概述

本篇介紹Spring frameowrk與資料庫存取的子專案: Spring Data 的使用方式，並且說明本專案連接及存取MongoDB的程式說明。涵蓋2個主要部分：

• Spring Data 介紹
• Repository 與 Template概念及程式碼舉例

Spring Data

Spring Data是Spring Framework的一個子專案，專注於簡化各種資料庫的存取方式，包括關連式資料庫(如 MySQL、PostgreSQL)和NoSQL(如 MongoDB)資料庫。目的是透過抽象化提供統一的資料存取方法，讓開發者能夠以簡單的方式實現複雜的資料操作。

抽象化

所謂抽象化，就是把實作和商業邏輯分離，可以大致理解成我們在討論IoC的好處時提到的: "解掉主流程與依賴的耦合，方便依賴抽換"。以Java的說法來看，這類設計強調"以介面來撰寫商業邏輯，而不是具體的實作"。

• 再更實直白一點來說，有無抽象化的程式流程差別如下:

// 非抽象化
  1.使用JSON Parser處理事件 -> 2.將處理好的事件存進MongoDB
// 抽象化
  1.處理事件，2.將處理好的事件存進某資料庫
   (但底層的資料庫實作可以隨時新增或替換)

Spring Boot連DB的Coding style

• 不同於一般Java程式連接資料庫的過程，使用Spring開發的模式將許多傳統由開發者手動處理的部分自動化，讓開發者可以專注在商業邏輯的實現上。需要習慣一下跟過往什麼都自己來比較不一樣的Coding模式。
• Spring和開發者的分工大致如下:
  • Spring 負責的部分:
    • 取得Connection、準備prepareStatement，到關閉connection這些工作都是。
  • 開發者需處理的部分:
    • 設定參數和查詢內容則是開發者要處理。

下面這張官方的表列出了哪些事情是Spring或者開發人員要負責的部分:

存取資料庫的兩種方式: Template API 及Repository

• 根據不同抽象層級，在Spring生態系大致可分為Template 和 Repository兩種。不同方法間可以混用。
• 無論採用哪種方式，設置資料來源(DataSource)都是首要的步驟，因為資料庫操作的基礎依賴於這個連接配置。

Template API: 以Spring Data MongoDB為例

• Spring Data為各種資料庫操作，定義了型別為Operation的介面，例如，對於MongoDB，Spring Data 提供了MongoOperations介面；對於Redis，則有RedisOperations。
• Template則是Operations介面的實作。開發者可以直接使用Template提供的方法來操作資料庫，也可以根據需求自定義這些操作。
• 以本專案寫入MongoDB的Collection: action_record為例，需要準備如下:

設定相關Bean:MongoClient及mongoTemplate，並且在外部檔案設定連線資訊

• Class MongoConfig

public class MongoConfig {
    // 從外部設定檔案拿到連線資訊
    @Value("${spring.data.mongodb.uri}")
    String monogoUri;

    public @Bean MongoClient mongoClient() {
        return MongoClients.create(monogoUri);
    }

    @Bean
    MongoTemplate mongoTemplate(MongoClient mongoClient) {
        return new MongoTemplate(mongoClient, "nextpage");
    }
}

設定Document Class

• Class MessageContentTrainingLog

@Document("action_record")
public class MessageContentTrainingLog extends MessageContent { 
    public String userId;
    public String action;
    public String actionType;
    public Integer weight;
    public Integer repetition;
    public Integer set;
    public Integer percentagOfRepetitionMaximum;
    public String date;

}

• @Document表示要寫入MongoDB的Document Schema，可以看到我們直接拿之前在講解反序列化時，設定給Jackson ObjectMapper的Class的作為Document Class。
• @Document中可以指定要寫入的Collection為action_record。

Query Function

• 需要insert資料時，只需要使用mongoTemplate內建的function，並指定反序列化後的Document Class的Object即可：

mongoTemplate.insert(messageContent);

Repository: 以Spring Data JDBC查詢關連式資料庫為例

• Repository以Template為基礎，更為高階的抽象層。
• Spring Data JDBC包裝了JDBC，讓Spring去連接到資料庫。準備步驟很間單:
  • 1.在pom.xml的Dependency加入spring-boot-starter-data-jdbc，
    • 注意: 是starter，而不是spring-data, 也不是spring-boot-starter-jdbc
  • 2.在pom.xml的Dependency要加入想要連接的資料庫的JDBC Driver
  • 3.單純使用一個Property檔案設定Data Source，或者透過Bean指定Data Source的設定檔案。

使用外部Property檔案設定Data Source

• 如果整個程式只有一個Data source，直接在application.properties設定即可，不用做任何事:
• application.properties

spring.datasource.url=資料庫的連線位址
spring.datasource.username=帳號
spring.datasource.password=密碼

使用Bean指定Data Source的設定來源

• Bean如下:

	@Bean
	@ConfigurationProperties(prefix = "app.datasource")
	public SomeDataSource dataSource() {
		return new SomeDataSource();
	}
}

• 只要dependency有spring-boot-starter-data-jdbc和JDBC driver，他預設就會去建立Data source和所需要的實例，並套用開發者在外部Property檔案或者Bean設定的參數。
• 只要設好參數，auto configure會把需要的bean做好，就可以順利連上DB。

Query Function

• 我們可以改寫spring-boot-starter-data-jdbc提供的Repository Interface，來撰寫Query用的Function:

public interface UserProjectRepository extends CrudRepository<UserProject, Long> {
    @Query("select project_name, base_weight from UserProject u where u.line_id = :lineId")
    UserProject findByLineId(@Param("line_id") String lineId);

}

• CrudRepository是spring-boot-starter-data-jdbc提供的介面，根據不同的資料庫對象，我們可以改寫不同的介面，來達到我們對各種資料庫的查詢需求。

結論

• 本篇文章說明Spring Data基本的觀念及使用風格，包含了RepositoryTemplate API，及並提供簡單的範例來寫入資料到指定的Collection。
• 本專案會使用MongoDB來記錄經過分析後的使用者資訊，以及Open AI針對訊息的回應。
• 使用Template API時，需要註冊MongoClient、MongoTemplate，以及@Document的Bean，並且在外部檔案設定連線資訊。就可以MongoTemplate實例來對MongoDB做存取。

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