Java数据访问层开发（DAO）

第一部分：DAO设计模式

理解数据访问对象模式的核心概念

学习目标

掌握DAO模式的原理与架构，理解分层设计的优势

核心概念

DAO模式的核心思想是抽象和封装

分离数据访问逻辑与业务逻辑
为不同数据源提供统一接口
减少业务层对数据存储的依赖
提高代码可维护性

基本组件

DAO模式的三个主要组成部分

DAO接口：定义数据访问操作
DAO实现：实现具体数据访问逻辑
数据对象：数据实体（POJO/实体类）

架构优势

使用DAO模式的关键优势

代码复用
便于单元测试
灵活更换数据源
事务管理集中化
提高安全控制

展示层

用户界面（UI）

业务逻辑层

服务（Service）

数据访问层

DAO（Data Access Object）

数据存储层

数据库（Database）

设计原则

在设计DAO层时，应遵循以下原则：

一个DAO对应一个业务对象（如UserDAO）
避免在DAO中包含业务逻辑
接口与实现分离（面向接口编程）
为复杂的查询操作创建专门的查询对象
合理使用泛型减少重复代码

第二部分：JDBC DAO实现

使用原生JDBC实现数据访问层

学习目标

掌握基于JDBC的DAO实现技巧，处理资源管理和异常

1

定义DAO接口

面向接口编程是良好设计的基础

                public interface UserDao {
                // 创建用户
                void create(User user) throws DaoException;

                // 根据ID查询用户
                User findById(Long id) throws DaoException;

                // 查询所有用户
                List<User> findAll() throws DaoException;

                // 更新用户信息
                void update(User user) throws DaoException;

                // 删除用户
                void delete(Long id) throws DaoException;

                // 根据用户名查询用户
                User findByUsername(String username) throws DaoException;
                }
            

2

JDBC实现类

实现DAO接口的JDBC版本

                public class JdbcUserDao implements UserDao {
                private final DataSource dataSource;

                public JdbcUserDao(DataSource dataSource) {
                this.dataSource = dataSource;
                }

                @Override
                public User findById(Long id) throws DaoException {
                String sql = "SELECT id, username, email, created_at FROM users WHERE id = ?";

                try (Connection conn = dataSource.getConnection();
                PreparedStatement stmt = conn.prepareStatement(sql)) {

                stmt.setLong(1, id);
                try (ResultSet rs = stmt.executeQuery()) {
                if (rs.next()) {
                return mapRowToUser(rs);
                }
                return null;
                }
                } catch (SQLException ex) {
                throw new DaoException("Error finding user by id: " + id, ex);
                }
                }

                private User mapRowToUser(ResultSet rs) throws SQLException {
                User user = new User();
                user.setId(rs.getLong("id"));
                user.setUsername(rs.getString("username"));
                user.setEmail(rs.getString("email"));
                user.setCreatedAt(rs.getTimestamp("created_at").toLocalDateTime());
                return user;
                }

                // 其他方法实现...
                }
            

最佳实践

使用JDBC实现DAO时的注意事项：

使用try-with-resources确保资源关闭
使用PreparedStatement防止SQL注入
统一处理SQLException为自定义异常
使用连接池管理数据库连接
将SQL语句提取为常量或配置文件
使用RowMapper减少重复代码

第三部分：Spring DAO实现

利用Spring框架简化DAO开发

学习目标

掌握Spring JDBC模板的使用，实现高效DAO开发

JdbcTemplate核心方法

execute(): 执行任意SQL语句
update(): 执行INSERT/UPDATE/DELETE
query(): 执行SELECT返回多行
queryForObject(): 执行SELECT返回单行
batchUpdate(): 批量执行操作

DataSource RowMapper ResultSetExtractor

                @Repository
                public class SpringUserDao implements UserDao {

                private final JdbcTemplate jdbcTemplate;

                @Autowired
                public SpringUserDao(JdbcTemplate jdbcTemplate) {
                this.jdbcTemplate = jdbcTemplate;
                }

                @Override
                public User findById(Long id) {
                String sql = "SELECT id, username, email, created_at FROM users WHERE id = ?";

                return jdbcTemplate.queryForObject(
                sql,
                new Object[]{id},
                (rs, rowNum) -> {
                User user = new User();
                user.setId(rs.getLong("id"));
                user.setUsername(rs.getString("username"));
                user.setEmail(rs.getString("email"));
                user.setCreatedAt(rs.getTimestamp("created_at").toLocalDateTime());
                return user;
                }
                );
                }

                @Override
                public List<User> findAll() {
                String sql = "SELECT * FROM users";
                return jdbcTemplate.query(sql, new UserRowMapper());
                }

                private static class UserRowMapper implements RowMapper<User> {
                @Override
                public User mapRow(ResultSet rs, int rowNum) throws SQLException {
                // 映射代码...
                }
                }

                // 其他方法实现...
                }
            

Spring DAO优势

使用Spring框架实现DAO的优点：

无需手动处理资源（连接、语句、结果集）
统一的异常处理体系（DataAccessException）
简化的事务管理（声明式事务）
内置的DAO支持类（JdbcDaoSupport）
与Spring生态系统无缝集成

第四部分：JPA DAO实现

使用JPA和Hibernate进行ORM数据访问

学习目标

掌握JPA Repository的开发，理解实体管理

JPA核心组件

EntityManager: 管理实体操作
EntityManagerFactory: 创建EntityManager
实体类(Entity): 数据模型
Repository: 数据访问接口
JPQL: 面向对象的查询语言

@Entity @Repository @PersistenceContext

                // 实体类
                @Entity
                @Table(name = "users")
                public class User {
                @Id
                @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
                private Long id;

                @Column(nullable = false, unique = true)
                private String username;

                @Column(nullable = false)
                private String email;

                @Column(name = "created_at", updatable = false)
                private LocalDateTime createdAt;

                // getter/setter省略
                }

                // Repository接口
                public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Long> {
                // 根据用户名查询用户
                User findByUsername(String username);

                // 查询创建时间在指定时间之后的用户
                List<User> findByCreatedAtAfter(LocalDateTime date);

                // 自定义查询
                @Query("SELECT u FROM User u WHERE u.email LIKE %?1%")
                List<User> findByEmailContaining(String emailPart);
                }
            

JPA开发建议

使用JPA开发DAO时的最佳实践：

优先使用派生查询方法（findBy...）
复杂查询使用@Query定义JPQL或SQL
使用EntityGraph解决N+1查询问题
对写操作添加@Transactional
使用Spring Data的Repository接口代替自定义DAO
合理使用乐观锁（@Version）

第五部分：MyBatis DAO实现

使用MyBatis进行灵活的SQL映射

学习目标

掌握MyBatis Mapper的开发，编写高效的SQL映射

MyBatis核心组件

SqlSessionFactory: 创建SqlSession
SqlSession: 执行SQL操作
Mapper接口: 定义DAO操作
Mapper XML: SQL映射配置
类型处理器: 类型转换

@Mapper @Select @Results

                // Mapper接口
                @Mapper
                public interface UserMapper {
                @Insert("INSERT INTO users (username, email, created_at) " +
                "VALUES (#{username}, #{email}, #{createdAt})")
                @Options(useGeneratedKeys = true, keyProperty = "id")
                void insert(User user);

                @Select("SELECT * FROM users WHERE id = #{id}")
                @Results(id = "userResultMap", value = {
                @Result(property = "id", column = "id"),
                @Result(property = "username", column = "username"),
                @Result(property = "email", column = "email"),
                @Result(property = "createdAt", column = "created_at")
                })
                User findById(Long id);

                @SelectProvider(type = UserSqlBuilder.class, method = "buildFindUsersByCriteria")
                List<User> findByCriteria(UserCriteria criteria);
                }

                // 动态SQL构建器
                public class UserSqlBuilder {
                public static String buildFindUsersByCriteria(UserCriteria criteria) {
                return new SQL() {
                {
                SELECT("*");
                FROM("users");
                if (criteria.getUsername() != null) {
                WHERE("username = #{username}");
                }
                if (criteria.getEmail() != null) {
                WHERE("email LIKE CONCAT('%', #{email}, '%')");
                }
                if (criteria.getStartDate() != null) {
                WHERE("created_at >= #{startDate}");
                }
                if (criteria.getEndDate() != null) {
                WHERE("created_at <= #{endDate}");
                }
                ORDER_BY("created_at DESC");
                }
                }.toString();
                }
                }
            

MyBatis优势

使用MyBatis实现DAO层的优点：

完全控制SQL语句
强大的动态SQL能力
灵活的结果集映射
支持存储过程
二级缓存支持
与Spring无缝集成

第六部分：DAO单元测试

确保数据访问层的正确性

学习目标

掌握DAO层的测试策略与工具

JDBC DAO测试

使用内存数据库（H2、HSQLDB）
DBUnit管理测试数据
AbstractTransactionalTest基类
@Sql初始化测试数据

H2 DBUnit

JPA Repository测试

@DataJpaTest自动化测试配置
自动配置内存数据库
测试实体管理器操作
@TestEntityManager管理实体

@DataJpaTest H2

MyBatis Mapper测试

@MybatisTest专用测试注解
自动注入Mapper实例
@AutoConfigureTestDatabase控制数据库
@Rollback控制事务回滚

@MybatisTest H2

            // JPA Repository测试示例
            @DataJpaTest
            @AutoConfigureTestDatabase(replace = Replace.NONE)
            class UserRepositoryTest {

            @Autowired
            private UserRepository userRepository;

            @Autowired
            private TestEntityManager entityManager;

            @Test
            void whenFindByUsername_thenReturnUser() {
            // 初始化测试数据
            User testUser = new User();
            testUser.setUsername("testuser");
            testUser.setEmail("test@example.com");
            entityManager.persist(testUser);
            entityManager.flush();

            // 执行测试
            User found = userRepository.findByUsername("testuser");

            // 验证结果
            assertThat(found.getUsername()).isEqualTo(testUser.getUsername());
            }

            @Test
            @Sql("/test-data.sql") // 使用SQL初始化数据
            void whenFindAll_thenReturnAllUsers() {
            List<User> users = userRepository.findAll();
            assertThat(users).hasSize(3); // 根据test-data.sql中的数据
            }
            }
        

测试建议

进行DAO测试时的注意事项：

测试数据隔离（每个测试独立数据集）
测试CRUD操作的所有路径
测试边界条件和异常情况
测试性能和并发情况
使用真实数据库的集成测试

第七部分：常见错误与解决方案

识别并解决DAO层开发中的问题

学习目标

识别常见DAO开发错误，掌握解决方案

错误类型	现象	解决方案	预防措施
资源泄露	连接耗尽，性能下降	使用try-with-resources	代码审查，使用连接池监控
N+1查询	查询效率低下	使用JOIN FETCH或批量加载	ORM配置优化
事务传播错误	数据不一致	正确配置@Transactional	理解事务传播机制
缺少异常处理	应用崩溃	统一异常处理	检查异常捕获完整性
SQL注入	安全漏洞	使用PreparedStatement	代码扫描工具

典型错误示例：事务配置错误

                @Service
                public class UserService {

                private final UserRepository userRepository;

                public UserService(UserRepository userRepository) {
                this.userRepository = userRepository;
                }

                // 错误：在内部调用的方法上使用@Transactional不会生效
                public void updateUserEmail(Long userId, String email) {
                updateEmail(userId, email);
                sendEmailNotification(userId);
                }

                @Transactional
                public void updateEmail(Long userId, String email) {
                User user = userRepository.findById(userId).orElseThrow();
                user.setEmail(email);
                userRepository.save(user);
                }

                // 解决方案1：将事务注解移到外部方法
                // 解决方案2：使用AspectJ的编译时织入
                }
            

问题分析：Spring的事务管理基于代理对象实现，当从同一类的其他方法内部调用@Transactional方法时，不会触发事务代理

开发最佳实践

设计高质量DAO层的建议：

为DAO方法定义清晰的接口契约
避免在DAO层包含业务逻辑
使用分页处理大数据集查询
合理使用二级缓存
为复杂查询创建DTO对象
使用QueryDSL或Specification构建类型安全查询

Day 3 Java数据访问层开发（DAO）

第一部分：DAO设计模式

学习目标

核心概念

基本组件

架构优势

展示层

业务逻辑层

数据访问层

数据存储层

设计原则

第二部分：JDBC DAO实现

学习目标

定义DAO接口

JDBC实现类

最佳实践

第三部分：Spring DAO实现

学习目标

JdbcTemplate核心方法

Spring DAO优势

第四部分：JPA DAO实现

学习目标

JPA核心组件

JPA开发建议

第五部分：MyBatis DAO实现

学习目标

MyBatis核心组件

MyBatis优势

第六部分：DAO单元测试

学习目标

JDBC DAO测试

JPA Repository测试

MyBatis Mapper测试

测试建议

第七部分：常见错误与解决方案

学习目标

典型错误示例：事务配置错误

开发最佳实践