第一個 JPA（單機客戶端）

Java的物件導向模型與關聯資料庫模型之間有相當程度的不匹配，而一些物件與資料庫資料同步、更新，也為常見的Java永續儲存（Persistence）問題，在過去，Object/Relational Mapping（ORM）有 JBoss Hibernate、Oracle TopLink等解決方案，而JPA為吸收這些方案的經驗，所製訂出的Java永續儲存標準。

使用JPA，底層可以使用不同廠商的ORM實作，而介面則是JPA的標準，若您使用NetBeans+Glassfish，則預設的底層實作為TopLink，JBoss的工具其底層實作則為Hibernate，若您偏好Hibernate，則可以再參考 Hibernate Annotations、Hibernate EntityManager 內容，了解Hibernate如何支援JPA。

以下先示範如何於非容器環境中使用JPA，假設您在demo資料庫中個T_USER表格，而您打算寫個User類別來與之對應：

User.java

package onlyfun.caterpillar;

import java.io.Serializable;
import javax.persistence.*;

@Entity
@Table(name="T_USER")
public class User implements Serializable {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.AUTO)
    private Long id;
    private String name;
    private Long age;

    public void setId(Long id) {  this.id = id;  }

    public Long getId() { return id;  }

    public String getName() {  return name;  }

    public void setName(String name) {  this.name = name;  }

    public Long getAge() {  return age;  }

    public void setAge(Long age) {  this.age = age;  }
   
}

User中的每個資料成員對應至T_USER中的每個欄位，即id成員對應至id欄位，name成員對應至name欄位，age成員對應age欄位。

為了成為JPA的Entity類別，您必須使用@Entity加以標註，@Table標示這個Entity類別對應的資料表格，若類別名稱與表格名稱相同，則可以省略，預設會將類別名稱對應至同名的表格，Entity類別必須實作Serializable介面。

每個Entity類別必須有獨一無二的識別屬性，並與資料表格的主鍵相對應，您要使用@Id標註在資料成員或Getter方法上，@GeneratedValue讓您可以選擇主鍵的產生策略，在這邊利用資料庫本身的自動產生策略，由底層的資料庫來提供。

若成員名稱與表格欄位名稱一樣，則會自動對應，若不同，則可以使用@Column來指定欄位名稱，例如：

@Entity
@Table(name="T_USER")
public class User implements Serializable {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.AUTO)
    private Long id;

@Column(name=C_NAME)
    private String name;

@Column(name=C_AGE)
    private Long age;
....

}

其它對Entity的一些要求是：

類別必須是public
不可以是final類別，不可以有final方法
要有public或protected的無引數建構子，或預設建構子
資料成員不可以是public
沒有finalize方法

為了JPA必須設定資料庫連結與底層實作的一些細節，您要在META-INF下撰寫一個persistence.xml：

persistence.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<persistence version="1.0" xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/persistence" 
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/persistence 
http://java.sun.com/xml/ns/persistence/persistence_1_0.xsd">

  <persistence-unit name="demo" transaction-type="RESOURCE_LOCAL">
    <provider>oracle.toplink.essentials.PersistenceProvider</provider>
    <class>onlyfun.caterpillar.User</class>
    <properties>
      <property name="toplink.jdbc.user" 
                value="caterpillar"/>
      <property name="toplink.jdbc.password" 
                value="123456"/>
      <property name="toplink.jdbc.url" 
                value="jdbc:derby://localhost:1527/demo"/>
      <property name="toplink.jdbc.driver" 
                value="org.apache.derby.jdbc.ClientDriver"/>
      <property name="toplink.ddl-generation" 
                value="drop-and-create-tables"/>
    </properties>
  </persistence-unit>
</persistence>

主要就是設定一些資料庫 JDBC URL、使用者名稱、密碼等資訊，一個persistence.xml中可以設定多個Persistence Unit，每個Persistence Unit可當作一個資料庫連結設定，<persistence-unit>的name名稱即作為Persistence Unit的識別名稱。

在這邊所使用的是TopLink實作，"toplink.ddl-generation"用來設定當JPA程式EntityManagerFactory建立時，自動刪除資料表格並重建新的資料表格，這可用在測試時期，方便您不用親自作這些重置表格的動作。

接著，您要建立EntityManagerFactory，EntityManagerFactory內含設定資訊，負責管理 EntityManager，而這樣的方式所取得的EntityManager，稱之為Application-Managed EntityManager。

您可以如下撰寫一個JPAUtil類別：

JPAUtil.java

package onlyfun.caterpillar;

import javax.persistence.EntityManagerFactory;
import javax.persistence.Persistence;

public class JPAUtil {
    private static EntityManagerFactory entityManagerFactory;

    static {
        try {
            entityManagerFactory = 
                Persistence.createEntityManagerFactory("demo");
        }
        catch(Throwable ex) {
            throw new ExceptionInInitializerError(ex);
        }
    }
 
    public static EntityManagerFactory getEntityManagerFactory() {
        return entityManagerFactory;
    }
 
    public static void shutdown() {
        getEntityManagerFactory().close();
    }
}

JPAUtil方便您取得EntityManager物件，Entity物件的生命週期、與資料表格的對應、資料庫的存取，都與EntityManager息息相關，例如您可以撰寫以下的程式，取得EntityManager進行User物件的儲存或是查詢：

Main.java

package onlyfun.caterpillar;

import javax.persistence.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        User user = new User();
        user.setName("Justin Lin");
        user.setAge(new Long(30));
 
        save(user);
        user = findById(new Long(2));
        
        System.out.println(user.getName());
 
        JPAUtil.shutdown();
    }

    private static void save(User user) {
        EntityManager entityManager = 
            JPAUtil.getEntityManagerFactory().createEntityManager();
        EntityTransaction etx = entityManager.getTransaction();
        etx.begin();
        entityManager.persist(user);
        etx.commit();
        entityManager.close();        
    }
    
    private static User findById(Long id) {
        EntityManager entityManager = 
            JPAUtil.getEntityManagerFactory().createEntityManager();
        EntityTransaction etx = entityManager.getTransaction();
        etx.begin();
        User user = entityManager.find(User.class, id);
        etx.commit();
        entityManager.close();              
        return user;
    }
}

取得EntityManager後，可透過getTransaction()取得EntityTransaction，EntityTransaction 負責管理交易，您可以透過EntityManger的persist()方法來儲存User物件，EntityManager會自動將對應的成員儲存至對應的資料表格欄位，在這邊則若透過EntityManager的find()方法，指定主鍵來查找資料並封裝為User物件，基本上所有的EntityManager操作，要在交易中完成，但find()可以不用在交易中完成，只不過若不在交易中使用find()方法，則查找回來的Entity將立刻不在EntityManager的管理之中（也就是處於Detached狀態）。

若交易過程中發生錯誤，可以捕捉例外，執行EntityTransaction的rollback()方法來撤回交易。