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Java数据库访问优化：基于DAO模式的泛型处理方案

DAO模式设计与实现

在数据库开发中，Data Access Object（DAO）模式通过将数据访问逻辑封装为独立的类，实现了对数据库操作的统一管理。以下是基于Java泛型的DAO实现方案：

1. 基础DAO类设计

package indi.zhihuali2.DAO;import indi.zhihuali.util.JDBCUtils;import java.lang.reflect.Field;import java.lang.reflect.ParameterizedType;import java.lang.reflect.Type;import java.sql.Connection;import java.sql.PreparedStatement;import java.sql.ResultSet;import java.sql.SQLException;import java.util.ArrayList;/** * @author zhihua.li * @date 2020/7/28 - 21:33 * DAO：Data Access Object访问数据信息的类和接口，包括了对数据的CRUD（Create、Retrieval、Update、Delete），而不包含任何业务相关的信息。 * 有时也称作：BaseDAO * 作用：为了实现功能的模块化，更有利于代码的维护和升级。 */public abstract class BaseDAO
   
     {    private static final String TAG = "BaseDAO";    private Class
    
      clazz;    {        // 获取当前BaseDAO的子类继承的父类中的泛型类型        // 这里的this子类在实例化对象时会先把父类对象实例化        // 因此在这里初始化父类泛型是非常合适的        Type genericSuperclass = this.getClass().getGenericSuperclass();        ParameterizedType pty = (ParameterizedType) genericSuperclass;        // 获取父类的泛型参数（可能多个，但获取父类泛型类型就是第一个）        Type[] actualTypeArguments = pty.getActualTypeArguments();        // 泽然型的第一个参数        clazz = (Class
     
      ) actualTypeArguments[0];    }    // 增删改操作    public int update(Connection connection, String sql, Object... args) {        try {            if (connection == null) {                throw new SQLException("数据库连接为空");            }            if (sql == null) {                throw new SQLException("查询SQL语句为空");            }            if (args == null || args.length == 0) {                throw new SQLException("参数为空");            }            PreparedStatement preparedStatement = null;            try {                preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);                for (int i = 0; i < args.length; i++) {                    preparedStatement.setObject(i + 1, args[i]);                }                return preparedStatement.executeUpdate();            } catch (SQLException e) {                throw new RuntimeException(e);            } finally {                try {                    connection.setAutoCommit(true);                } catch (SQLException throwables) {                    throwables.printStackTrace();                }                JDBCUtils.closeResource(connection, preparedStatement, null);            }        } catch (SQLException e) {            e.printStackTrace();        }        return 0;    }    // 查询返回集合的方法    public ArrayList
      
        getList(Connection connection, String sql, Object... args) {        try {            if (connection == null) {                throw new SQLException("数据库连接为空");            }            if (sql == null) {                throw new SQLException("查询SQL语句为空");            }            if (args == null || args.length == 0) {                throw new SQLException("参数为空");            }            PreparedStatement preparedStatement = null;            ResultSet resultSet = null;            ArrayList
       
         ts = new ArrayList<>();            try {                preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);                for (int i = 0; i < args.length; i++) {                    preparedStatement.setObject(i + 1, args[i]);                }                resultSet = preparedStatement.executeQuery();                if (resultSet == null) {                    return ts;                }                ResultSetMetaData rsmd = resultSet.getMetaData();                int columnCount = rsmd.getColumnCount();                while (resultSet.next()) {                    T t = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();                    for (int i = 0; i < columnCount; i++) {                        Object columnValue = resultSet.getObject(i + 1);                        String columnName = rsmd.getColumnLabel(i + 1);                        Field field = clazz.getDeclaredField(columnName);                        field.setAccessible(true);                        field.set(t, columnValue);                    }                    ts.add(t);                }            } catch (SQLException e) {                throw new RuntimeException(e);            } finally {                JDBCUtils.closeResource(connection, preparedStatement, resultSet);            }            return ts;        } catch (SQLException e) {            e.printStackTrace();        }        return null;    }    // 查询返回单个对象的方法    public T getInstance(Connection connection, String sql, Object... args) {        try {            if (connection == null) {                throw new SQLException("数据库连接为空");            }            if (sql == null) {                throw new SQLException("查询SQL语句为空");            }            if (args == null || args.length == 0) {                throw new SQLException("参数为空");            }            PreparedStatement preparedStatement = null;            ResultSet resultSet = null;            T t = null;            try {                preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);                for (int i = 0; i < args.length; i++) {                    preparedStatement.setObject(i + 1, args[i]);                }                resultSet = preparedStatement.executeQuery();                if (resultSet == null) {                    return null;                }                ResultSetMetaData metaData = resultSet.getMetaData();                int columnCount = metaData.getColumnCount();                if (resultSet.next()) {                    t = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();                    for (int i = 0; i < columnCount; i++) {                        Object objectValue = resultSet.getObject(i + 1);                        String columnName = metaData.getColumnLabel(i + 1);                        Field declaredField = clazz.getDeclaredField(columnName);                        declaredField.setAccessible(true);                        declaredField.set(t, objectValue);                    }                }            } catch (SQLException e) {                throw new RuntimeException(e);            } finally {                try {                    connection.setAutoCommit(true);                } catch (SQLException throwables) {                    throwables.printStackTrace();                }                JDBCUtils.closeResource(connection, preparedStatement, resultSet);            }            return t;        } catch (SQLException e) {            e.printStackTrace();        }        return null;    }    // 用于查询特殊值的通用方法    public E getValue(Connection connection, String sql, Object... args) {        try {            if (connection == null) {                throw new SQLException("数据库连接为空");            }            if (sql == null) {                throw new SQLException("查询SQL语句为空");            }            if (args == null || args.length == 0) {                throw new SQLException("参数为空");            }            PreparedStatement preparedStatement = null;            ResultSet resultSet = null;            E e = null;            try {                preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);                for (int i = 0; i < args.length; i++) {                    preparedStatement.setObject(i + 1, args[i]);                }                resultSet = preparedStatement.executeQuery();                if (resultSet == null) {                    return null;                }                while (resultSet.next()) {                    e = (E) resultSet.getObject(1);                }            } catch (SQLException e) {                throw new RuntimeException(e);            } finally {                try {                    connection.setAutoCommit(true);                } catch (SQLException throwables) {                    throwables.printStackTrace();                }                JDBCUtils.closeResource(connection, preparedStatement, resultSet);            }            return e;        } catch (SQLException e) {            e.printStackTrace();        }        return null;    }}
       
      
     
    
   

2. 接口设计

package indi.zhihuali2.DAO;import indi.zhihuali2.bean.Book;import java.sql.Connection;import java.sql.Date;import java.util.List;/** * @author zhihua.li * @date 2020/7/28 - 21:48 * DAO(Data Access Object)数据访问对象 * 用于规范对于book表的常用操作 */public interface BookDAO {    // 将book对象添加到数据库中    void insert(Connection connection, Book book);    // 根据指定id删除表中相应记录    void deleteById(Connection connection, int id);    // 根据内存中的book对象 修改数据表中指定记录    void updateById(Connection connection, Book book);    // 根据指定id查询得到对应的Book对象    Book getBookById(Connection connection, int id);    // 查询表中全部记录构成的Book对象集合    List
   
     getAllBooksById(Connection connection);    // 返回数据表中记录个数    Long getCount(Connection connection);    // 返回数据表中出生日期最大的对象    Date getMaxBirth(Connection connection);}
   

3. 实现类设计

package indi.zhihuali2.DAO;import indi.zhihuali.util.JDBCUtils;import indi.zhihuali2.bean.Book;import org.junit.Test;import java.sql.Connection;import java.sql.Date;import java.util.List;import static org.junit.Assert.*;/** * @author zhihua.li * @date 2020/7/29 - 12:39 */public class BookDAOImplProTest {    private BookDAOImpl dao = new BookDAOImpl();    @Test    public void insert() {        Connection connection = null;        try {            connection = JDBCUtils.getConnection();            Book book = new Book(1, "刘能", "LiuNeng@qq.com", new Date(201034453231L));            dao.insert(connection, book);            System.out.println("插入成功");        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        } finally {            JDBCUtils.closeResource(connection, null);        }    }    @Test    public void deleteById() {        Connection connection = null;        try {            connection = JDBCUtils.getConnection();            dao.deleteById(connection, 17);            System.out.println("删除成功");        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        } finally {            JDBCUtils.closeResource(connection, null);        }    }    @Test    public void updateById() {        Connection connection = null;        try {            connection = JDBCUtils.getConnection();            Book book = new Book(7, "夏雨而", "XY@qq.com", new Date(1242141235345L));            dao.updateById(connection, book);            System.out.println("");        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        } finally {            JDBCUtils.closeResource(connection, null);        }    }    @Test    public void getBookById() {        Connection connection = null;        try {            connection = JDBCUtils.getConnection();            Book book = dao.getBookById(connection, 3);            System.out.println("查询成功" + book);        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        } finally {            JDBCUtils.closeResource(connection, null);        }    }    @Test    public void getAllBooksById() {        Connection connection = null;        try {            connection = JDBCUtils.getConnection();            List
   
     allBooksById = dao.getAllBooksById(connection);            System.out.println("查询成功");            for (Book book : allBooksById) {                System.out.println(book);            }        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        } finally {            JDBCUtils.closeResource(connection, null);        }    }    @Test    public void getCount() {        Connection connection = null;        try {            connection = JDBCUtils.getConnection();            System.out.println("查询成功");            Long count = dao.getCount(connection);            System.out.println("查询到的记录总数为：" + count);        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        } finally {            JDBCUtils.closeResource(connection, null);        }    }    @Test    public void getMaxBirth() {        Connection connection = null;        try {            connection = JDBCUtils.getConnection();            System.out.println("查询成功");            Date maxBirth = dao.getMaxBirth(connection);            System.out.println("最年轻的人出生日期为：" + maxBirth);        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        } finally {            JDBCUtils.closeResource(connection, null);        }    }}
   

4. 优化说明

1. BaseDAO类的泛型处理优化

为了解决在DAO实现类中反射获取字段名与类属性名不一致的问题，我们在BaseDAO中引入了泛型机制：

private Class
   
     clazz;{    // 获取当前BaseDAO的子类继承的父类中的泛型类型    Type genericSuperclass = this.getClass().getGenericSuperclass();    ParameterizedType pty = (ParameterizedType) genericSuperclass;    // 获取父类的泛型参数（可能多个，但获取父类泛型类型就是第一个）    Type[] actualTypeArguments = pty.getActualTypeArguments();    // 泽然型的第一个参数    clazz = (Class
    
     ) actualTypeArguments[0];}
    
   

通过上述方式，在子类实例化时，BaseDAO自动获取子类的泛型类型，避免了在每个实现类中手动定义泛型类型，减少了代码冗余。

2. 查询操作的优化

在查询操作中，我们采用了以下优化措施：

3. 事务管理优化

在增删改操作中，实现了事务管理，确保数据库连接自动提交或回滚，避免了数据库连接泄漏问题。

4. 测试验证

通过测试类验证了每个DAO操作的正确性，包括插入、删除、更新、查询等功能。每个测试方法都清晰地描述了操作内容，便于后续的功能扩展和维护。

通过以上优化方案，实现了对数据库操作的高效管理，同时保持了代码的可维护性和可扩展性。