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为 JPA 插上翅膀的 QueryDSL

在前面的文章中，我们介绍了 JPA 的基础使用方式，《Spring Boot （三）： ORM 框架 JPA 与连接池 Hikari》，本篇文章，我们由入门至进阶的介绍一下为 JPA 插上翅膀的 QueryDSL。

1. 引言

不可否认的是 JPA 使用是非常方便的，极简化的配置，只需要使用注解，无需任何 xml 的配置文件，语义简单易懂，但是，以上的一切都建立在单表查询的前提下的，我们可以使用 JPA 默认提供的方法，简单加轻松的完成 CRUD 操作。

但是如果涉及到多表动态查询， JPA 的功能就显得有些捉襟见肘了，虽然我们可以使用注解 @Query ，在这个注解中写 SQL 或者 HQL 都是在拼接字符串，并且拼接后的字符串可读性非常的差，当然 JPA 还为我们提供了 Specification 来做这件事情，从我个人使用体验上来讲，可读性虽然还不错，但是在初学者上手的时候， Predicate 和 CriteriaBuilder 使用方式估计能劝退不少人，而且如果直接执行 SQL 连表查询，获得是一个 Object[] ，类型是什么？字段名是什么？这些都无法直观的获得，还需我们手动将 Object[] 映射到我们需要的 Model 类里面去，这种使用体验无疑是极其糟糕的。

这一切都在 QueryDSL 出世以后终结了， QueryDSL 语法与 SQL 非常相似，代码可读性非常强，异常简介优美，，并且与 JPA 高度集成，无需多余的配置，从笔者个人使用体验上来讲是非常棒的。可以这么说，只要会写 SQL ，基本上只需要看一下示例代码完全可以达到入门的级别。

2. QueryDSL 简介

QueryDSL 是一个非常活跃的开源项目，目前在 Github 上的发布的 Release 版本已经多达 251 个版本，目前最新版是 4.2.1 ，并且由 Querydsl Google组和 StackOverflow 两个团队提供支持。

QueryDSL 是一个框架，可用于构造静态类型的类似SQL的查询。可以通过诸如 QueryDSL 之类的 API 构造查询，而不是将查询编写为内联字符串或将其外部化为XML文件。

例如，与简单字符串相比，使用 API 的好处是

IDE中的代码完成
几乎没有语法无效的查询
可以安全地引用域类型和属性
更好地重构域类型的更改

3. QueryDSL 使用实战

3.1 引入 Maven 依赖

代码清单：spring-boot-jpa-querydsl/pom.xml

<!--QueryDSL支持-->
<dependency>
    <groupId>com.querydsl</groupId>
    <artifactId>querydsl-apt</artifactId>
    <scope>provided</scope>
</dependency>
<!--QueryDSL支持-->
<dependency>
    <groupId>com.querydsl</groupId>
    <artifactId>querydsl-jpa</artifactId>
</dependency>

这里无需指定版本号，已在 spring-boot-dependencies 工程中定义。

3.2 添加 Maven 插件

添加这个插件是为了让程序自动生成 query type (查询实体，命名方式为："Q"+对应实体名)。

上文引入的依赖中 querydsl-apt 即是为此插件服务的。

注：在使用过程中,如果遇到 query type 无法自动生成的情况，用maven更新一下项目即可解决(右键项目 -> Maven -> Update Folders)。

代码清单：spring-boot-jpa-querydsl/pom.xml

<plugins>
    <plugin>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
    </plugin>
    <plugin>
        <groupId>com.mysema.maven</groupId>
        <artifactId>apt-maven-plugin</artifactId>
        <version>1.1.3</version>
        <executions>
            <execution>
                <goals>
                    <goal>process</goal>
                </goals>
                <configuration>
                    <outputDirectory>target/generated-sources/java</outputDirectory>
                    <processor>com.querydsl.apt.jpa.JPAAnnotationProcessor</processor>
                </configuration>
            </execution>
        </executions>
    </plugin>
</plugins>

3.3 更新和删除

在 JPA 中已经为我们提供了非常简便的更新和删除的使用方式，我们完全没有必要使用 QueryDSL 的更新和删除，不过这里还是给出用法，供大家参考：

代码清单：spring-boot-jpa-querydsl/src/main/java/com/springboot/springbootjpaquerydsl/service/impl/UserServiceImpl.java

@Override
public Long update(String id, String nickName) {
    QUserModel userModel = QUserModel.userModel;
    // 更新
    return queryFactory.update(userModel).set(userModel.nickName, nickName).where(userModel.id.eq(id)).execute();
}

@Override
public Long delete(String id) {
    QUserModel userModel = QUserModel.userModel;
    // 删除
    return queryFactory.delete(userModel).where(userModel.id.eq(id)).execute();
}

3.2 查询

QueryDSL 在查询这方面可以说玩的非常花了，比如一些有关 select() 和 fetch() 常用的写法如下：

代码清单：spring-boot-jpa-querydsl/src/main/java/com/springboot/springbootjpaquerydsl/service/impl/UserServiceImpl.java

@Override
public List<String> selectAllNameList() {
    QUserModel userModel = QUserModel.userModel;
    // 查询字段
    return queryFactory.select(userModel.nickName).from(userModel).fetch();
}

@Override
public List<UserModel> selectAllUserModelList() {
    QUserModel userModel = QUserModel.userModel;
    // 查询实体
    return queryFactory.selectFrom(userModel).fetch();
}

@Override
public List<UserDTO> selectAllUserDTOList() {
    QUserModel userModel = QUserModel.userModel;
    QLessonModel lessonModel = QLessonModel.lessonModel;
    // 连表查询实体并将结果封装至DTO
    return queryFactory
            .select(
                    Projections.bean(UserDTO.class, userModel.nickName, userModel.age, lessonModel.startDate, lessonModel.address, lessonModel.name)
            )
            .from(userModel)
            .leftJoin(lessonModel)
            .on(userModel.id.eq(lessonModel.userId))
            .fetch();
}

@Override
public List<String> selectDistinctNameList() {
    QUserModel userModel = QUserModel.userModel;
    // 去重查询
    return queryFactory.selectDistinct(userModel.nickName).from(userModel).fetch();
}

@Override
public UserModel selectFirstUser() {
    QUserModel userModel = QUserModel.userModel;
    // 查询首个实体
    return queryFactory.selectFrom(userModel).fetchFirst();
}

@Override
public UserModel selectUser(String id) {
    QUserModel userModel = QUserModel.userModel;
    // 查询单个实体，如果结果有多个，会抛`NonUniqueResultException`。
    return queryFactory.selectFrom(userModel).fetchOne();
}

3.4 复杂查询操作

上面列举了简单的查询，但实际我们会遇到相当复杂的操作，比如子查询，多条件查询，多表连查，使用示例如下：

代码清单：spring-boot-jpa-querydsl/src/main/java/com/springboot/springbootjpaquerydsl/service/impl/LessonServiceImpl.java

@Service
public class LessonServiceImpl implements LessonService {

    @Autowired
    JPAQueryFactory queryFactory;

    @Override
    public List<LessonModel> findLessonList(String name, Date startDate, String address, String userId) throws ParseException {
        QLessonModel lessonModel = QLessonModel.lessonModel;
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");
        // 多条件查询示例
        return queryFactory.selectFrom(lessonModel)
                .where(
                        lessonModel.name.like("%" + name + "%")
                        .and(lessonModel.address.contains(address))
                        .and(lessonModel.userId.eq(userId))
                        .and(lessonModel.startDate.between(simpleDateFormat.parse("2018-12-31 00:00:00"), new Date()))
                )
                .fetch();
    }

    @Override
    public List<LessonModel> findLessonDynaList(String name, Date startDate, String address, String userId) throws ParseException {
        QLessonModel lessonModel = QLessonModel.lessonModel;
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");

        // 动态查询示例
        BooleanBuilder builder = new BooleanBuilder();

        if (!StringUtils.isEmpty(name)){
            builder.and(lessonModel.name.like("%" + name + "%"));
        }

        if (startDate != null) {
            builder.and(lessonModel.startDate.between(simpleDateFormat.parse("2018-12-31 00:00:00"), new Date()));
        }

        if (!StringUtils.isEmpty(address)) {
            builder.and(lessonModel.address.contains(address));
        }

        if (!StringUtils.isEmpty(userId)) {
            builder.and(lessonModel.userId.eq(userId));
        }

        return queryFactory.selectFrom(lessonModel).where(builder).fetch();
    }

    @Override
    public List<LessonModel> findLessonSubqueryList(String name, String address) {
        QLessonModel lessonModel = QLessonModel.lessonModel;
        // 子查询示例，并无实际意义
        return queryFactory.selectFrom(lessonModel)
                .where(lessonModel.name.in(
                        JPAExpressions
                                .select(lessonModel.name)
                                .from(lessonModel)
                                .where(lessonModel.address.eq(address))
                ))
                .fetch();
    }
}

3.5 Mysql 聚合函数

QueryDSL 已经内置了一些常用的 Mysql 的聚合函数，如果遇到 QueryDSL 没有提供的聚合函数也无需慌张， QueryDSL 为我们提供了 Expressions 这个类，我们可以使用这个类手动拼接一个就好，如下示例：

代码清单：spring-boot-jpa-querydsl/src/main/java/com/springboot/springbootjpaquerydsl/service/impl/UserServiceImpl.java

@Override
public String mysqlFuncDemo(String id, String nickName, int age) {

    QUserModel userModel = QUserModel.userModel;

    // Mysql 聚合函数示例

    // 聚合函数-avg()
    Double averageAge = queryFactory.select(userModel.age.avg()).from(userModel).fetchOne();

    // 聚合函数-sum()
    Integer sumAge = queryFactory.select(userModel.age.sum()).from(userModel).fetchOne();

    // 聚合函数-concat()
    String concat = queryFactory.select(userModel.nickName.concat(nickName)).from(userModel).fetchOne();

    // 聚合函数-contains()
    Boolean contains = queryFactory.select(userModel.nickName.contains(nickName)).from(userModel).where(userModel.id.eq(id)).fetchOne();

    // 聚合函数-DATE_FORMAT()
    String date = queryFactory.select(Expressions.stringTemplate("DATE_FORMAT({0},'%Y-%m-%d')", userModel.createDate)).from(userModel).fetchOne();

    return null;
}