使用 Spring Boot 构建基于TiDB的应用程序

本文作者：王琦智

本教程向你展示如何使用 TiDB 构建 Spring Boot Web 应用程序。使用 Spring Data JPA 模块作为数据访问能力的框架。此示例应用程序的代码仓库可在 Github 下载。

这是一个较为完整的构建 Restful API 的示例应用程序，展示了一个使用 TiDB 作为数据库的通用 Spring Boot 后端服务。设计了以下过程，用于还原一个现实场景：

这是一个关于游戏的例子，每个玩家有两个属性：金币数 coins 和货物数 goods。且每个玩家都拥有一个字段 id，作为玩家的唯一标识。玩家在金币数和货物数充足的情况下，可以自由的交易。

你可以以此示例为基础，构建自己的应用程序。

建议：

在云原生开发环境中尝试 Spring Boot 构建 TiDB 应用程序。 预配置完成的环境，自动启动 TiDB 集群，获取和运行代码，只需要一个链接。

现在就试试

第 1 步：启动你的 TiDB 集群

本节将介绍 TiDB 集群的启动方法。

使用 TiDB Cloud 免费集群

创建免费集群

使用本地集群

此处将简要叙述启动一个测试集群的过程，若需查看正式环境集群部署，或查看更详细的部署内容，请查阅本地启动 TiDB。

部署本地测试集群

适用场景：利用本地 macOS 或者单机 Linux 环境快速部署 TiDB 测试集群，体验 TiDB 集群的基本架构，以及 TiDB、TiKV、PD、监控等基础组件的运行

下载并安装 TiUP。

{{< copyable "shell-regular" >}}

curl --proto =https --tlsv1.2 -sSf https://tiup-mirrors.pingcap.com/install.sh | sh

声明全局环境变量。

注意：

TiUP 安装完成后会提示对应 profile 文件的绝对路径。在执行以下 source 命令前，需要根据 profile 文件的实际位置修改命令。

{{< copyable "shell-regular" >}}

source .bash_profile

在当前 session 执行以下命令启动集群。

直接执行tiup playground 命令会运行最新版本的 TiDB 集群，其中 TiDB、TiKV、PD 和 TiFlash 实例各 1 个：

{{< copyable "shell-regular" >}}

tiup playground

也可以指定 TiDB 版本以及各组件实例个数，命令类似于：

{{< copyable "shell-regular" >}}

tiup playground v5.4.0 --db 2 --pd 3 --kv 3

上述命令会在本地下载并启动某个版本的集群（例如 v5.4.0）。最新版本可以通过执行tiup list tidb 来查看。运行结果将显示集群的访问方式：

CLUSTER START SUCCESSFULLY, Enjoy it ^-^ To connect TiDB: mysql --comments --host 127.0.0.1 --port 4001 -u root -p (no password) To connect TiDB: mysql --comments --host 127.0.0.1 --port 4000 -u root -p (no password) To view the dashboard: http://127.0.0.1:2379/dashboard PD client endpoints: [127.0.0.1:2379 127.0.0.1:2382 127.0.0.1:2384] To view the Prometheus: http://127.0.0.1:9090 To view the Grafana: http://127.0.0.1:3000

注意：

支持 v5.2.0 及以上版本的 TiDB 在 Apple M1 芯片的机器上运行tiup playground。

以这种方式执行的 playground，在结束部署测试后 TiUP 会清理掉原集群数据，重新执行该命令后会得到一个全新的集群。

若希望持久化数据，可以执行 TiUP 的 --tag 参数：tiup --tag <your-tag> playground ...，详情参考 TiUP 参考手册。

第 2 步：安装 JDK

请在你的计算机上下载并安装 Java Development Kit (JDK)，这是 Java 开发的必备工具。Spring Boot 支持 Java 版本 8 以上的 JDK，由于 Hibernate 版本的缘故，推荐使用 Java 版本 11 以上的 JDK 。

示例应用程序同时支持 *** JDK 和 OpenJDK，请自行选择，本教程将使用 版本 17 的 OpenJDK。

第 3 步：安装 Maven

此示例应用程序使用 Maven 来管理应用程序的依赖项。Spring 支持的 Maven 版本为 3.2 以上，作为依赖管理软件，推荐使用当前最新稳定版本的 Maven。

这里给出命令行安装 Maven 的办法：

macOS 安装：

{{< copyable "shell-regular" >}}

brew install maven

基于 Debian 的 Linux 发行版上安装(如 Ubuntu 等)：

{{< copyable "shell-regular" >}}

apt-get install maven

基于 Red Hat 的 Linux 发行版上安装(如 Fedora、CentOS 等)：

dnf 包管理器

{{< copyable "shell-regular" >}}

dnf install maven

yum 包管理器

{{< copyable "shell-regular" >}}

yum install maven

其他安装方法，请参考 Maven 官方文档。

第 4 步：获取应用程序代码

请下载或克隆示例代码库，并进入到目录spring-jpa-hibernate中。

创建相同依赖空白程序（可选）

本程序使用 Spring Initializr 构建。你可以在这个网页上通过点选以下选项并更改少量配置，来快速得到一个与本示例程序相同依赖的空白应用程序，配置项如下：

Project

Maven Project

Language

Java

Spring Boot

3.0.0-M2

Project Metadata

Group: com.pingcap

Artifact: spring-jpa-hibernate

Name: spring-jpa-hibernate

Package name: com.pingcap

Packaging: Jar

Java: 17

Dependencies

Spring Web

Spring Data JPA

MySQL Driver

配置完毕后如图所示：

注意：

尽管 SQL 相对标准化，但每个数据库供应商都使用 ANSI SQL 定义语法的子集和超集。这被称为数据库的方言。 Hibernate 通过其 org.hibernate.dialect.Dialect 类和每个数据库供应商的各种子类来处理这些方言的变化。

在大多数情况下，Hibernate 将能够通过在启动期间通过 JDBC 连接的一些返回值来确定要使用的正确方言。有关 Hibernate 确定要使用的正确方言的能力（以及你影响该解析的能力）的信息，请参阅方言解析。

如果由于某种原因无法确定正确的方言，或者你想使用自定义方言，则需要设置 hibernate.dialect 配置项。

—— 节选自 Hibernate 官方文档： Database Dialect

随后，此项目即可正常使用，但仅可使用 TiDB 与 MySQL 相同的能力部分，即使用 MySQL 方言。这是由于 Hibernate 支持 TiDB 方言的版本为 6.0.0.Beta2 以上，而 Spring Data JPA 对 Hibernate 的默认依赖版本为 5.6.4.Final。所以，推荐对 pom.xml 作出以下修改：

如此依赖文件中所示，将 Spring Data JPA 内引入的 jakarta 包进行排除，即将：

{{< copyable "" >}}

<dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId> </dependency>

更改为：

{{< copyable "" >}}

<dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId> <exclusions> <exclusion> <groupId>org.hibernate</groupId> <artifactId>hibernate-core-jakarta</artifactId> </exclusion> </exclusions> </dependency>

随后如此依赖文件中所示，引入 6.0.0.Beta2 版本以上的 Hibernate 依赖，此处以 6.0.0.CR2版本为例：

{{< copyable "" >}}

<dependency> <groupId>org.hibernate.orm</groupId> <artifactId>hibernate-core</artifactId> <version>6.0.0.CR2</version> </dependency>

更改完毕后即可获取一个空白的，拥有与示例程序相同依赖的 Spring Boot 应用程序。

第 5 步：运行应用程序

此处对应用程序代码进行编译和运行，将产生一个 Web 应用程序。Hibernate 将创建一个 在数据库 test 内的表 player_jpa，如果你想应用程序的 Restful API 进行请求，这些请求将会在 TiDB 集群上运行数据库事务。

如果你想了解有关此应用程序的代码的详细信息，可参阅本教程下方的实现细节。

第 5 步第 1 部分：TiDB Cloud 更改参数

若你使用非本地默认集群、TiDB Cloud 或其他远程集群，更改 application.yml (位于 src/main/resources 内) 关于 spring.datasource.url、spring.datasource.username、spring.datasource.password 的参数：

spring: datasource: url: jdbc:mysql://localhost:4000/test username: root # password: xxx driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver jpa: show-sql: true database-platform: org.hibernate.dialect.TiDBDialect hibernate: ddl-auto: create-drop

若你设定的密码为 123456，而且从 TiDB Cloud 得到的连接字符串为：

mysql --connect-timeout 15 -u root -h xxx.tidbcloud.com -P 4000 -p

那么此处应将参数更改为：

spring: datasource: url: jdbc:mysql://xxx.tidbcloud.com:4000/test username: root password: 123456 driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver jpa: show-sql: true database-platform: org.hibernate.dialect.TiDBDialect hibernate: ddl-auto: create-drop

第 5 步第 2 部分：运行

打开终端，确保你已经进入 spring-jpa-hibernate 目录，若还未在此目录，请使用命令进入：

cd <path>/tidb-example-java/spring-jpa-hibernate使用 Make 构建并运行(推荐)make手动构建并运行

推荐你使用 Make 方式进行构建并运行，当然，若你希望手动进行构建，请依照以下步骤逐步运行，可以得到相同的结果：

清除缓存并打包：

mvn clean package

运行应用程序的 JAR 文件：

java -jar target/spring-jpa-hibernate-0.0.1.jar

第 5 步第 3 部分：输出

输出的最后部分应如下所示：

. ____ _ __ _ _ /\\ / ____ __ _ _(_)_ __ __ _ \ \ \ \ ( ( )\___ | _ | _| | _ \/ _` | \ \ \ \ \\/ ___)| |_)| | | | | || (_| | ) ) ) ) |____| .__|_| |_|_| |_\__, | / / / / =========|_|==============|___/=/_/_/_/ :: Spring Boot :: (v3.0.0-M1) 2022-03-28 18:46:01.429 INFO 14923 --- [ main] com.pingcap.App : Starting App v0.0.1 using Java 17.0.2 on CheesedeMacBook-Pro.local with PID 14923 (/path/code/tidb-example-java/spring-jpa-hibernate/target/spring-jpa-hibernate-0.0.1.jar started by cheese in /path/code/tidb-example-java/spring-jpa-hibernate) 2022-03-28 18:46:01.430 INFO 14923 --- [ main] com.pingcap.App : No active profile set, falling back to default profiles: default 2022-03-28 18:46:01.709 INFO 14923 --- [ main] .s.d.r.c.RepositoryConfigurationDelegate : Bootstrapping Spring Data JPA repositories in DEFAULT mode. 2022-03-28 18:46:01.733 INFO 14923 --- [ main] .s.d.r.c.RepositoryConfigurationDelegate : Finished Spring Data repository scanning in 20 ms. Found 1 JPA repository interfaces. 2022-03-28 18:46:02.010 INFO 14923 --- [ main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer : Tomcat initialized with port(s): 8080 (http) 2022-03-28 18:46:02.016 INFO 14923 --- [ main] o.apache.catalina.core.StandardService : Starting service [Tomcat] 2022-03-28 18:46:02.016 INFO 14923 --- [ main] org.apache.catalina.core.StandardEngine : Starting Servlet engine: [Apache Tomcat/10.0.16] 2022-03-28 18:46:02.050 INFO 14923 --- [ main] o.a.c.c.C.[Tomcat].[localhost].[/] : Initializing Spring embedded WebApplicationContext 2022-03-28 18:46:02.051 INFO 14923 --- [ main] w.s.c.ServletWebServerApplicationContext : Root WebApplicationContext: initialization completed in 598 ms 2022-03-28 18:46:02.143 INFO 14923 --- [ main] o.hibernate.jpa.internal.util.LogHelper : HHH000204: Processing PersistenceUnitInfo [name: default] 2022-03-28 18:46:02.173 INFO 14923 --- [ main] org.hibernate.Version : HHH000412: Hibernate ORM core version 6.0.0.CR2 2022-03-28 18:46:02.262 WARN 14923 --- [ main] org.hibernate.orm.deprecation : HHH90000021: Encountered deprecated setting [javax.persistence.sharedCache.mode], use [jakarta.persistence.sharedCache.mode] instead 2022-03-28 18:46:02.324 INFO 14923 --- [ main] com.zaxxer.hikari.HikariDataSource : HikariPool-1 - Starting... 2022-03-28 18:46:02.415 INFO 14923 --- [ main] com.zaxxer.hikari.pool.HikariPool : HikariPool-1 - Added connection com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl@2575f671 2022-03-28 18:46:02.416 INFO 14923 --- [ main] com.zaxxer.hikari.HikariDataSource : HikariPool-1 - Start completed. 2022-03-28 18:46:02.443 INFO 14923 --- [ main] SQL dialect : HHH000400: Using dialect: org.hibernate.dialect.TiDBDialect Hibernate: drop table if exists player_jpa Hibernate: drop sequence player_jpa_id_seq Hibernate: create sequence player_jpa_id_seq start with 1 increment by 1 Hibernate: create table player_jpa (id bigint not null, coins integer, goods integer, primary key (id)) engine=InnoDB 2022-03-28 18:46:02.883 INFO 14923 --- [ main] o.h.e.t.j.p.i.JtaPlatformInitiator : HHH000490: Using JtaPlatform implementation: [org.hibernate.engine.transaction.jta.platform.internal.NoJtaPlatform] 2022-03-28 18:46:02.888 INFO 14923 --- [ main] j.LocalContainerEntityManagerFactoryBean : Initialized JPA EntityManagerFactory for persistence unit default 2022-03-28 18:46:03.125 WARN 14923 --- [ main] org.hibernate.orm.deprecation : HHH90000021: Encountered deprecated setting [javax.persistence.lock.timeout], use [jakarta.persistence.lock.timeout] instead 2022-03-28 18:46:03.132 WARN 14923 --- [ main] org.hibernate.orm.deprecation : HHH90000021: Encountered deprecated setting [javax.persistence.lock.timeout], use [jakarta.persistence.lock.timeout] instead 2022-03-28 18:46:03.168 WARN 14923 --- [ main] JpaBaseConfiguration$JpaWebConfiguration : spring.jpa.open-in-view is enabled by default. Therefore, database queries may be performed during view rendering. Explicitly configure spring.jpa.open-in-view to disable this warning 2022-03-28 18:46:03.307 INFO 14923 --- [ main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer : Tomcat started on port(s): 8080 (http) with context path 2022-03-28 18:46:03.311 INFO 14923 --- [ main] com.pingcap.App : Started App in 2.072 seconds (JVM running for 2.272)

输出日志中，提示应用程序在启动过程中做了什么，这里显示应用程序使用 Tomcat 启动了一个 Servlet，使用 Hibernate 作为 ORM ，HikariCP 作为数据库连接池的实现，使用了 org.hibernate.dialect.TiDBDialect 作为数据库方言。启动后，Hibernate 删除并重新创建了表 player_jpa，及序列 player_jpa_id_seq。在启动的最后，监听了 8080 端口，对外提供 HTTP 服务。

如果你想了解有关此应用程序的代码的详细信息，可参阅本教程下方的实现细节。

第 6 步：HTTP 请求

服务完成运行后，即可使用 HTTP 接口请求后端程序。http://localhost:8080 是服务提供根地址。此处使用一系列的 HTTP 请求来演示如何使用该服务。

第 6 步第 1 部分：使用 Postman 请求(推荐)

你可下载此配置文件到本地，并导入 Postman，导入后如图所示：

增加玩家

点击 Create 标签，点击 Send 按钮，发送 Post 形式的 http://localhost:8080/player/ 请求。返回值为增加的玩家个数，预期为 1。

使用 ID 获取玩家信息

点击 GetByID 标签，点击 Send 按钮，发送 Get 形式的 http://localhost:8080/player/1 请求。返回值为 ID 为 1 的玩家信息。

使用 Limit 批量获取玩家信息

点击 GetByLimit 标签，点击 Send 按钮，发送 Get 形式的 http://localhost:8080/player/limit/3 请求。返回值为最多 3 个玩家的信息列表。

分页获取玩家信息

点击 GetByPage 标签，点击 Send 按钮，发送 Get 形式的  请求。返回值为 index 为 0 的页，每页有 2 个玩家信息列表。此外，还包含了分页信息，如偏移量、总页数、是否排序等。

获取玩家个数

点击 Count 标签，点击 Send 按钮，发送 Get 形式的 http://localhost:8080/player/count 请求。返回值为玩家个数。

玩家交易

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