【JavaEE基础学习打卡07】JDBC之应用分层设计浅尝！

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前言

📜 本系列教程适用于JavaWeb初学者、爱好者，小白白。我们的天赋并不高，可贵在努力，坚持不放弃。坚信量最终引发质变，厚积薄发。
🚀 文中白话居多，尽量以小白视角呈现，帮助大家快速入门。
🎅 我是 蜗牛老师，之前网名是 Ongoing蜗牛，人如其名，干啥都慢，所以更新也慢。希望大家多多支持，让我动力十足！

本篇文章我们将初步了解实际的项目开发，了解应用分层，把握项目代码结构。介绍的应用分层也是目前广泛使用的一个结构，本次学习会实现其中的实体层和数据访问层（DAO 层），了解 O/R 映射概念。那么在之后的实际项目中这两层也是必备的基础结构。同时也可以对 JDBC 编程进一步巩固复习。

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一、简单说说应用分层

应用分层其实是一种软件设计模式，它会将一个应用分解为多个层次结构，每个层次结构都自己特定的职责。分层设计模式主要是为了提高代码的可重用性、可维护性和可测试性。

比如一个小型公司和一个中型公司。小公司很多时候都是一个人身兼数职，即负责前台接待，也负责招聘、培训等事项，这就导致业务不专精、效率低下，好处就是节约了成本。那么一个中型公司呢？通常会将不同的职责划分给不同的部门或职位，比如销售部负责销售业务，人力资源部负责招聘、培训等人力资源管理工作。这样可以使得各个部门或职位各司其职，提高工作效率。

生活中很多行为都类似于应用分层，即将一个整体分开，使得各个部分能够各司其职，提高效率和便利性。

对于应用程序来说，也并非一定要分层，但是经过了无数前辈踩坑，总结得出的经验来看，分层的优势更多。接下来就来介绍目前比较流行的分层规范：

• 实体层： 定义应用程序中的数据模型，表示应用程序中的各种对象和数据结构。
• 数据访问层： 也称为持久化层，负责与数据库或其他数据存储系统进行数据交互。它封装了数据库访问的细节，提供对数据库的查询和更新等操作。
• 业务逻辑层： 也称为服务层，该层为程序的核心业务逻辑。它负责处理数据的处理、业务规则的实现以及与数据库访问层的交互。
• 请求处理层： 负责与用户进行交互，接收用户请求并作出响应。主要是对访问控制进行转发，各类基础参数校验，或者不复用的业务简单处理等。

以下是各层的简单结构图：

一般是上层依赖于下层，如：请求处理层依赖或调用业务逻辑层，业务逻辑层依赖或调用数据访问层。

通过将应用程序划分为多个层次，每个层次可以独立进行修改和扩展，而不影响其他层次的代码。这种分层设计也有助于提高应用程序的模块化程度，便于团队协同开发和测试。

二、实体层

实体层是定义应用程序中的数据模型，表示应用程序中的各种对象和数据结构。其实我们的应用程序从另一个角度来说就是数据的流转，比如用户输入用户名密码，经过我们的程序最终流转到数据库保存起来，或是我们查看网站的某一页面，也是将数据从数据库取出来，最终流转到页面进行展示。这些数据在程序中就是各种对象和数据结构。

这就不得不提 O/R 映射了。

1.O/R映射

O/R 映射（Object/Relational Mapping）是一种技术，用于将对象模型与关系模型进行映射，从而将对象持久化到关系数据库中。简单来说，O/R 映射就是将Java程序中的对象自动持久化到关系数据库中。

O/R 映射的目的是解决面向对象与关系数据库存在的互不匹配的现象。它通过描述对象和数据库之间映射的元数据，将对象模型转换为关系模型，以及将关系模型转换为对象模型。

对象和关系数据是业务实体的两种表现形式，业务实体在内存中表现为对象，在数据库中表现为关系数据。

数据库中的数据要在程序中流转使用，就需要想办法在程序中去表示数据库中的数据。怎么表示呢？O/R 映射。

2.O/R映射实践

O/R 映射也就是对象-关系映射，具体操作是将数据库的表映射成程序中的类，表中列映射为类的属性。

具体如何操作呢？这是数据库中的teacher 表。

现在将其映射到程序中的类。

从图上看出 O/R 映射不难，很简单，就是表名变为类名（类名为大驼峰命名法），列变为属性，列名为属性名（小驼峰命名法），同时也要注意数据库数据类型转为对应的程序中数据类型。那我们接来实现该类吧。

首先准备好开发环境，添加了 MySQL 驱动 jar 包，新建了 com.entity 包，entity 是实体的意思，该包就代表实体层，存放我们的实体类，也就是 O/R 映射类。

在 com.entity 包下新建 Teacher 类。

public class Teacher {

    /**
     * 唯一标识
     */
    private Integer id;
    /**
     * 姓名
     */
    private String name;
    /**
     * 性别
     */
    private String sex;
    /**
     * 年龄
     */
    private Integer age;

    /**
     * 无参构造器
     */
    public Teacher() {
    }

    /**
     * 提供setter和getter方法
     */
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在 Teacher 类中编写 teacher 表中列的对应属性，一般设置为私有，同时要添加无参构造函数和 setter、getter 方法。（IDEA 中使用 Alt+insert 快捷键快捷生成构造函数和 setter、getter 方法）

这样 O/R 映射类就完成了。之后数据库中的一条数据就可以对应 Java 中的一个对象。

三、数据访问层

1.DAO层

DAO 层是 Data Access Object（数据访问对象）的缩写，DAO 层通常位于业务逻辑层与数据库层之间，主要用于处理与数据库相关的操作，封装对数据库的访问细节，提供简单、统一的接口供上层业务逻辑调用。它主要作用是实现数据访问逻辑与业务逻辑的分离，提高代码的可重用性、可维护性和可测试性。在典型的三层架构中，DAO 层位于持久化层（Persistence Layer）中，负责与数据库进行交互。它通常包含一些数据访问接口（接口定义了访问数据库的方法）和其对应的实现类。通过 DAO 层，应用程序可以通过调用相应的方法来执行数据库操作，如插入数据、更新数据、删除数据、查询数据等。

DAO 层很简单，就是与 MySQL、Oracle、Hbase、OB 等数据库进行交互，目前我们使用 Java 中的 JDBC 去操作数据库，那么就在 DAO 层封装数据库的增删改查操作，同时为了简化 DAO，不使用接口和接口实现的组合，直接一个类搞定。

2.DAO层实战

新建 com.dao 包，包下新建 TeacherDao 类，该类名很好理解吧，表明该类服务于 Teacher。知道了这样的规律后，那么 student 表呢？实体类为 Student，DAO 层为 StudentDao 类。

TeacherDao 类下会封装对 teacher 表的数据库操作，这里编写新增操作和单条记录查询操作。同时为了便于学习入门，不会过渡封装，以免造成代码不易理解和阅读。

直接上代码：

public class TeacherDao {

    /**
     * 数据库URL
     */
    private static final String DB_URL = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test_jdbc?serverTimezone=Asia/Shanghai";
    /**
     * 数据库用户名
     */
    private static final String USER = "root";
    /**
     * 数据库密码
     */
    private static final String PASSWORD = "root";

    /**
     * 获取数据库连接
     *
     * @return
     * @throws ClassNotFoundException
     * @throws SQLException
     */
    public static Connection getConnection() throws ClassNotFoundException, SQLException {
        // 加载驱动
        Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
        // 获取数据库连接
        Connection connection = DriverManager.getConnection(DB_URL, USER, PASSWORD);
        return connection;
    }

    /**
     * 关闭结果集、声明、连接等资源
     *
     * @param rs
     * @param pstmt
     * @param conn
     */
    public static void close(ResultSet rs, PreparedStatement pstmt, Connection conn) {
        if (rs != null) {
            try {
                rs.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if (pstmt != null) {
            try {
                pstmt.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if (conn != null) {
            try {
                conn.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    /**
     * 新增教师信息
     *
     * @param teacher
     * @return
     */
    public int executeInsert(Teacher teacher) throws SQLException, ClassNotFoundException {
        // 获取数据库连接
        Connection connection = getConnection();
        // 新增SQL
        String sql = "insert into teacher (name, sex, age) value (?, ?, ?)";
        // 预编译SQL
        PreparedStatement preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
        // 设置参数
        preparedStatement.setString(1, teacher.getName());
        preparedStatement.setString(2, teacher.getSex());
        preparedStatement.setInt(3, teacher.getAge());
        // 执行SQL
        int num = preparedStatement.executeUpdate();
        // 关闭资源
        close(null, preparedStatement, connection);

        return num;
    }

    /**
     * 根据id查询教师信息
     *
     * @param id
     * @return
     * @throws SQLException
     * @throws ClassNotFoundException
     */
    public Teacher executeSelect(int id) throws SQLException, ClassNotFoundException {
        // Teacher类实例化，一个Teacher对象来存储一条数据库教师记录
        Teacher teacher = new Teacher();
        // 获取数据库连接
        Connection connection = getConnection();
        // 根据ID查询SQL
        String sql = "select * from teacher where id = ?";
        // 预编译SQL
        PreparedStatement preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
        // 设置参数
        preparedStatement.setInt(1, id);
        // 执行SQL
        ResultSet resultSet = preparedStatement.executeQuery();
        // 处理结果集
        while (resultSet.next()){
            teacher.setId(resultSet.getInt("id"));
            teacher.setName(resultSet.getString("name"));
            teacher.setSex(resultSet.getString("sex"));
            teacher.setAge(resultSet.getInt("age"));
        }
        // 关闭资源
        close(resultSet, preparedStatement, connection);

        return teacher;
    }
}
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这是一个简单的 Java 类，名为 TeacherDao，它用于与 MySQL 数据库进行交互。

• DB_URL、USER、PASSWORD：这三个静态常量分别存储了数据库的URL、用户名和密码。
• getConnection()：这个方法用于获取数据库的连接。它首先加载 MySQL 的 JDBC 驱动程序，然后使用驱动管理器获取数据库连接。
• close(ResultSet rs, PreparedStatement pstmt, Connection conn)：这个方法用于关闭结果集、声明和连接。如果这些对象不为 null，则尝试关闭它们。这是一个良好的编程习惯，可以避免资源泄漏，当然最好放在 finally 块中。
• executeInsert(Teacher teacher)：这个方法接收一个 Teacher 对象，并将其信息插入到数据库中的 teacher 表中。它首先获取数据库连接，然后创建一个预编译的 SQL 语句，该语句使用问号作为占位符来代替实际的值。然后，它使用 PreparedStatement 对象设置实际的值，并执行 SQL 语句。最后，它关闭结果集、声明和连接，并返回执行更新操作的数量。
• executeSelect(int id)：从数据库的 teacher 表中查询并返回具有特定 ID 的 Teacher 对象。首先创建一个新的 Teacher 对象，该对象将用于存储从数据库中检索的教师记录。获取数据库连接。创建一个 SQL 查询字符串，该字符串包含一个占位符（?）。然后使用连接创建一个预编译的 SQL 语句，使用setId()、setName()、setSex() 和 setAge() 方法设置查询结果，并将结果存储在 Teacher 对象中。通过调用 ResultSet 对象的 next() 方法遍历查询结果。每次迭代时，都会从结果集中获取下一个记录，并将其存储在 Teacher 对象中。最后，它关闭结果集、声明和连接，并将含有教师记录的 Teacher 对象进行返回。

我们编写测试类：

public class Test {

    public static void main(String[] args) throws SQLException, ClassNotFoundException {
        TeacherDao teacherDao = new TeacherDao();

        // 构造新增的教师信息
        Teacher teacher = new Teacher();
        teacher.setName("张八一");
        teacher.setSex("男");
        teacher.setAge(36);

        // 将教师信息新增到数据库表中
        int num = teacherDao.executeInsert(teacher);
        System.out.println("执行影响的记录数：" + num);

        // 查询教师的id
        int id = 2;
        // 根据id查询教师信息
        Teacher teacher1 = teacherDao.executeSelect(id);
        // 打印教师信息
        System.out.println("查询出的数据为：" + teacher1.getName() + "，" + teacher1.getSex() + "，" + teacher1.getAge());
    }
}
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执行结果如下：

执行影响的记录数：1
查询出的数据为：李四，男，27
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大家可以自行尝试，多多练习，多多测试！

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总结

应用分层： 实体层、数据访问层、业务逻辑层、请求处理层
O/R映射： 是指将数据库的表映射成程序中的类，表中列映射为类的属性。
DAO层： 封装对数据库访问的一些操作。