深入解析Spring架構與設計原理-數據庫的操作實現

關于Spring JDBC
還是從Spring JDBC說起吧，雖然現在應用很多都是直接使用Hibernate或者其他的ORM工具。但JDBC畢竟還是很基本的，其中的JdbcTemplate就是我們經常使用的，比如JDBCTemplate的execute方法，就是一個基本的方法，在這個方法的實現中，可以看到對數據庫操作的基本過程。

//execute方法執行的是輸入的sql語句  
public void execute(final String sql) throws DataAccessException {  
    if (logger.isDebugEnabled()) {  
        logger.debug("Executing SQL statement [" + sql + "]");  
    }  
    class ExecuteStatementCallback implements StatementCallback<Object>, SqlProvider {  
        public Object doInStatement(Statement stmt) throws SQLException {  
            stmt.execute(sql);  
            return null;  
        }  
        public String getSql() {  
            return sql;  
        }  
    }  
    execute(new ExecuteStatementCallback());  
}  
//這是使用java.sql.Statement處理靜態SQL語句的方法  
public <T> T execute(StatementCallback<T> action) throws DataAccessException {  
    Assert.notNull(action, "Callback object must not be null");  
    //這里取得數據庫的Connection，這個數據庫的Connection已經在Spring的事務管理之下  
    Connection con = DataSourceUtils.getConnection(getDataSource());  
    Statement stmt = null;  
    try {  
        Connection conToUse = con;  
        if (this.nativeJdbcExtractor != null &&  
                this.nativeJdbcExtractor.isNativeConnectionNecessaryForNativeStatements()) {  
            conToUse = this.nativeJdbcExtractor.getNativeConnection(con);  
        }  
        //創建Statement  
        stmt = conToUse.createStatement();  
        applyStatementSettings(stmt);  
        Statement stmtToUse = stmt;  
        if (this.nativeJdbcExtractor != null) {  
            stmtToUse = this.nativeJdbcExtractor.getNativeStatement(stmt);  
        }  
        //這里調用回調函數  
        T result = action.doInStatement(stmtToUse);  
        handleWarnings(stmt);  
        return result;  
    }  
    catch (SQLException ex) {  
        // Release Connection early, to avoid potential connection pool deadlock  
        // in the case when the exception translator hasn't been initialized yet.  
        //如果捕捉到數據庫異常，把數據庫Connection釋放，同時拋出一個經過Spring轉換過的Spring數據庫異常  
        //Spring做了一項有意義的工作，就是把這些數據庫異常統一到自己的異常體系里了  
        JdbcUtils.closeStatement(stmt);  
        stmt = null;  
        DataSourceUtils.releaseConnection(con, getDataSource());  
        con = null;  
        throw getExceptionTranslator().translate("StatementCallback", getSql(action), ex);  
    }  
    finally {  
        JdbcUtils.closeStatement(stmt);  
        //釋放數據庫connection  
        DataSourceUtils.releaseConnection(con, getDataSource());  
    }  
}  

在使用數據庫的時候，有一個很重要的地方就是對數據庫連接的管理，在這里，是由DataSourceUtils來完成的。Spring通過這個輔助類來對數據的Connection進行管理。比如通過它來完成打開和關閉Connection等操作。DataSourceUtils對這些數據庫Connection管理的實現, 如以下代碼所示。

//這是取得數據庫連接的調用，實現是通過調用doGetConnection完成的，這里執行了異常的轉換操作  
public static Connection getConnection(DataSource dataSource) throws CannotGetJdbcConnectionException {  
    try {  
        return doGetConnection(dataSource);  
    }  
    catch (SQLException ex) {  
        throw new CannotGetJdbcConnectionException("Could not get JDBC Connection", ex);  
    }  
}  
public static Connection doGetConnection(DataSource dataSource) throws SQLException {  
    Assert.notNull(dataSource, "No DataSource specified");  
    //把對數據庫的Connection放到事務管理中進行管理，這里使用TransactionSynchronizationManager中定義的ThreadLocal變量來和線程綁定數據庫連接  
    //如果在TransactionSynchronizationManager中已經有與當前線程綁定數據庫連接，那就直接取出來使用  
    ConnectionHolder conHolder = (ConnectionHolder) TransactionSynchronizationManager.getResource(dataSource);  
    if (conHolder != null && (conHolder.hasConnection() || conHolder.isSynchronizedWithTransaction())) {  
        conHolder.requested();  
        if (!conHolder.hasConnection()) {  
            logger.debug("Fetching resumed JDBC Connection from DataSource");  
            conHolder.setConnection(dataSource.getConnection());  
        }  
        return conHolder.getConnection();  
    }  
    // Else we either got no holder or an empty thread-bound holder here.  
    // 這里得到需要的數據庫Connection，在Bean配置文件中定義好的，  
    // 同時最后把新打開的數據庫Connection通過TransactionSynchronizationManager和當前線程綁定起來。  
    logger.debug("Fetching JDBC Connection from DataSource");  
    Connection con = dataSource.getConnection();  
  
    if (TransactionSynchronizationManager.isSynchronizationActive()) {  
        logger.debug("Registering transaction synchronization for JDBC Connection");  
        // Use same Connection for further JDBC actions within the transaction.  
        // Thread-bound object will get removed by synchronization at transaction completion.  
        ConnectionHolder holderToUse = conHolder;  
        if (holderToUse == null) {  
            holderToUse = new ConnectionHolder(con);  
        }  
        else {  
            holderToUse.setConnection(con);  
        }  
        holderToUse.requested();  
        TransactionSynchronizationManager.registerSynchronization(  
                new ConnectionSynchronization(holderToUse, dataSource));  
        holderToUse.setSynchronizedWithTransaction(true);  
        if (holderToUse != conHolder) {  
            TransactionSynchronizationManager.bindResource(dataSource, holderToUse);  
        }  
    }  
    return con;  
}  

關于數據庫操作類RDBMS
從JdbcTemplate中，我們看到，他提供了許多簡單查詢和更新的功能。但是，如果需要更高層次的抽象，以及更面向對象的方法來訪問數據庫，Spring為我們提供了org.springframework.jdbc.object包，里面包含了SqlQuery、SqlMappingQuery、SqlUpdate和StoredProcedure等類，這些類都是Spring JDBC應用程序可以使用的。但要注意，在使用這些類時需要為它們配置好JdbcTemplate作為其基本的操作實現，因為在它們的功能實現中，對數據庫操作的那部分實現基本上還是依賴于JdbcTemplate來完成的。

比如，對MappingSqlQuery使用的過程，是非常簡潔的；在設計好數據的映射代碼之后，查詢得到的記錄已經按照前面的設計轉換為對象List了，一條查詢記錄對應于一個數據對象，可以把數據庫的數據記錄直接映射成Java對象在程序中使用，同時又可避免使用第三方ORM工具的配置，對于簡單的數據映射場合是非常方便的；在mapRow方法的實現中提供的數據轉換規則，和我們使用Hibernate時，Hibernate的hbm文件起到的作用是非常類似的。這個MappingSqlQuery需要的對設置進行compile，這些compile是這樣完成的，如以下代碼所示：

protected final void compileInternal() {  
    //這里是對參數的compile過程，所有的參數都在getDeclaredParameters里面，生成了一個PreparedStatementCreatorFactory  
    this.preparedStatementFactory = new PreparedStatementCreatorFactory(getSql(), getDeclaredParameters());  
    this.preparedStatementFactory.setResultSetType(getResultSetType());  
    this.preparedStatementFactory.setUpdatableResults(isUpdatableResults());  
    this.preparedStatementFactory.setReturnGeneratedKeys(isReturnGeneratedKeys());  
    if (getGeneratedKeysColumnNames() != null) {  
        this.preparedStatementFactory.setGeneratedKeysColumnNames(getGeneratedKeysColumnNames());  
    }  
his.preparedStatementFactory.setNativeJdbcExtractor(getJdbcTemplate().getNativeJdbcExtractor());  
    onCompileInternal();  
} 

在執行查詢時，執行的實際上是SqlQuery的executeByNamedParam方法，這個方法需要完成的工作包括配置SQL語句，配置數據記錄到數據對象的轉換的RowMapper，然后使用JdbcTemplate來完成數據的查詢，并啟動數據記錄到Java數據對象的轉換，如以下代碼所示：

public List<T> executeByNamedParam(Map<String, ?> paramMap, Map context) throws DataAccessException {  
    validateNamedParameters(paramMap);  
    //得到需要執行的SQL語句  
    ParsedSql parsedSql = getParsedSql();  
    MapSqlParameterSource paramSource = new MapSqlParameterSource(paramMap);  
    String sqlToUse = NamedParameterUtils.substituteNamedParameters(parsedSql, paramSource);  
    //配置好SQL語句需要的Parameters及rowMapper，這個rowMapper完成數據記錄到對象的轉換  
    Object[] params = NamedParameterUtils.buildValueArray(parsedSql, paramSource, getDeclaredParameters());  
    RowMapper<T> rowMapper = newRowMapper(params, context);  
    //我們又看到了JdbcTemplate,這里使用JdbcTemplate來完成對數據庫的查詢操作，所以我們說JdbcTemplate是非常基本的操作類  
        return getJdbcTemplate().query(newPreparedStatementCreator(sqlToUse, params), rowMapper);  
}  

在Spring對JDBC的操作中，基本上是對JDBC/Hibernate基礎上API的封裝。這些封裝可以直接使用，也可以在IoC容器中配置好了再使用，當結合IoC容器的基礎上進行使用的時候，可以看到許多和事務管理相關的處理部分，都是非常值得學習的，在那里，可以看到對數據源的管理 - Hibernate中session的管理，與線程的結合等等。

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