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Vert-x-通过异步的方式使用JDBC连接SQL

quanke_
 quanke_
发布于 2016/01/17 21:23
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在这篇文章中,我们将会看到怎样在vert.x应用中使用HSQL,当然也可以使用任意JDBC,以及使用vertx-jdbc-client提供的异步的API,这篇文章的代码在github上。

异步?

vert.x一个很重要的特点就是它的异步性。使用异步的API,不需要等结果返回,当有结果返回时,vert.x会主动通知。为了说明这个,我们来看一个简单的例子。

我们假设有个add方法。一般来说,会像int r = add(1, 1)这样来使用它。这是一个同步的API,所以你必须等到返回结果。异步的API会是这样:add(1, 1, r -> { /*do something with the result*/})。在这个版本中,你传入了一个Handler,当结果计算出来时才被调用。这个方法不返回任何东西,实现如下:

public void add(int a, int b, Handler<Integer> resultHandler) {
    int r = a + b;
    resultHandler.handle(r);
}

为了避免混淆概念,异步API并不是多线程。像我们在add例子里看到的,并没有涉及多线程。

异步JDBC

看了一些基本的异步的API,现在了解下vertx-jdbc-client。这个组件能够让我们通过JDBC driver与数据库交互。这些交互都是异步的,以前这样:

String sql = "SELECT * FROM Products";
ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);

现在要这样:

connection.query("SELECT * FROM Products", result -> {
        // do something with the result
});

这个模型更高效,当结果出来后vert.x通知,避免了等待结果。

增加maven依赖

pom.xml文件中增加两个 Maven dependencies

<dependency>
  <groupId>io.vertx</groupId>
  <artifactId>vertx-jdbc-client</artifactId>
  <version>3.1.0</version>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>org.hsqldb</groupId>
  <artifactId>hsqldb</artifactId>
  <version>2.3.3</version>
</dependency>

第一个依赖提供了vertx-jdbc-client,第二个提供了HSQL JDBC的驱动。如果你想使用另外一个数据库,修改这个依赖,同时你还需要修改JDBC urlJDBC driver名。

初始化JDBC client

创建JDBC 客户端(client):

MyFirstVerticle类中,声明一个新变量JDBCClient jdbc,并且在start方法中添加:

jdbc = JDBCClient.createShared(vertx, config(), "My-Whisky-Collection");

创建了一个JDBC client实例,使用verticle的配置文件配置JDBC client。这个配置文件需要提供下面的配置才能让JDBC client正常工作:

  • url-JDBC url,例如:jdbc:hsqldb:mem:db?shutdown=true
  • _driver class-JDBC的驱动,例如:org.hsqldb.jdbcDriver

有了client,接下来需要连接数据库。连接数据库是通过使用jdbc.getConnection来实现的,jdbc.getConnection需要传入一个Handler<AsyncResult<SQLConnection>>参数。我们深入的了解下这个类型。首先,这是一个Handler,因此当结果准备好时它就会被调用。这个结果是AsyncResult<SQLConnection>的一个实例。AsyncResultvert.x提供的一个结构,使用它能够知道连接数据库的操作是成功或失败了。如果成功了,它就会提供一个结果,这里结果是一个SQLConnection的实例。

当你接收一个AsyncResult的实例时,代码通常是:

if (ar.failed()) {
  System.err.println("The operation has failed...: "
      + ar.cause().getMessage());
} else {
  // Use the result:
  result = ar.result();
 }

需要获取到SQLConnection,然后启动rest的应用。因为变成了异步的,这需要改变启动应用的方式。因此,如果将启动序列划分成多块:

startBackend(
 (connection) -> createSomeData(connection,
     (nothing) -> startWebApp(
         (http) -> completeStartup(http, fut)
     ), fut
 ), fut);
  • startBackend- 获取SQLConnection对象,然后调用下一步
  • createSomeData- 初始化数据库并插入数据。当完成后,调用下一步
  • startWebApp- 启动web应用
  • completeStartup- 最后完成启动

fut由vert.x传入,通知已经启动或者启动过程中遇到的问题。

startBackend方法:

private void startBackend(Handler<AsyncResult<SQLConnection>> next, Future<Void> fut) {
    jdbc.getConnection(ar -> {
      if (ar.failed()) {
        fut.fail(ar.cause());
      } else {
        next.handle(Future.succeededFuture(ar.result()));
      }
    });
  }

这个方法获取了一个SQLConnection对象,检查操作是否完成。如果成功,会调用下一步。失败了,就会报告一个错误。其他的方法遵循同样的模式:

  • 检查上一步操作是否成功
  • 处理业务逻辑
  • 调用下一步

SQL

客户端已经准备好了,现在写SQL。从createSomeData方法开始,这个方法也是启动顺序中的一部分:

private void createSomeData(AsyncResult<SQLConnection> result,
    Handler<AsyncResult<Void>> next, Future<Void> fut) {
    if (result.failed()) {
      fut.fail(result.cause());
    } else {
      SQLConnection connection = result.result();
      connection.execute(
          "CREATE TABLE IF NOT EXISTS Whisky (id INTEGER IDENTITY, name varchar(100), " +
          "origin varchar(100))",
          ar -> {
            if (ar.failed()) {
              fut.fail(ar.cause());
              connection.close();
              return;
            }
            connection.query("SELECT * FROM Whisky", select -> {
              if (select.failed()) {
                fut.fail(ar.cause());
                connection.close();
                return;
              }
              if (select.result().getNumRows() == 0) {
                insert(
                    new Whisky("Bowmore 15 Years Laimrig", "Scotland, Islay"),
                    connection,
                    (v) -> insert(new Whisky("Talisker 57° North", "Scotland, Island"),
                        connection,
                        (r) -> {
                          next.handle(Future.<Void>succeededFuture());
                          connection.close();
                        }));                                                    
              } else {
                next.handle(Future.<Void>succeededFuture());
                connection.close();
              }
            });
          });
    }
  }

这个方法检查SQLConnection是否可用,然后执行一些SQL语句。首先,如果表不存在就创建表。看看下面代码:

connection.execute(
    SQL statement,
    handler called when the statement has been executed
)

handler接收AsyncResult<Void>,例如:只有是通知而已,没有实际返回的结果。

关闭连接

操作完成后,别忘了关闭SQL链接。这个连接会被放入连接池并且可以被重复利用。

在这个handler的代码里,检查了statement是否正确的执行了,如果正确,我们接下来检查表是否含有数据,如果没有,将会使用insert方法插入数据:

private void insert(Whisky whisky, SQLConnection connection, Handler<AsyncResult<Whisky>> next) {
  String sql = "INSERT INTO Whisky (name, origin) VALUES ?, ?";
  connection.updateWithParams(sql,
      new JsonArray().add(whisky.getName()).add(whisky.getOrigin()),
      (ar) -> {
        if (ar.failed()) {
          next.handle(Future.failedFuture(ar.cause()));
          return;
        }
        UpdateResult result = ar.result();
        // Build a new whisky instance with the generated id.
        Whisky w = new Whisky(result.getKeys().getInteger(0), whisky.getName(), whisky.getOrigin());
        next.handle(Future.succeededFuture(w));
      });
}

这个方法使用带有INSERT(插入)statement(声明)的upateWithParams方法,且传入了值。这个方法避免了SQL注入。一旦statement执行了(当数据库没有此条数据就会创建),就创建一个新的Whisky对象,自动生成ID。

带有数据库(SQL)的REST

上面的方法都是启动顺序的一部分。但是,关于调用REST API的方法又是怎么样的呢?以getAll方法为例。这个方法被web应用前端调用,并检索存储的所有的产品:

private void getAll(RoutingContext routingContext) {
    jdbc.getConnection(ar -> {
      SQLConnection connection = ar.result();
      connection.query("SELECT * FROM Whisky", result -> {
        List<Whisky> whiskies = result.result().getRows().stream().map(Whisky::new).collect(Collectors.toList());
        routingContext.response()
            .putHeader("content-type", "application/json; charset=utf-8")
            .end(Json.encodePrettily(whiskies));
        connection.close(); // Close the connection        
      });
    });
  }

这个方法获得了一个SQLConnection对象,然后发出一个查询。一旦获取到查询结果,它会像之前的方法一样写HTTP responsegetOnedeleteOneupdateOneaddOne方法都是一样的。注意,在response之后,需要要关闭SQL连接。

看下传入到query方法的handler提供的结果。获取了一个包含了查询结果的ResultSet。每一行都是一个JsonObject,因此,如果你有一个数据对象使用JsonObject作为唯一的参数,那么创建这个对象很简单。

测试

需要小小的更新下测试程序,增加配置JDBCClient。在MyFirstVerticleTest类中,将setUp方法中创建的DeploymentOption对象修改成:

DeploymentOptions options = new DeploymentOptions()
        .setConfig(new JsonObject()
            .put("http.port", port)
            .put("url", "jdbc:hsqldb:mem:test?shutdown=true")
            .put("driver_class", "org.hsqldb.jdbcDriver")
        );

除了http.port,还配置了JDBC urlJDBC驱动。测试时,使用的是一个内存数据库。在src/test/resources/my-it-config.json文件中也要做同样的修改。

{
  "http.port": ${http.port},
  "url": "jdbc:hsqldb:mem:it-test?shutdown=true",
  "driver_class": "org.hsqldb.jdbcDriver"
}

src/main/conf/my-application-conf.json文件也同样需要修改,这不是为了测试,而是为了运行这个应用:

{
  "http.port" : 8082,
  "url": "jdbc:hsqldb:file:db/whiskies",
  "driver_class": "org.hsqldb.jdbcDriver"
}

这里这个JDBC url和上一个文件的有点不一样,因为需要将数据库存储到硬盘中。

展示时间!

开始构建程序:

mvn clean package

没有修改API(没有更改发布的java文件和REST接口),测试应该是可以顺利的运行的。

启动应用:

java -jar target/my-first-app-1.0-SNAPSHOT-fat.jar -conf src/main/conf/my-application-conf.json

访问http://localhost:8082/assets/index.html,然后,你可以看到这个应用使用的是数据库了。这一次,就算重启应用,这些数据仍然在,因为存储产品被持久化到硬盘里了。

总结

这篇文章中,知道了怎么在vert.x里使用JDBC数据库,并没有很多复杂的东西。开始可能会被这个异步的开发模型惊讶到,但是,一旦你开始使用了,你就很难再回去了。

下一次,我们将看到这个应用怎么使用mongoDB来替换HSQL。

Stay tuned, and happy coding !

全科龙婷

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quanke_

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评论(24)

Feng_Yu
Feng_Yu

引用来自“许雷神”的评论

这是只支持java 8?

在3.0以前的版本支持java7。3.0之后的版本用了java8的新特性重构了代码,功能和性能得到了提高,所以只能跑在java8以上版本了。还在用java7的才该反思了
quanke_
quanke_

引用来自“jQer”的评论

引用来自“Narcissu5”的评论

别逗了,jdbc都是同步的。所谓异步不过扔到另外线程去执行罢了。

这就无知了。当你把数据发送出去后,就是等待期。等待什么?等待数据从硬件发到目标,目标发回响应到你的硬件,然后返回到你的程序。这过程你同步只是在浪费资源,放到另一个线程也是在浪费资源。所以,你不知道底层发生了什么,我也不告诉你,自己百度 epoll 、kqueue、/dev/poll 41
这话我可不敢说
jQer
jQer

引用来自“Narcissu5”的评论

别逗了,jdbc都是同步的。所谓异步不过扔到另外线程去执行罢了。

这就无知了。当你把数据发送出去后,就是等待期。等待什么?等待数据从硬件发到目标,目标发回响应到你的硬件,然后返回到你的程序。这过程你同步只是在浪费资源,放到另一个线程也是在浪费资源。所以,你不知道底层发生了什么,我也不告诉你,自己百度 epoll 、kqueue、/dev/poll 41
南湖船老大
南湖船老大

引用来自“xiaolei123”的评论

额 谁敢在生产环境中使用Java8啊。。。
京东貌似有在部分用
CheckStyle
CheckStyle

引用来自“xiaolei123”的评论

额 谁敢在生产环境中使用Java8啊。。。

引用来自“灵剑子”的评论

你居然敢在生产环境下使用java7及以前的版本?都不维护了,很多安全问题啊。
是的,公司的policy,不允许用EOL的东西. Java的Business服务又太贵, 所以就Java8
CheckStyle
CheckStyle

引用来自“xiaolei123”的评论

额 谁敢在生产环境中使用Java8啊。。。
用了很久了,系统规模也不小
quanke_
quanke_

引用来自“ZhouJunhua”的评论

用 Node.js 就可以了,何必这样

引用来自“Feng_Yu”的评论

vert.x有node.js不具备的优势。JVM,类库,语言无关性都是优势。node.js使用V8引擎,只能使用js代码,js的单线程执行在性能上难以突破
Feng_Yu
Feng_Yu

引用来自“ZhouJunhua”的评论

用 Node.js 就可以了,何必这样
vert.x有node.js不具备的优势。JVM,类库,语言无关性都是优势。node.js使用V8引擎,只能使用js代码,js的单线程执行在性能上难以突破
quanke_
quanke_

引用来自“ZhouJunhua”的评论

用 Node.js 就可以了,何必这样
选择这些东西我感觉考虑几个方面,1、团队;2、人才市场;3、业务; 如果不是大系统,Node.js都行
ZhouJunhua
ZhouJunhua
用 Node.js 就可以了,何必这样
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