WebSphere Application Server（WAS）8.5.5教程第十四讲:JPA

news2025/5/30 14:40:43

一、JPA

以下是对 JPA（Java Persistence API） 的深入详解，适用于具备一定 Java EE / Jakarta EE 背景的开发者，尤其是对数据持久化机制感兴趣的人员。

1、什么是 JPA？

Java Persistence API（JPA） 是 Java EE / Jakarta EE 标准中的一种 ORM（对象关系映射） 规范，它定义了一组用于管理 Java 对象与关系数据库之间映射关系的接口。

JPA 本身是一个规范，它不提供实现。常见的 JPA 实现包括：

  • Hibernate（最流行，也是 JPA 的参考实现）

  • EclipseLink（前身是 Oracle 的 TopLink）

  • OpenJPA（Apache 项目）

2、核心概念

1. 实体类（Entity）

  • 使用 @Entity 注解标识，是 JPA 管理的 POJO。

  • 每个实体类对应数据库中的一张表。

@Entity
@Table(name = "users")
public class User {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    @Column(name = "username", nullable = false, unique = true)
    private String username;

    @Column(name = "email")
    private String email;

    // getters and setters
}

2. 主键（@Id, @GeneratedValue）

  • @Id：标注实体类的主键字段。

  • @GeneratedValue：指定主键的生成策略（如自增、序列等）。

主键生成策略包括：

  • AUTO: 自动选择策略（由 JPA 提供者决定）

  • IDENTITY: 数据库自增

  • SEQUENCE: 使用数据库序列（Oracle、PostgreSQL等）

  • TABLE: 使用表记录主键值（适用于无序列的数据库）

3. 实体管理器（EntityManager）

用于管理实体生命周期，包括：

  • 新增（persist()）

  • 查询（find()、createQuery()）

  • 更新（merge()）

  • 删除（remove()）

EntityManager em = emf.createEntityManager();
em.getTransaction().begin();

User user = new User();
user.setUsername("admin");
em.persist(user);  // 新增

em.getTransaction().commit();
em.close();

4. 查询语言（JPQL / Criteria API）

JPQL（Java Persistence Query Language）

类似 SQL，但面向的是实体类和属性，而不是表和字段。

List<User> users = em.createQuery("SELECT u FROM User u WHERE u.username = :name", User.class)
                     .setParameter("name", "admin")
                     .getResultList();

Criteria API

以面向对象的方式构造查询，适合动态条件构建。

CriteriaBuilder cb = em.getCriteriaBuilder();
CriteriaQuery<User> query = cb.createQuery(User.class);
Root<User> root = query.from(User.class);
query.select(root).where(cb.equal(root.get("username"), "admin"));

List<User> users = em.createQuery(query).getResultList();

 

5. 映射关系

一对一

@OneToOne
@JoinColumn(name = "profile_id")
private UserProfile profile;

一对多 / 多对一

@OneToMany(mappedBy = "user")
private List<Order> orders;

@ManyToOne
@JoinColumn(name = "user_id")
private User user;

多对多

@ManyToMany
@JoinTable(name = "user_roles",
    joinColumns = @JoinColumn(name = "user_id"),
    inverseJoinColumns = @JoinColumn(name = "role_id"))
private List<Role> roles;

3、生命周期与状态转换

实体对象有以下几种状态：

状态说明
New新建对象，尚未与数据库绑定
Managed与数据库中的一条记录关联
Detached曾经被管理，现在被 EntityManager 分离
Removed被标记为删除状态，事务提交后会被删除

4、事务管理（与 WAS 等容器的集成）

  • 在 WAS 或 Spring 容器中，JPA 通常与事务管理器集成，配合 @Transactional 注解使用。

  • 在 Java EE 中，通过 @PersistenceContext 注入 EntityManager，自动绑定事务上下文。

@PersistenceContext
private EntityManager em;

@Transactional
public void createUser(User user) {
    em.persist(user);
}

5、JPA 的优缺点

优点：

  • 屏蔽数据库差异（可移植性高）

  • 面向对象设计更自然，代码结构清晰

  • 适合中大型应用的数据持久化层

缺点：

  • 性能开销高于 JDBC（尤其在极限性能需求下）

  • 学习曲线相对较高，特别是复杂关联映射和懒加载问题

  • 与底层数据库调优结合不紧密

6、在企业级系统（如 BAW/WAS）中的应用场景

  • 配合 EJB 或 Spring 服务层进行持久化操作

  • 实现业务对象和数据库映射，提高业务逻辑的抽象度

  • 利用 JPA 实现可扩展、维护性强的业务系统数据访问层

二、例子

下面是在 IBM BAW（Business Automation Workflow） 中使用 JPA（Java Persistence API）的实际应用，尤其是结合 Java 集成服务（Java Integration Service） 的使用场景，包括：

  1. BAW 中使用 JPA 的典型场景

  2. 实践：创建基于 JPA 的 Java 集成服务

  3. 项目结构与配置详解

  4. 示例代码

  5. 事务管理与注意事项

1、BAW 中使用 JPA 的典型场景

在 IBM BAW 中，你可能会通过 Java 集成服务访问数据库以实现以下需求：

  • 将流程变量保存为数据库记录（如表单数据、审批记录）

  • 从数据库读取外部业务数据作为决策依据

  • 持久化非流程类数据，如日志记录、审计信息、业务统计

如果你希望使用 ORM 的方式优雅地操作数据库，而不是 JDBC，那么就可以集成 JPA。

2、实践：使用 Java 集成服务调用 JPA

假设场景：

流程审批结束后，将审批结果（如 流程ID、审批人、审批意见、时间戳）持久化存储到业务数据库的 APPROVAL_LOG 表中。

3、工程结构与配置（外部项目）

你需要在 Process Designer 中的 Java 集成服务中引用一个外部构建的 JAR 包，该 JAR 是使用 Maven 或 Gradle 构建的 JPA 项目：

src/main/java
├── com.example.baw.jpa
│   ├── ApprovalLog.java           # 实体类
│   ├── ApprovalLogService.java    # 业务类
│   └── JpaUtil.java               # 实用工具类（EntityManager 工厂）
resources
└── META-INF/persistence.xml       # JPA 配置

4、关键代码说明

1. 实体类（ApprovalLog.java）

@Entity
@Table(name = "APPROVAL_LOG")
public class ApprovalLog {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    private String processId;
    private String approver;
    private String comment;

    @Temporal(TemporalType.TIMESTAMP)
    private Date timestamp;

    // getters & setters
}

 

2. persistence.xml（位于 META-INF）

<persistence xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/persistence"
             version="2.1">
  <persistence-unit name="baw-approval-unit">
    <class>com.example.baw.jpa.ApprovalLog</class>
    <properties>
      <property name="javax.persistence.jdbc.driver" value="com.mysql.cj.jdbc.Driver"/>
      <property name="javax.persistence.jdbc.url" value="jdbc:mysql://localhost:3306/bawdb"/>
      <property name="javax.persistence.jdbc.user" value="bawuser"/>
      <property name="javax.persistence.jdbc.password" value="bawpass"/>
      <property name="hibernate.dialect" value="org.hibernate.dialect.MySQL8Dialect"/>
      <property name="hibernate.show_sql" value="true"/>
    </properties>
  </persistence-unit>
</persistence>

 

3. EntityManager 工具类（JpaUtil.java）

public class JpaUtil {
    private static final EntityManagerFactory emf =
        Persistence.createEntityManagerFactory("baw-approval-unit");

    public static EntityManager getEntityManager() {
        return emf.createEntityManager();
    }
}

 

4. 服务类（ApprovalLogService.java）

public class ApprovalLogService {
    public void saveApprovalLog(String processId, String approver, String comment) {
        EntityManager em = JpaUtil.getEntityManager();
        try {
            em.getTransaction().begin();
            ApprovalLog log = new ApprovalLog();
            log.setProcessId(processId);
            log.setApprover(approver);
            log.setComment(comment);
            log.setTimestamp(new Date());
            em.persist(log);
            em.getTransaction().commit();
        } catch (Exception e) {
            em.getTransaction().rollback();
            throw new RuntimeException("Failed to save approval log", e);
        } finally {
            em.close();
        }
    }
}

 

5、在 BAW 中集成使用

步骤：

  1. 使用 Maven 打包为 JAR：mvn clean install

  2. 将生成的 baw-jpa-approval.jar 添加到 BAW 的 Process Designer 的 Java 集成服务 的类路径中

  3. 在 Java 集成服务中调用：

ApprovalLogService service = new ApprovalLogService();
service.saveApprovalLog(
    tw.local.processId,
    tw.local.currentUser,
    tw.local.approvalComment
);

将流程变量映射到调用参数，实现数据落库。

6、事务管理与注意事项

1. 事务必须在 Java 代码中开启/提交

因为 Java 集成服务并不自动管理事务，所以你必须显式调用 begin() 和 commit()。

2. 数据源配置

你可以通过以下两种方式指定数据源：

  • 在 persistence.xml 中配置 JDBC 连接信息（如上所示）

  • 使用 BAW / WAS 中配置的 JNDI 数据源（推荐生产使用）

<property name="javax.persistence.nonJtaDataSource" value="jdbc/YourDataSource"/>

并在 WAS 中配置该 JNDI 数据源。

7、小结

项目说明
实体类定义@Entity 注解类映射数据库表
JPA 配置位置META-INF/persistence.xml
数据源推荐使用 JNDI 引用 WAS 中配置的数据源
调用方式Java 集成服务中直接 new 调用
事务控制代码中显式开启/提交事务

三、示例：部署到 BAW 的 Process Server 

将使用 JPA 实现的持久化逻辑部署到 IBM BAW Process Server，一般通过打包为 JAR 并让 Java 集成服务 或 自定义服务调用。下面是一个完整部署过程的详细讲解：

1、目标

将一个使用 JPA 的 Java 模块（如 ApprovalLogService）部署到 BAW 流程服务中，并能在 Java 集成服务中调用。

2、部署结构总览

你需要准备以下几个部分：

  1. JAR 包（含实体类、JPA 工具类、服务类）

  2. 数据源配置（WAS 控制台中配置 JNDI 数据源）

  3. JPA 配置文件（META-INF/persistence.xml）

  4. Java 集成服务（在 Process Designer 中编写，调用你的服务类）

  5. 流程变量映射与测试

3、步骤详解

1. 创建并打包 JAR 文件

推荐使用 Maven：

mvn clean package

确保 target/your-module.jar 中包含：

  • 实体类（@Entity）

  • persistence.xml

  • 所有依赖类（如 ApprovalLogService.java、JpaUtil.java）

如果使用 Hibernate，请确认将其依赖（hibernate-core 等）也打包进来（可选用 shaded jar 或部署额外依赖）。

2. 上传 JAR 到 BAW 运行环境

你可以通过以下几种方式部署 JAR：

方法一：WAS 共享库方式（推荐）

  1. 打开 WebSphere Application Server 控制台

  2. 进入：环境 > 共享库

  3. 创建新的共享库，例如 baw-jpa-lib

    • 指定 Classpath 为你的 JAR 包路径，例如：

      /opt/IBM/Jars/baw-jpa-approval.jar

  4. 进入 应用程序服务器 > server1 > Java 和进程管理 > 类装入器

    • 将刚创建的共享库添加为 共享库引用

 

  • 编辑类装入器设置：

    • 选择“类装入器”

    • 类型建议选择：服务器级别（如已有项，点击进入即可）

  • 找到“共享库引用（Shared Library References）”

  • 点击“新建”，绑定你刚刚创建的 JPA-Library 共享库

  • 保存并同步配置

  • 重启服务器（server1）

方法二：直接打包进 Process App（不推荐）

你也可以在 Process Designer 中通过 Manage Toolkit Dependencies → Add External JAR 来导入 JAR。

 

 

 

在流程设计中调用

 

 

步骤一：创建一个新的 Toolkit（如果尚未创建）

  1. 打开 IBM Process Designer。

  2. 在“工具包”视图中点击“新建”按钮。

  3. 填写 Toolkit 名称，例如：CustomJavaLibToolkit

  4. 勾选你想支持的依赖类型（如集成服务、业务对象等），点击“完成”。

步骤二：导入 JAR 到服务器文件（Server File）

  1. 打开你刚创建的 Toolkit。

  2. 在左侧导航栏选择：实现 (Implementation) > 文件 (Files)。

  3. 点击“新建” > 选择“服务器文件 (Server File)”

  4. 上传你的 JAR 文件（例如 my-jpa-lib.jar）

  5. 上传成功后，保存并发布（Snapshot）Toolkit。

步骤三：在你的 Process App 中引用这个 Toolkit

  1. 打开目标流程应用（Process App）。

  2. 在“依赖项”中添加你刚刚创建的 CustomJavaLibToolkit。

  3. 保存并同步。

步骤四：在 Java 集成服务中调用 JAR 中的类

  1. 新建或打开一个 Java 集成服务。

  2. 在 Java 代码 区域中，你就可以直接导入并使用 JAR 中的类了：

import com.example.util.MyHelper;

MyHelper h = new MyHelper();
h.doSomething();

注意事项：

项目说明
类可见性上传的 JAR 会添加到 classpath，Java 服务中可直接调用
不能用于 BPD 脚本任务BPD 的脚本任务只能运行 JavaScript，无法引用 JAR
避免类冲突确保上传的 JAR 不与 BAW 内置库冲突（如 slf4j、commons）
JAR 尽量瘦身保持 JAR 小巧、只放你自定义的逻辑类或 DAO 等

示例使用场景

比如你要在审批节点中记录一条操作日志到数据库：

ApprovalLogger logger = new ApprovalLogger();
logger.log("User123", "审批通过", "2025-05-18");

其中 ApprovalLogger 类已打包在你上传的 my-baw-utils.jar 中。 

3. 配置 JNDI 数据源（推荐）

若你在 persistence.xml 中使用的是：

<property name="javax.persistence.nonJtaDataSource" value="jdbc/bawDS"/>

那你需要在 WAS 控制台中创建名为 jdbc/bawDS 的数据源：

  1. 资源 > JDBC > 数据源

  2. 点击新建，填写：

    • JNDI 名称：jdbc/bawDS

    • 选择合适的 JDBC 提供程序（如 MySQL 或 Oracle）

    • 配置数据库连接信息、驱动、测试连接

若使用硬编码的 jdbc:mysql://... 方式，可在 persistence.xml 中直接提供连接参数，但 不推荐用于生产。

4. 使用 Java 集成服务调用

在 Process Designer 中：

  1. 创建 Java Integration Service

  2. 在 Java 代码中导入服务类并调用：

import com.example.baw.jpa.ApprovalLogService;

ApprovalLogService service = new ApprovalLogService();
service.saveApprovalLog(
    tw.local.processId,
    tw.local.approver,
    tw.local.comment
);

Java 服务中访问的类必须能在类加载器中加载到 —— 所以共享库配置必须生效。

5. 流程变量映射与测试

确保在流程模型中设置了以下变量，并绑定到 Java 服务的输入：

变量名类型
processIdString
approverString
commentString

通过 Web Process Designer 运行流程，流程结束后，在数据库中应能看到持久化的记录。

4、调试与问题排查

问题原因
ClassNotFoundExceptionJAR 未添加到共享库或类加载器不正确
NoPersistenceUnitExceptionpersistence.xml 配置路径或名称不正确
无法连接数据库数据源 JNDI 错误或未启用
Hibernate 抛出 dialect 不支持错误缺少 Hibernate 配置或使用了错误版本
javax.persistence.TransactionRequiredException未正确开启事务

5、小结

项目操作
JAR 部署使用 WAS 的共享库
数据库连接使用 JNDI 数据源 jdbc/xxx
流程中调用服务Java 集成服务调用你编写的 JPA 服务类
类加载类必须加载到正确的类加载器

 

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