Java单元测试实践-26.使用JPA自动创建数据库表

た入场券 2023-10-07 14:42 66阅读 0赞

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## 1. 使用JPA自动创建数据库表 ##

以上在单元测试中使用H2数据库的方法，需要在连接数据库时指定数据库建表语句，建表语句需要从数据库服务器获取，由于不同的数据库建表语句存在一些差别，可能并不能直接在H2数据库中使用（如前文所述MySQL建表语句中H2数据库中存在部分不支持），不是最佳的选择。

可以在单元测试中使用JPA，利用JPA根据Entity自动创建数据库表的功能，屏蔽不同数据库的建语句的差异，简化处理H2数据库建表语句的操作。

### 1.1. JPA相关 ###

#### 1.1.1. 生成JPA Entity ####

JPA相关资料整理及根据数据库表生成JPA Entity的Java组件增强版使用说明，可参考 https://github.com/Adrninistrator/jpa-entity-generator-enhance ，在开源项目的基础上进行了优化。

#### 1.1.2. EntityManager ####

参考ejb-3\_0-fr-spec-persistence.pdf，“3.1 EntityManager”。

EntityManager实例与持久性上下文关联。持久性上下文是一组Entity实例，对于任何持久性Entity标识，都有一个唯一的Entity实例。持久性上下文对Entity实例及其生命周期进行管理。EntityManager接口定义了用于与持久性上下文进行交互的方法。EntityManager API用于创建和删除持久Entity实例，通过主键查找Entity，以及查询Entity。

#### 1.1.3. EntityManagerFactory ####

参考ejb-3\_0-fr-spec-persistence.pdf，“5.4 The EntityManagerFactory Interface”。

应用程序使用EntityManagerFactory接口来获取应用程序管理的EntityManager。当应用程序使用完EntityManagerFactory后，在应用程序关闭时，应关闭EntityManagerFactory。一旦EntityManagerFactory关闭，则其所有EntityManager都被视为处于关闭状态。

#### 1.1.4. JPA自动建表参数配置 ####

Hibernate实现了JPA规范。参考 https://docs.jboss.org/hibernate/orm/5.4/userguide/html\_single/Hibernate\_User\_Guide.html\#schema-generation 。

Hibernate允许从Entity映射生成数据库。

schema自动生成的功能对于测试非常有用，但不建议在生产环境中使用。

从Entity映射生成模式的过程称为HBM2DDL。

参考 https://docs.jboss.org/hibernate/orm/5.4/userguide/html\_single/Hibernate\_User\_Guide.html\#configurations-hbmddl 。

hibernate.hbm2ddl.auto参数用于设置为在SessionFactory生命周期中自动执行SchemaManagementTool操作。支持的参数值如下所示：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>参数值</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>none</td> 
   <td>不执行任何操作（默认值）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>create-only</td> 
   <td>创建数据库</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>drop</td> 
   <td>删除数据库</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>create</td> 
   <td>先删除数据库，再创建数据库</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>create-drop</td> 
   <td>在SessionFactory创建时删除schema并重新创建，当SessionFactory关闭时删除schema</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>validate</td> 
   <td>验证数据库schema</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>update</td> 
   <td>更新数据库schema</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

经测试，设置hibernate.hbm2ddl.auto=update，在应用启动时，若数据库表不存在时会创建；对于已存在的数据库表，缺失的字段会增加，多余的字段不会删除。

#### 1.1.5. 自动建表时打印SQL语句 ####

参考 https://docs.jboss.org/hibernate/orm/5.4/userguide/html\_single/Hibernate\_User\_Guide.html\#\_sql\_statement\_logging 。

当hibernate.show\_sql参数值为true时，会在控制台打印所有的SQL语句，该参数默认值为false。

当hibernate.format\_sql参数值为true时，会在日志和控制台中以更直观的方式打印SQL。

#### 1.1.6. hibernate依赖组件 ####

参考 https://docs.jboss.org/hibernate/entitymanager/3.6/reference/en/html\_single/\#d0e215 。

兼容JPA 2.0的Hibernate EntityManager建立在Hibernate core和Hibernate Annotations之上。从3.5版开始，将所有必需的模块捆绑在一个Hibernate发行版中：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>模块</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Hibernate Core</td> 
   <td>原生Hibernate API和核心引擎</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Hibernate Annotations</td> 
   <td>基于注释的映射</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Hibernate EntityManager</td> 
   <td>JPA 2.0 API和livecycle语义实现</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

可以添加对org.hibernate:hibernate-entitymanager的依赖，所有必须的依赖例如hibernate-core与hibernate-annotations会被传递地拉取。

org.hibernate:hibernate-entitymanager新版（5.4.11.Final及之后）已被移动至org.hibernate:hibernate-core，可使用org.hibernate:hibernate-core:5.4.12.Final。

由于test模块中的Entity使用了Lombok，因此还需要添加依赖“testAnnotationProcessor ‘org.projectlombok:lombok:1.18.12’”。

#### 1.1.7. Spring JPA配置 ####

##### 1.1.7.1. Spring JPA #####

参考 https://docs.spring.io/spring-framework/docs/4.3.26.RELEASE/spring-framework-reference/htmlsingle/\#orm-jpa 。

Spring JPA可以使用org.springframework.orm.jpa包，对JPA提供了全面的支持，通过与Hibernate或JDO集成的方式。

Spring JPA提供了三种设置JPA EntityManagerFactory的方式，应用程序会使用其获取EntityManager。包括LocalEntityManagerFactoryBean、从JNDI获取EntityManagerFactory、LocalContainerEntityManagerFactoryBean。

##### 1.1.7.2. JpaVendorAdapter #####

参考 https://docs.spring.io/spring-framework/docs/4.3.26.RELEASE/spring-framework-reference/htmlsingle/\#orm-jpa-dialect 。

JpaDialect实现可以启用Spring支持的一些高级功能，通常以特定于供应商的方式。

JpaVendorAdapter是主要用于Spring的全功能LocalContainerEntityManagerFactoryBean设置的更广泛的提供程序适配器装置。JpaVendorAdapter将JpaDialect的功能与其他特定于提供程序的默认值结合在一起。指定HibernateJpaVendorAdapter或EclipseLinkJpaVendorAdapter分别是为Hibernate或EclipseLink自动配置EntityManagerFactory设置的最便捷方法。

参考 https://docs.spring.io/spring-framework/docs/4.3.26.RELEASE/javadoc-api/org/springframework/orm/jpa/JpaVendorAdapter.html 。

JpaVendorAdapter是SPI接口，允许将特定于供应商的行为插入Spring的EntityManagerFactory创建者中。

AbstractJpaVendorAdapter类实现了JpaVendorAdapter接口，AbstractJpaVendorAdapter类的子类包括OpenJpaVendorAdapter、HibernateJpaVendorAdapter、EclipseLinkJpaVendorAdapter。

##### 1.1.7.3. LocalContainerEntityManagerFactoryBean #####

参考 https://docs.spring.io/spring-framework/docs/4.3.26.RELEASE/spring-framework-reference/htmlsingle/\#orm-jpa-setup-lcemfb 。

使用LocalContainerEntityManagerFactoryBean可在基于Spring的应用程序环境中提供完整的JPA功能。包括Web容器（例如Tomcat）以及独立应用程序和集成测试。

LocalContainerEntityManagerFactoryBean可以完全控制EntityManagerFactory的配置，适用于需要细粒度自定义的环境。LocalContainerEntityManagerFactoryBean创建了一个PersistenceUnitInfo实例，基于persistence.xml文件、dataSourceLookup策略和指定的loadTimeWeaver。可以使用JNDI之外的自定义数据源并控制编织过程。

LocalContainerEntityManagerFactoryBean是最强大的JPA设置选项，可以在应用程序中进行灵活的本地配置。支持链接到已存在的JDBC数据源的链接，同时支持本地和全局事务等功能。

参考 https://docs.spring.io/spring-framework/docs/4.3.26.RELEASE/javadoc-api/org/springframework/orm/jpa/LocalContainerEntityManagerFactoryBean.html ，LocalContainerEntityManagerFactoryBean包括以下属性：

*  dataSource

dataSource参数用于指定JPA持久性提供程序用于访问数据库的JDBC数据源。这种方法传入一个Spring管理的DataSource，是将JDBC配置保留在persistence.xml中的一种替代方法。  
在JPA的角度，这里传递的数据源将用作传递给持久性提供程序的PersistenceUnitInfo的“ nonJtaDataSource”，并覆盖persistence.xml中的数据源配置（如果有）。

注意：仅在未指定外部PersistenceUnitManager的情况下适用以上指定数据源的方法。

*  jpaVendorAdapter

通过jpaVendorAdapter参数可以为所需的JPA提供程序指定JpaVendorAdapter实现（如果有）。会给定的提供程序初始化适当的默认值。

*  packagesToScan

packagesToScan参数设置对classpath中的Entity类使用基于Spring的扫描，而不是使用JPA对jar文件中带有persistence.xml中的标记的标准扫描。当使用基于Spring的扫描时，不需要persistence.xml，所需要做的就是指定要搜索的基本包。

packagesToScan参数默认为无。指定包以在classpath中搜索对Entity类的自动检测。类似于Spring的组件扫描功能（ClassPathBeanDefinitionScanner）。

注意：仅在未指定外部PersistenceUnitManager的情况下适用以上指定packagesToScan参数的方法。

*  jpaPropertyMap

指定Map形式的JPA属性，传给Persistence.createEntityManagerFactory()方法。

可在XML的bean定义中通过“map”或“props”元素填充。

jpaPropertyMap属性的设置方法包括setJpaPropertyMap()与setJpaProperties()。

可使用jpaProperties属性通过setJpaProperties()方法设置JPA属性，效果相同。setJpaProperties()方法支持在XML的bean定义中通过“props”元素填充，或通过"value"元素指定字符串格式数据填充，由PropertiesEditor解析。

### 1.2. JPA自动建表总结 ###

在项目中引入Hibernate JPA实现，可以应用启动时通过Entity类自动创建对应的数据库表，可以屏蔽不同数据库的建表语句的细节差异。JPA仅用于自动创建数据库表，不通过JPA执行数据库操作。Entity类生成可以使用Java完成。

在项目中需要引入依赖javax.persistence:javax.persistence-api与org.hibernate:hibernate-core，以及lombok。

在Spring XML文件中需要定义LocalContainerEntityManagerFactoryBean对应的bean，将dataSource属性指定项目中使用的数据源，jpaVendorAdapter属性使用HibernateJpaVendorAdapter，packagesToScan属性指定Entity类所在的包，jpaProperties属性指定JPA属性，hibernate.hbm2ddl.auto应为update，以自动建表。

### 1.3. JPA自动建表配置 ###

可参考示例项目中的JPA自动建表配置。

#### 1.3.1. 添加依赖 ####

在Gradle脚本中，添加了以下依赖：

"javax.persistence:javax.persistence-api:2.2",
    "org.hibernate:hibernate-core:5.4.12.Final"
    
    testAnnotationProcessor 'org.projectlombok:lombok:1.18.12'

#### 1.3.2. Spring XML配置 ####

参考示例项目src\\test\\resources\\springJpa\\springJpa.xml文件，内容如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
           xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
           xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
           http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
        
        <bean id="entityManagerFactory" class="org.springframework.orm.jpa.LocalContainerEntityManagerFactoryBean">
            
            <property name="dataSource" ref="dataSource"/>
    
            
            <property name="jpaVendorAdapter">
                <bean class="org.springframework.orm.jpa.vendor.HibernateJpaVendorAdapter"/>
            </property>
    
            
            <property name="packagesToScan">
                <array>
                    <value>adrninistrator.test_jpa.entity</value>
                    <value>adrninistrator.test_jpa.entity2</value>
                </array>
            </property>
    
            
            <property name="jpaProperties">
                <value>
                    # 自动创建或更新数据库表
                    hibernate.hbm2ddl.auto=update
                    # 打印SQL语句
                    hibernate.show_sql=true
                    hibernate.format_sql=true
                </value>
            </property>
        </bean>
    </beans>

当使用JPA自动建表时，会在Spring主配置文件applicationContext.xml中添加“<import resource=“springJpa/springJpa.xml”/>”。

LocalContainerEntityManagerFactoryBean的packagesToScan属性，支持指定单个或多个Entity类所在包，其他形式的设置如下所示：

<property name="packagesToScan">
    	<value>adrninistrator.test_jpa.entity, adrninistrator.test_jpa.entity2</value>
    </property>

JPA属性支持通过jpaProperties、jpaPropertyMap属性进行其他形式的设置，如下所示：

<property name="jpaProperties">
    	<props>
    		<prop key="hibernate.hbm2ddl.auto">update</prop>
    		<prop key="hibernate.show_sql">true</prop>
    		<prop key="hibernate.format_sql">true</prop>
    	</props>
    </property>

#### 1.3.3. H2数据库连接参数 ####

当使用JPA自动建表时，在H2数据库的连接参数中，不再需要通过INIT参数指定创建数据库表的SQL脚本信息。

##### 1.3.3.1. 使用H2嵌入（本地）模式 #####

当使用H2数据库嵌入（本地）模式与JPA自动建表时，可参考示例项目unit\_test\_config.groovy文件中的use\_h2\_file\_jpa元素。

在XML文件中指定的数据库连接URL参数示例如下：

jdbc:h2:file:./build/h2db;MODE=MySQL;DATABASE_TO_LOWER=TRUE;CASE_INSENSITIVE_IDENTIFIERS=TRUE;INIT=CREATE SCHEMA IF NOT EXISTS TEST\;SET SCHEMA TEST"

以上创建并设置SCHEMA是为了使生成的H2数据库文件能够使用数据库工具打开。

在properties文件中指定时，反斜杠需要转义为两个反斜杠“\\\\”；在Groovy配置文件中指定时，反斜杠需要转义为四个反斜杠“\\\\\\\\”。

##### 1.3.3.2. 使用H2内存数据库模式 #####

当使用H2内存数据库模式与JPA自动建表时，可参考示例项目unit\_test\_config.groovy文件中的use\_h2\_mem\_jpa元素，数据库连接URL参数示例如下：

jdbc:h2:mem:;MODE=MySQL;DATABASE_TO_LOWER=TRUE;CASE_INSENSITIVE_IDENTIFIERS=TRUE

### 1.4. JPA自动建表的时间类型 ###

使用MySQL数据库表生成Entity类时，时间类型字段在Entity类中对应的类型使用java.sql.Timestamp。

使用JPA自动建表时，Entity类中的Timestamp类型的字段，在MySQL中创建的数据库表字段类型为datetime，不包含小数秒精度（即使MySQL原始数据库中对应字段包含）；在H2中创建的数据库表字段类型为timestamp。

参考 https://dev.mysql.com/doc/refman/5.6/en/fractional-seconds.html ，MySQL的时间类型的小数秒精度默认值为0（与标准SQL的默认值6不同），即时间数据的最小精度为秒。需要注意可能导致时间数据精度与预期不相符，导致更新时返回的受影响行数改变。

参考 http://h2database.com/html/datatypes.html\#timestamp\_type ， H2的timestamp类型的小数秒精度默认值为6，即时间数据的最小精度比秒更小。

### 1.5. 指定JPA自动建表的字段定义 ###

参考 https://docs.jboss.org/hibernate/jpa/2.2/api/javax/persistence/Column.html\#columnDefinition-- 。

Entity类中的@Column注解的columnDefinition属性，可以指定生成列的DDL时使用的SQL片段。

通过Entity类中的@Column注解的columnDefinition属性，可以指定创建数据库表时的对应字段的类型、非空属性、默认值、注释等字段定义，会覆盖Entity类对应字段的类型，及@Column中的length、nullable、precision、scale等属性对于字段的设置。

可参考示例项目TestTableOther类，在JPA自动建表时，创建的数据库表的字段定义与columnDefinition属性一致。

Entity类中的@Column注解的columnDefinition属性示例如下：

@Column(name = "\"flag\"", columnDefinition = "varchar(32) default 'test' COMMENT 'flag'")
    private String flag;

columnDefinition属性可以准确指定数据库字段的定义，但不同数据库的语句细节可能存在差异，因此在根据数据库表生成JPA Entity类时，未使用columnDefinition属性。数据库字段的默认值只能通过columnDefinition属性指定，当需要使用数据库字段的默认值时，需要单独处理。

[https_blog.csdn.net_a82514921_article_details_107969340]: https://blog.csdn.net/a82514921/article/details/107969340