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Spring Boot 实现第一次启动时自动初始化数据库

  • 2023-05-30
    湖南
  • 本文字数:6057 字

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在现在的后端开发中,只要是使用关系型数据库,相信 SSM 架构(Spring Boot + MyBatis)已经成为首选。


不过在我们第一次运行或者部署项目的时候,通常要先手动连接数据库,执行一个 SQL 文件以创建数据库以及数据库表格完成数据库的初始化工作,这样我们的 SSM 应用程序才能够正常工作。


这样也对实际部署或者是容器化造成了一些麻烦,必须先手动初始化数据库再启动应用程序。


那能不能让我们的 SSM 应用程序第一次启动时,自动地帮我们执行 SQL 文件以完成数据库初始化工作呢?


这样事实上是没问题的,今天就以 Spring Boot + MyBatis 为例,使用 MySQL 作为数据库,完成上述的数据库初始化功能。

一、整体思路

我们可以编写一个配置类,在一个标注了@PostConstruct注解的方法中编写初始化数据库的逻辑,这样应用程序启动时,就会执行该方法帮助我们完成数据库的初始化工作。


那么这个初始化数据库的逻辑大概是什么呢?可以总结为如下步骤:

  1. 首先尝试连接用户配置的地址,若连接抛出异常说明地址中指定的数据库不存在,需要创建数据库并初始化数据,否则就不需要初始化,直接退出初始化逻辑

  2. 若要执行初始化,首先重新组装用户配置的连接地址,使得本次连接不再是连接至具体的数据库,并执行create database语句完成数据库创建

  3. 创建完成数据库后,再次使用用户配置的连接地址,这时数据库创建完成就可以成功连接上了!这时再执行 SQL 文件初始化表格即可


上述逻辑中大家可以会有下列的疑问:

  • 第一步中,为什么连接抛出异常说明地址中指定的数据库不存在

  • 第二步中,什么是 “使得本次连接不再是连接至具体的数据库”


假设用户配置的连接地址是jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/init_demo,相信这个大家非常熟悉了,它表示:连接的 MySQL 地址是127.0.0.1,端口是3306,并且连接到该 MySQL 中名为init_demo的数据库中


那么如果 MySQL 中init_demo的库并不存在,Spring Boot 还尝试连接上述地址的话,就会抛出SQLException异常:

所以在这里可以将是否抛出SQLException异常作为判断应用程序是否是第一次部署启动的条件。


好的,既然数据库不存在,我们就要创建数据库,但是上述地址连接不上啊!怎么创建呢?


正是因为上述地址中指定了要连接的具体数据库,而数据库又不存在,才会连接失败,那能不能连接时不指定数据库,仅仅是连接到 MySQL 上就行呢?当然可以,我们将上述的连接地址改成:jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/,就可以连接成功了!


不过通常 SSM 应用程序中,配置数据库地址都是要指定库名的,因此我们待会在配置类编写初始化数据库逻辑时,重新组装一下用户给的配置连接地址即可,即把jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/init_demo通过代码处理成jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/并发起连接即可,这就是上述说的第二步。


第二步完成了数据库的创建,第三步就是完成表格创建了!表格创建就写在 SQL 文件里即可,由于数据库创建好了,我们在第三步中又可以重新使用用户给的配置地址jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/init_demo再次连接并执行 SQL 文件完成初始化了!


上述步骤中,我们将使用 JDBC 自带的接口完成数据库连接等等,而不是使用 MyBatis 的SqlSessionFactory,因为我们第二步需要改变连接地址。


下面,我们就来实现一下。

二、具体实现

首先是在本地或者其它地方搭建好 MySQL 服务器,这里就不再赘述怎么去搭建 MySQL 了。

我这里在本地搭建了 MySQL 服务器,下面通过 Spring Boot 进行连接。

1、创建应用程序并配置

首先创建一个 Spring Boot 应用程序,并集成好 MySQL 驱动和 MyBatis 支持,我这里的依赖如下:

<!-- Spring Web --><dependency>	<groupId>org.springframework.boot</groupId>	<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency>
<!-- MyBatis --><dependency> <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId> <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId> <version>3.0.2</version></dependency>
<!-- MySQL连接支持 --><dependency> <groupId>com.mysql</groupId> <artifactId>mysql-connector-j</artifactId> <scope>runtime</scope></dependency>
<!-- Hutool实用工具 --><dependency> <groupId>cn.hutool</groupId> <artifactId>hutool-all</artifactId> <version>5.8.16</version></dependency>
<!-- Lombok注解 --><dependency> <groupId>org.projectlombok</groupId> <artifactId>lombok</artifactId> <scope>provided</scope></dependency>
<!-- Spring Boot测试 --><dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId> <scope>test</scope></dependency>
复制代码

然后在配置文件application.yml中加入下列配置:

# 数据库配置spring:  datasource:    url: "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/init_demo?serverTimezone=GMT%2B8"    username: "swsk33"    password: "dev-2333"
复制代码

这就是正常的数据库连接配置,不再过多讲述。我这里使用yaml格式配置文件,大家也可以使用properties格式的配置文件。

2、编写配置类完成数据库的检测和初始化逻辑

这里先给出这个配置类的代码:

package com.gitee.swsk33.sqlinitdemo.config;
import cn.hutool.core.io.resource.ClassPathResource;import jakarta.annotation.PostConstruct;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import org.apache.ibatis.jdbc.ScriptRunner;import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import java.io.BufferedReader;import java.io.FileInputStream;import java.io.InputStream;import java.io.InputStreamReader;import java.net.URI;import java.net.URISyntaxException;import java.nio.charset.StandardCharsets;import java.sql.Connection;import java.sql.DriverManager;import java.sql.SQLException;import java.sql.Statement;
/** * 用于第一次启动时,初始化数据库的配置类 */@Slf4j@Configurationpublic class DatabaseInitialize {
/** * 读取连接地址 */ @Value("${spring.datasource.url}") private String url;
/** * 读取用户名 */ @Value("${spring.datasource.username}") private String username;
/** * 读取密码 */ @Value("${spring.datasource.password}") private String password;
/** * 检测当前连接的库是否存在(连接URL中的数据库) * * @return 当前连接的库是否存在 */ private boolean currentDatabaseExists() { // 尝试以配置文件中的URL建立连接 try { Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password); connection.close(); } catch (SQLException e) { // 若连接抛出异常则说明连接URL中指定数据库不存在 return false; } // 正常情况下说明连接URL中数据库存在 return true; }
/** * 执行SQL脚本 * * @param path SQL脚本文件的路径 * @param isClasspath SQL脚本路径是否是classpath路径 * @param connection 数据库连接对象,通过这个连接执行脚本 */ private void runSQLScript(String path, boolean isClasspath, Connection connection) { try (InputStream sqlFileStream = isClasspath ? new ClassPathResource(path).getStream() : new FileInputStream(path)) { BufferedReader sqlFileStreamReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(sqlFileStream, StandardCharsets.UTF_8)); // 创建SQL脚本执行器对象 ScriptRunner scriptRunner = new ScriptRunner(connection); // 使用SQL脚本执行器对象执行脚本 scriptRunner.runScript(sqlFileStreamReader); // 最后关闭文件读取器 sqlFileStreamReader.close(); } catch (Exception e) { log.error("读取文件或者执行脚本失败!"); e.printStackTrace(); } }
/** * 执行SQL脚本以创建数据库 */ private void createDatabase() { try { // 修改连接语句,重新建立连接 // 重新建立的连接不再连接到指定库,而是直接连接到整个MySQL // 使用URI类解析并拆解连接地址,重新组装 URI databaseURI = new URI(url.replace("jdbc:", "")); // 得到连接地址中的数据库平台名(例如mysql) String databasePlatform = databaseURI.getScheme(); // 得到连接地址和端口 String hostAndPort = databaseURI.getAuthority(); // 得到连接地址中的库名 String databaseName = databaseURI.getPath().substring(1); // 组装新的连接URL,不连接至指定库 String newURL = "jdbc:" + databasePlatform + "://" + hostAndPort + "/"; // 重新建立连接 Connection connection = DriverManager.getConnection(newURL, username, password); Statement statement = connection.createStatement(); // 执行SQL语句创建数据库 statement.execute("create database if not exists `" + databaseName + "`"); // 关闭会话和连接 statement.close(); connection.close(); log.info("创建数据库完成!"); } catch (URISyntaxException e) { log.error("数据库连接URL格式错误!"); throw new RuntimeException(e); } catch (SQLException e) { log.error("连接失败!"); throw new RuntimeException(e); } }
/** * 该方法用于检测数据库是否需要初始化,如果是则执行SQL脚本进行初始化操作 */ @PostConstruct private void initDatabase() { log.info("开始检查数据库是否需要初始化..."); // 检测当前连接数据库是否存在 if (currentDatabaseExists()) { log.info("数据库存在,不需要初始化!"); return; } log.warn("数据库不存在!准备执行初始化步骤..."); // 先创建数据库 createDatabase(); // 然后再次连接,执行脚本初始化库中的表格 try (Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password)) { runSQLScript("/create-table.sql", true, connection); log.info("初始化表格完成!"); } catch (Exception e) { log.error("初始化表格时,连接数据库失败!"); e.printStackTrace(); } }
}
复制代码

上述代码中,有下列要点:

  • 我们使用@Value注解读取了配置文件中数据库的连接信息,包括连接地址、用户名和密码

  • 上述currentDatabaseExists方法用于尝试使用配置的地址进行连接,如果抛出SQLException异常则判断配置的地址中,指定的数据库是不存在的,这里的代码主要是实现了上述初始化逻辑中的第一步

  • 上述createDatabase方法用于重新组装用户的连接地址,使其不再是连接到指定数据库,然后执行 SQL 语句完成数据库的创建,我们使用 Java 的URI类解析用户配置的连接地址,便于我们拆分然后组装连接地址,并获取用户要使用的数据库名,对其进行创建,这里的代码实现了上述初始化逻辑中的第二步

  • 上述initDatabase方法是会被自动执行的,它调用了currentDatabaseExistscreateDatabase方法,组合起来所有的步骤,在其中完成了第一步和第二步后,重新使用用户配置的地址发起连接并执行 SQL 脚本以初始化表,这个方法包含了上述初始化逻辑中的第三步

  • 上述runSQLScript方法用于连接数据库后执行 SQL 脚本,其中ScriptRunner类是由 MyBatis 提供的运行 SQL 脚本的实用类,其构造函数需要传入 JDBC 的数据库连接对象Connection对象,然后上述我还设定了形参isClasspath,可以让用户自定义是读取文件系统中的 SQL 脚本还是classpath中的 SQL 脚本


上述的初始化表格脚本位于工程目录的src/main/resources/create-table.sql,即classpath中,内容如下:

-- 初始化表格前先删除drop table if exists `user`;
-- 创建表格create table `user`( `id` int unsigned auto_increment, `username` varchar(16) not null, `password` varchar(32) not null, primary key (`id`)) engine = InnoDB default charset = utf8mb4;
复制代码

好的,现在先保证 MySQL 数据库中不存在init_demo的库,启动程序试试:

可见成功地完成了数据库的检测、初始化工作,也可见ScriptRunner在执行 SQL 的时候会在控制台输出执行的语句。


现在再重新启动一下程序试试:

可见第二次启动时,名为init_demo的数据库已经存在了,这时就不需要执行初始化逻辑了!

3、如果有的 Bean 初始化时需要访问数据库

假设现在有一个类,在初始化为 Bean 的时候需要访问数据库,例如:

// 省略package和import
/** * 启动时需要查询数据库的Beans */@Slf4j@Componentpublic class UserServiceDemo {
@Autowired private UserDAO userDAO;
@PostConstruct private void init() { log.info("执行数据库测试访问..."); userDAO.add(new User(0, "用户名", "密码")); List<User> users = userDAO.getAll(); for (User user : users) { System.out.println(user); } }
}
复制代码

这个类在被初始化为 Bean 的时候,就需要访问数据库进行读写操作,那问题来了,如果这个类UserServiceDemo在上述数据库初始化类DatabaseInitialize之前被初始化了怎么办呢?这会导致数据库还没有被初始化时,UserServiceDemo就去访问数据库,导致初始化失败。


这时,我们可以使用@DependsOn注解,这个注解可以控制UserServiceDemoDatabaseInitialize初始化之后再进行初始化:

@Slf4j@Component// 使用@DependsOn注解表示当前类依赖于名为databaseInitialize的Bean// 这样可以使得databaseInitialize这个Bean(我们的数据库检查类)先被初始化,并执行完成数据库初始化后再初始化本类,以顺利访问数据库@DependsOn("databaseInitialize")public class UserServiceDemo {
// 省略这个类的内容
}
复制代码

在这里我们在UserServiceDemo上标注了注解@DependsOn,并传入databaseInitialize作为参数,表示UserServiceDemo这个类是依赖于名(id)为databaseInitialize的 Bean 的,这样 Spring Boot 就会在DatabaseInitialize初始化之后再初始化UserServiceDemo


标注了@Component等等的类,默认情况下被初始化为 Bean 的时候,其名称是其类名的小驼峰形式,例如上述的DatabaseInitialize类,初始化为 Bean 时名字默认为databaseInitialize,因此上述@DependsOn注解就传入databaseInitialize


现在删除init_demo库,再次启动应用程序:

可见在初始化数据库后,又成功地在启动时访问了数据库。

三、总结

本文以 Spring Boot + Mybatis 为例,使用 MySQL 数据库,实现了 SSM 应用程序第一次启动时自动检测并完成数据库初始化的功能,理论上上述方式适用于所有的关系型数据库,大家稍作修改即可。


本文仅仅是我自己提供的思路,以及部分内容也是和“机器朋友”交流后的结果,如果大家对此有更好的思路,欢迎在评论区提出您的建议。


作者:守望时空 33

链接:https://juejin.cn/post/7238522776055103544

来源:稀土掘金

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