarkus数据库操作入门已完成，希望本篇能让咱们对quarkus的数据库操作能力和流程有基本的认识，为接下来的逐渐深入打好基础

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