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SpringDataJPA之Specification复杂查询实战

作者：Moshow郑锴

这篇文章主要介绍了SpringDataJPA之Specification复杂查询实战，具有很好的参考价值，希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教

SpringDataJPA Specification复杂查询

前言

继上次SpringData-JPA之ExampleMatcher实例查询使用一会之后发现ExampleMatcher对日期的查询特别糟糕，所以才有了Specification查询的研究。

实现

对应的Repository需要实现JpaSpecificationExecutor接口

public interface EventRepository extends JpaRepository<Event, Integer> , JpaSpecificationExecutor<Event>{

Specification与Controller业务逻辑

 @GetMapping("/event/list")
 public ApiReturnObject findAllEvent(String eventTitle,Timestamp registerTime,Integer pageNumber,Integer pageSize) {
  if(pageNumber==null) pageNumber=1;
        if(pageSize==null) pageNumber=10;
  //分页
        //Pageable是接口，PageRequest是接口实现，new PageRequest()是旧方法，PageRequest.of()是新方法
        //PageRequest.of的对象构造函数有多个，page是页数，初始值是0，size是查询结果的条数，后两个参数参考Sort对象的构造方法
        Pageable pageable = PageRequest.of(pageNumber,pageSize,Sort.Direction.DESC,"id");
        //Specification查询构造器
        Specification<Event> specification=new Specification<Event>() {
   private static final long serialVersionUID = 1L;
   @Override
   public Predicate toPredicate(Root<Event> root, CriteriaQuery<?> query, CriteriaBuilder criteriaBuilder) {
                Predicate condition1 = null;
                if(StringUtils.isNotBlank(eventTitle)) {
                 condition1 = criteriaBuilder.like(root.get("eventTitle"),"%"+eventTitle+"%");
                }else {
                 condition1 = criteriaBuilder.like(root.get("eventTitle"),"%%");
                }
                Predicate condition2 = null;
                if(registerTime!=null) {
                 condition2 = criteriaBuilder.greaterThan(root.get("registerTime"), registerTime);
                }else {
                 condition2 = criteriaBuilder.greaterThan(root.get("registerTime"), new Timestamp(1514736000000L));
                }
                //Predicate conditionX=criteriaBuilder.and(condition1,condition2);
                //query.where(conditionX);
                query.where(condition1,condition2);
             //query.where(getPredicates(condition1,condition2)); //这里可以设置任意条查询条件
                return null;  //这种方式使用JPA的API设置了查询条件，所以不需要再返回查询条件Predicate给Spring Data Jpa，故最后return null
   }
  };
  Page<Event> list=eventRepository.findAll(specification, pageable);        
        return ApiReturnUtil.page(list);
 }

ApiReturnUtil.page封装

其实这个大家根据自己的项目自己封装,这部分不作为核心内容,知识之前有部分网友比较纠结这个工具,所以简单放出来参考一下.

 public static ApiReturnObject page(Page returnObject) {
  return new ApiReturnObject(returnObject.getNumber()+"",returnObject.getNumberOfElements()+"",returnObject.getTotalElements()+"",returnObject.getTotalPages()+"","00","success",returnObject.getContent()); 
 }

ApiReturnObject的主要内容：

 String errorCode="00";
 Object errorMessage;
 Object returnObject;
 String pageNumber;
 String pageSize;
 String totalElements;
 String totalPages;
 
 public ApiReturnObject(String pageNumber,String pageSize,String totalElements,String totalPages,String errorCode, Object errorMessage, Object returnObject) {
  super();
  this.pageNumber = pageNumber;
  this.errorCode = errorCode;
  this.errorMessage = errorMessage;
  this.returnObject = returnObject;
  this.pageSize = pageSize;
  this.totalElements = totalElements;
  this.totalPages = totalPages;
 }

查询效果

返回对象有用的是pageNumber、pageSize、totalElements、totalPages等属性，可对其进行封装

{
    "errorCode": "00",
    "errorMessage": "success",
    "pageNumber": "1",
    "pageSize": "2",
    "returnObject": [
        {
            "eventTitle": "1111",
            "id": 3,
            "registerTime": 1528702813000,
            "status": "0"
        },
        {
            "eventTitle": "小明失踪",
            "id": 2,
            "registerTime": 1526268436000,
            "status": "0"
        }
    ],
    "totalElements": "5",
    "totalPages": "3"
}

可以查询了。网上关于这个的资料也很少。希望可以帮到大家。

可能遇到的错误

Unable to locate Attribute with the the given name [event] on this ManagedType [org.microservice.tcbj.yytsg.checkcentersys.entity.Event]

出现这样的情况，一般是因为实体类中没有这个属性，例如我Event的是eventTitle，写成了event，就会报错。

JpaSpecificationExecutor接口

20200114补充

JPA 提供动态接口JpaSpecificationExecutor，利用类型检查的方式，利用Specification进行复杂的条件查询，比自己写 SQL 更加便捷和安全.

public interface JpaSpecificationExecutor<T> {
 /**
  * Returns a single entity matching the given {@link Specification}.
  * 
  * @param spec
  * @return
  */
 T findOne(Specification<T> spec);
 /**
  * Returns all entities matching the given {@link Specification}.
  * 
  * @param spec
  * @return
  */
 List<T> findAll(Specification<T> spec);
 /**
  * Returns a {@link Page} of entities matching the given {@link Specification}.
  * 
  * @param spec
  * @param pageable
  * @return
  */
 Page<T> findAll(Specification<T> spec, Pageable pageable);
 /**
  * Returns all entities matching the given {@link Specification} and {@link Sort}.
  * 
  * @param spec
  * @param sort
  * @return
  */
 List<T> findAll(Specification<T> spec, Sort sort);
 /**
  * Returns the number of instances that the given {@link Specification} will return.
  * 
  * @param spec the {@link Specification} to count instances for
  * @return the number of instances
  */
 long count(Specification<T> spec);
}

Specification

Specification是我们传入进去的查询参数，是一个接口，并且只有一个方法

public interface Specification<T> {
    Predicate toPredicate(Root<T> root, CriteriaQuery<?> query, CriteriaBuilder cb);
}

一个一目了然的方法

第二个实现思路：听说这个方法已经过时了,其实这个方法是最好理解的.这里附上作为思路参考.

public Page<Even> findAll(SearchEven even) {
     Specification<Even> specification = new Specifications<Even>()
         .eq(StringUtils.isNotBlank(even.getId()), "id", even.getId())
         .gt(Objects.nonNull(even.getStatus()), "status", 0)
         .between("registerTime", new Range<>(new Date()-1, new Date()))
         .like("eventTitle", "%"+even.getEventTitle+"%")
         .build();
     return personRepository.findAll(specification, new PageRequest(0, 15));
}

Criteria+TypedQuery

思路三：利用EntityManager相关的CriteriaBuilder +CriteriaQuery+Predicate+TypedQuery进行查询.

@PersistenceContext
private EntityManager em;
/**
 * CriteriaBuilder 安全查询创建工厂,创建CriteriaQuery,创建查询具体具体条件Predicate
 * @author zhengkai.blog.csdn.net
 */
@Override
public List<Even> list(Even even) {
    //查询工厂
	CriteriaBuilder cb = em.getCriteriaBuilder();
    //查询类
	CriteriaQuery<Even> query = cb.createQuery(Even.class);
	//查询条件
	List<Predicate> predicates = new LinkedList<>();
	//查询条件设置
    predicates.add(cb.equal("id", even.getId()));
	predicates.add(cb.like("eventTitle", even.getEventTitle()));
	//拼接where查询
    query.where(cb.or(predicates.toArray(new Predicate[predicates.size()])));
    //用JPA 2.0的TypedQuery进行查询
	TypedQuery<Even> typedQuery = em.createQuery(query);
    return typedQuery.getResultList();
}

开发过程中JPA Specification的应用

Specification算是JPA里面比较灵活的查询规范了，方便实现复杂的查询方式。

为什么需要Specification

Spring-Data JPA 本身支持了比较简单的查询方式，也就是根据属性名成结合一些规范编写查询方法，例如，一个Customer对象有name属性，那么如果想要实现根据name来查询，只需要在接口文件中添加一个方法findByName(String name)即可实现。

public interface CustomerRepository extends JpaRepository<Customer, Long> {
  Customer findByName(String name);
  Customer findByEmailAddress(String emailAddress);
  List<Customer> findByLastname(String lastname, Sort sort);
  Page<Customer> findByFirstname(String firstname, Pageable pageable);
}

但是在许多情况下，会有比较复杂的查询，那么这个时候通过自动生成查询方法的方式就不再可行。

应用场景

为了实现复杂查询，JPA提供了Criteria接口，这个是一套标准接口，来看一个例子，在一个平台中，当一个老客户(注册以来两年)生日的时候，系统想要发送一个优惠券给该用户，那么传统使用 JPA 2.0 Criteria API 去实现:

LocalDate today = new LocalDate();
CriteriaBuilder builder = em.getCriteriaBuilder();
CriteriaQuery<Customer> query = builder.createQuery(Customer.class);
Root<Customer> root = query.from(Customer.class);
Predicate hasBirthday = builder.equal(root.get(Customer_.birthday), today);
Predicate isLongTermCustomer = builder.lessThan(root.get(Customer_.createdAt), today.minusYears(2); 
query.where(builder.and(hasBirthday, isLongTermCustomer));
em.createQuery(query.select(root)).getResultList();

这里面的主要问题就是代码扩展性比较差，因为需要设置CriteriaBuilder, CriteriaQuery, Root，同时这部分的代码可读性比较差。

JPA Specification实现复杂查询

Specification为了实现可重用的断言，JPA 里面引入了一个Specification接口，接口的封装很简单，如下

public interface Specification<T> {
  Predicate toPredicate(Root<T> root, CriteriaQuery query, CriteriaBuilder cb);
}

在Java8中，我们可以非常方便地实现如上使用Criteria实现的效果

public CustomerSpecifications {
    public static Specification<Customer> customerHasBirthday() {
        return (root, query, cb) -> { 
            return cb.equal(root.get(Customer_.birthday), today);
        };
    }
    public static Specification<Customer> isLongTermCustomer() {
        return (root, query, cb) -> { 
            return cb.lessThan(root.get(Customer_.createdAt), new LocalDate.minusYears(2));
        };
    }
}

这样对应JPA的repository实现就可以如下

customerRepository.findAll(hasBirthday());
customerRepository.findAll(isLongTermCustomer());

而其实Specification为我们做的事情就是替我们准备了CriteriaQuery, Root, CriteriaBuilder， 有了这些可重用的断言之后，便可以将他们组合起来实现更加复杂的查询了

customerRepository.findAll(where(customerHasBirthday()).and(isLongTermCustomer()));

JPA多条件、多表查询

如果需要使用Specification，那么对应的Repository需要实现接口JpaSpecificationExecutor

public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Integer>, JpaSpecificationExecutor<User> {}

单表多条件查询

在结合 Spring Boot 和 JPA 之后，为了四号线多条件查询，并且整理分页， 则可以考虑使用Predicate 断言， 例如现在针对 User ， 想要根据用户的不同属性进行模糊查询，同时如果属性值为空或者空字符串，则跳过该属性，不作为查询条件，同时属于单表多条件查询，则

//在spring-jpa 2之后 不再使用 new PageRuest(page, pageSize) 的方式
Pageable pageable = PageRequest.of(page, pageSize);
//实现条件查询，组合查询
Specification<User> specification = new Specification<User>() {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    @Override
    public Predicate toPredicate(Root<User> root, CriteriaQuery<?> query, CriteriaBuilder cb) {
        String account = request.getAccount();
        String name = request.getName();
        String phone = request.getPhone();
        String accountType = request.getAccountType();
        String city = request.getCity();
        String type = request.getType();
        //用列表装载断言对象
        List<Predicate> predicates = new ArrayList<Predicate>();
        if(org.apache.commons.lang3.StringUtils.isNotBlank(name)) {
            //模糊查询，like
            Predicate predicate = cb.like(root.get("name").as(String.class), "%" + name +"%");
            predicates.add(predicate);
        } 
        if (StringUtils.isNotBlank(account)) {
            Predicate predicate = cb.like(root.get("account").as(String.class), "%" + account +"%");
            predicates.add(predicate);
        }
        if (StringUtils.isNotBlank(phone)) {
            //精确查询，equal
            Predicate predicate = cb.equal(root.get("phoneNumber").as(String.class), phone);
            predicates.add(predicate);
        }
        if (StringUtils.isNotBlank(accountType)) {
            Predicate predicate = cb.equal(root.get("accountType").as(String.class), accountType);
            predicates.add(predicate);
        }
        if (StringUtils.isNotBlank(city)) {
            Predicate predicate = cb.equal(root.get("city").as(String.class), city);
            predicates.add(predicate);
        }
        if (StringUtils.isNotBlank(type)) {
            Predicate predicate = cb.equal(root.get("type").as(String.class), type);
            predicates.add(predicate);
        }
        //判断是否有断言，如果没有则返回空，不进行条件组合
        if (predicates.size() == 0) {
            return null;
        }
        //转换为数组，组合查询条件
        Predicate[] p = new Predicate[predicates.size()];
        return cb.and(predicates.toArray(p));
    }
};
//交给DAO处理查询任务
Page<User> dataPages = userDAO.findAll(specification, pageable);

多表多条件查询

在许多时候会面对多表多条件查询，实现实例如下

//封装查询对象Specification
Specification<Courier> example = new Specification<Courier>() {
    @Override
    public Predicate toPredicate(Root<Courier> root, CriteriaQuery<?> query, CriteriaBuilder cb) {
        //获取客户端查询条件
        String company = model.getCompany();
        String courierNum = model.getCourierNum();
        Standard standard = model.getStandard();
        String type = model.getType();
        //定义集合来确定Predicate[] 的长度，因为CriteriaBuilder的or方法需要传入的是断言数组
        List<Predicate> predicates = new ArrayList<>();
        //对客户端查询条件进行判断,并封装Predicate断言对象
        if (StringUtils.isNotBlank(company)) {
            //root.get("company")获取字段名
            //company客户端请求的字段值
            //as(String.class)指定该字段的类型
            Predicate predicate = cb.equal(root.get("company").as(String.class), company);
            predicates.add(predicate);
        }
        if (StringUtils.isNotBlank(courierNum)) {
            Predicate predicate = cb.equal(root.get("courierNum").as(String.class), courierNum);
            predicates.add(predicate);
        }
        if (StringUtils.isNotBlank(type)) {
            Predicate predicate = cb.equal(root.get("type").as(String.class), type);
            predicates.add(predicate);
        }
        //多表的条件查询封装，这是和单表查询的区别
        if (standard != null) {
            if (StringUtils.isNotBlank(standard.getName())) {
                //创建关联对象(需要连接的另外一张表对象)
                //JoinType.INNER内连接(默认)
                //JoinType.LEFT左外连接
                //JoinType.RIGHT右外连接
                Join<Object, Object> join = root.join("standard",JoinType.INNER);
                //join.get("name")连接表字段值
                Predicate predicate = cb.equal(join.get("name").as(String.class), standard.getName());
                predicates.add(predicate);
            }
        }
        //判断结合中是否有数据
        if (predicates.size() == 0) {
            return null;
        }
        //将集合转化为CriteriaBuilder所需要的Predicate[]
        Predicate[] predicateArr = new Predicate[predicates.size()];
        predicateArr = predicates.toArray(predicateArr);
        // 返回所有获取的条件： 条件 or 条件 or 条件 or 条件
        return cb.or(predicateArr);
    }
};
//调用Dao方法进行条件查询
Page<Courier> page = courierDao.findAll(example, pageable);

Spring Data Jpa 简单模糊查询

在一些比较简单的查询条件下，不一定要使用 Specification 接口，比如

@Repository
public interface UserRepository extends CrudRepository<User, Integer> {
  /**
   * username不支持模糊查询，deviceNames支持模糊查询
   * @param deviceNames 模糊查询deviceNames
   * @param username 用户名称
   * @return {@link List<User>}
   */
  List<User> findAllByDeviceNamesContainingAndUsername(String deviceNames,String username);  
  /**
   * 其中username不支持模糊查询，deviceNames支持模糊查询
   * 传入的deviceNames需要在前后添加%，否则可能返回的结果是精确查询的结果
   * @param deviceNames 模糊查询deviceNames
   * @param username 用户名称
   * @return {@link List<User>}
   */
  List<User> findAllByDeviceNamesLikeAndUsername(String deviceNames,String username); 
}

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。

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