Spring Data JPA中的Specification动态查询详解

 更新时间:2023年07月17日 11:07:28   作者:记录菌  
Specification是一个设计模式,用于企业级应用开发中,其主要目的是将业务规则从业务逻辑中分离出来,在数据查询方面,Specification可以定义复杂的查询,使其更易于重用和测试,这篇文章主要介绍了Spring Data JPA中的Specification动态查询详解,需要的朋友可以参考下

写在前面:刷完Spring Data JPA的课后,发现Specification动态查询还挺有意思的,还应用到了规约设计模式,在此记录下学习过程和见解。

一、应用场景

1. 简介

        有时我们在查询某个实体的时候,给定的条件是不固定的,这时就需要动态构建相应的查询语句,在Spring Data JPA中可以通过JpaSpecificationExecutor接口查询。相比JPQL,其优势是类型安全,更加的面向对象。

        Specification是一个设计模式,常常用于企业级应用开发中,其主要目的是将业务规则从业务逻辑中分离出来。在数据查询方面,Specification可以定义复杂的查询,使其更易于重用和测试。

2. 优缺点

优点:

  • 动态查询:Specification允许你在运行时构建查询。你可以基于用户的输入或程序的状态动态地选择查询的条件、排序或分组。
  • 复用:你可以定义一组基本的Specification,然后在不同的查询中重用它们。这使得你的代码更加简洁,也更易于测试和维护。
  • 组合:你可以通过逻辑运算符(如AND和OR)来组合Specification。这使得你可以轻松地构建复杂的查询,而无需编写复杂的SQL语句。

缺点:

  • 学习曲线:对于新手来说,理解和使用Specification可能有一定的难度。你需要对JPA Criteria API有一定的了解,而这个API本身也相当复杂。
  • 性能:Specification是基于JPA Criteria API的,而这个API生成的SQL语句可能并不是最优的。如果你需要执行一些特别复杂或需要高性能的查询,直接编写SQL可能会更好。
  • 灵活性:虽然Specification提供了大量的功能,但它仍然有一些限制。例如,它不支持JOIN ON子句,也不支持某些数据库特有的功能。

3.mybatis或者mybatisPlus和Specification动态查询比较(对标)

        MyBatis或MyBatis Plus并没有直接对应于Spring Data JPA中的Specification动态查询的功能,但是,通过其强大的动态SQL功能,可以实现类似的效果。在MyBatis中,可以使用 <if> 标签来动态的构建SQL查询。这允许你根据传入参数的值动态地添加或移除查询的一部分。

二、源码解析

        Specification接口是Spring Data JPA库中的一部分。这个接口定义了一个toPredicate方法,该方法接收一个RootCriteriaQueryCriteriaBuilder,并返回一个PredicatePredicate是JPA Criteria API中的一个接口,用于定义查询的条件。

  • root:查询的根对象(查询的任何属性都可以从根对象中获取)
  • CriteriaQuery:顶层查询对象,自定义查询方式(了解:一般不用)
  • CriteriaBuilder:查询的构造器,封装了很多的查询条件

        在Spring Data JPA中,这个接口主要被用于JpaSpecificationExecutor接口,这个接口定义了一些用于执行Specification查询的方法,如findAll(Specification<T> spec)

   JpaSpecificationExecutor接口的实现在SimpleJpaRepository类中。例如,findAll(Specification<T> spec)方法的实现如下:

@Override
public List<T> findAll(@Nullable Specification<T> spec) {
	TypedQuery<T> query = getQuery(spec, Sort.unsorted());
	return query.getResultList();
}

在这个方法中,首先调用了getQuery方法来创建一个TypedQuery,然后执行这个查询并返回结果。

getQuery方法的实现如下:

protected TypedQuery<T> getQuery(@Nullable Specification<T> spec, Sort sort) {
	CriteriaBuilder builder = entityManager.getCriteriaBuilder();
	CriteriaQuery<T> query = builder.createQuery(getDomainClass());
	Root<T> root = applySpecificationToCriteria(spec, query);
	query.select(root);
	if (sort.isSorted()) {
		query.orderBy(toOrders(sort, root, builder));
	}
	return applyRepositoryMethodMetadata(entityManager.createQuery(query));
}

在这个方法中,首先创建了一个CriteriaBuilderCriteriaQuery,然后调用了applySpecificationToCriteria方法来应用Specification到CriteriaQuery上,然后选择查询的结果,如果有排序的需求,就添加排序条件,最后创建并返回TypedQuery

applySpecificationToCriteria方法的实现如下:

private Root<T> applySpecificationToCriteria(@Nullable Specification<T> spec, CriteriaQuery<?> query) {
	Root<T> root = query.from(getDomainClass());
	if (spec == null) {
		return root;
	}
	CriteriaBuilder builder = entityManager.getCriteriaBuilder();
	Predicate predicate = spec.toPredicate(root, query, builder);
	if (predicate != null) {
		query.where(predicate);
	}
	return root;
}

        在这个方法中,首先创建了一个Root,然后如果有Specification的话,就调用toPredicate方法来创建一个Predicate,然后添加这个PredicateCriteriaQuery的where条件中。

        这就是Spring Data JPA中Specification动态查询的基本实现。在实际的应用中,我们只需要实现Specification接口,并提供一个toPredicate方法来定义我们的查询规则,Spring Data JPA就会自动地为我们执行查询。

三、规约模式

        规约模式(Specification Pattern)是一种特殊的设计模式,最早由Eric Evans在他的《领域驱动设计》一书中提出。规约模式的主要思想是将业务规则从业务对象中分离出来,这样就可以将这些规则独立地重用和组合。一个规约(Specification)是一个独立的业务规则,它通常会实现一个方法(在Java中通常是isSatisfiedBy),该方法接收一个业务对象,然后检查这个对象是否满足规约的条件。

        例如,假设我们有一个Customer类,我们需要检查一个客户是否满足“是VIP客户”和“注册超过一年”的规则。首先,我们可以定义一个IsVip规约和一个IsRegisteredForMoreThanOneYear规约:

public class IsVip implements Specification<Customer> {
    @Override
    public boolean isSatisfiedBy(Customer customer) {
        return customer.isVip();
    }
}
public class IsRegisteredForMoreThanOneYear implements Specification<Customer> {
    @Override
    public boolean isSatisfiedBy(Customer customer) {
        return customer.getRegisteredDate().isBefore(LocalDate.now().minusYears(1));
    }
}

然后,我们可以将这两个规约组合起来,检查一个客户是否满足这两个条件:

Specification<Customer> spec = new IsVip().and(new IsRegisteredForMoreThanOneYear());
boolean isSatisfied = spec.isSatisfiedBy(customer);

我们还可以使用or方法来组合规约,检查一个客户是否满足这两个条件中的任意一个:

Specification<Customer> spec = new IsVip().or(new IsRegisteredForMoreThanOneYear());
boolean isSatisfied = spec.isSatisfiedBy(customer);

        在这个例子中,我们将每个业务规则封装为一个单独的规约,然后使用andor方法将这些规约组合起来。这样做的好处是我们可以将复杂的业务规则分解为多个简单的规约,这些规约可以独立地重用和测试。同时,我们也可以在运行时动态地组合规约,从而实现动态的业务规则。

四、实际应用

单个条件查询

    /**
     * 根据条件,查询单个对象
     *
     */
    @Test
    public void testSpec() {
        //匿名内部类
        /**
         * 自定义查询条件
         *      1.实现Specification接口(提供泛型:查询的对象类型)
         *      2.实现toPredicate方法(构造查询条件)
         *      3.需要借助方法参数中的两个参数(
         *          root:获取需要查询的对象属性
         *          CriteriaBuilder:构造查询条件的,内部封装了很多的查询条件(模糊匹配,精准匹配)
         *       )
         *  案例:根据客户名称查询,查询客户名为传智播客的客户
         *          查询条件
         *              1.查询方式
         *                  cb对象
         *              2.比较的属性名称
         *                  root对象
         *
         */
        Specification<Customer> spec = new Specification<Customer>() {
            @Override
            public Predicate toPredicate(Root<Customer> root, CriteriaQuery<?> query, CriteriaBuilder cb) {
                //1.获取比较的属性
                Path<Object> custName = root.get("custId");
                //2.构造查询条件  :    select * from cst_customer where cust_name = '传智播客'
                /**
                 * 第一个参数:需要比较的属性(path对象)
                 * 第二个参数:当前需要比较的取值
                 */
                Predicate predicate = cb.equal(custName, "传智播客");//进行精准的匹配  (比较的属性,比较的属性的取值)
                return predicate;
            }
        };
        Customer customer = customerDao.findOne(spec);
        System.out.println(customer);
    }

多条件查询

    /**
     * 多条件查询
     *      案例:根据客户名(传智播客)和客户所属行业查询(it教育)
     *
     */
    @Test
    public void testSpec1() {
        /**
         *  root:获取属性
         *      客户名
         *      所属行业
         *  cb:构造查询
         *      1.构造客户名的精准匹配查询
         *      2.构造所属行业的精准匹配查询
         *      3.将以上两个查询联系起来
         */
        Specification<Customer> spec = new Specification<Customer>() {
            @Override
            public Predicate toPredicate(Root<Customer> root, CriteriaQuery<?> query, CriteriaBuilder cb) {
                Path<Object> custName = root.get("custName");//客户名
                Path<Object> custIndustry = root.get("custIndustry");//所属行业
                //构造查询
                //1.构造客户名的精准匹配查询
                Predicate p1 = cb.equal(custName, "传智播客");//第一个参数,path(属性),第二个参数,属性的取值
                //2..构造所属行业的精准匹配查询
                Predicate p2 = cb.equal(custIndustry, "it教育");
                //3.将多个查询条件组合到一起:组合(满足条件一并且满足条件二:与关系,满足条件一或满足条件二即可:或关系)
                Predicate and = cb.and(p1, p2);//以与的形式拼接多个查询条件
                // cb.or();//以或的形式拼接多个查询条件
                return and;
            }
        };
        Customer customer = customerDao.findOne(spec);
        System.out.println(customer);
    }

模糊查询

/**
     * 案例:完成根据客户名称的模糊匹配,返回客户列表
     *      客户名称以 '传智播客‘ 开头
     *
     * equal :直接的到path对象(属性),然后进行比较即可
     * gt,lt,ge,le,like : 得到path对象,根据path指定比较的参数类型,再去进行比较
     *      指定参数类型:path.as(类型的字节码对象)
     */
    @Test
    public void testSpec3() {
        //构造查询条件
        Specification<Customer> spec = new Specification<Customer>() {
            @Override
            public Predicate toPredicate(Root<Customer> root, CriteriaQuery<?> query, CriteriaBuilder cb) {
                //查询属性:客户名
                Path<Object> custName = root.get("custName");
                //查询方式:模糊匹配
                Predicate like = cb.like(custName.as(String.class), "传智播客%");
                return like;
            }
        };
//        List<Customer> list = customerDao.findAll(spec);
//        for (Customer customer : list) {
//            System.out.println(customer);
//        }
        //添加排序
        //创建排序对象,需要调用构造方法实例化sort对象
        //第一个参数:排序的顺序(倒序,正序)
        //   Sort.Direction.DESC:倒序
        //   Sort.Direction.ASC : 升序
        //第二个参数:排序的属性名称
        Sort sort = new Sort(Sort.Direction.DESC,"custId");
        List<Customer> list = customerDao.findAll(spec, sort);
        for (Customer customer : list) {
            System.out.println(customer);
        }
    }
 

分页查询

 /**
     * 分页查询
     *      Specification: 查询条件
     *      Pageable:分页参数
     *          分页参数:查询的页码,每页查询的条数
     *          findAll(Specification,Pageable):带有条件的分页
     *          findAll(Pageable):没有条件的分页
     *  返回:Page(springDataJpa为我们封装好的pageBean对象,数据列表,共条数)
     */
    @Test
    public void testSpec4() {
        Specification spec = null;
        //PageRequest对象是Pageable接口的实现类
        /**
         * 创建PageRequest的过程中,需要调用他的构造方法传入两个参数
         *      第一个参数:当前查询的页数(从0开始)
         *      第二个参数:每页查询的数量
         */
        Pageable pageable = new PageRequest(0,2);
        //分页查询
        Page<Customer> page = customerDao.findAll(null, pageable);
        System.out.println(page.getContent()); //得到数据集合列表
        System.out.println(page.getTotalElements());//得到总条数
        System.out.println(page.getTotalPages());//得到总页数
    }

到此这篇关于Spring Data JPA中的Specification动态查询详解的文章就介绍到这了,更多相关Spring Data JPA Specification动态查询内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

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