JPA聯表查詢詳解

Java Persistence API (JPA)是Java EE技術之一，提供了一種數據持久化的解決方案。在很多實際應用中，需要從多個表中獲取數據並進行聯表查詢，因此JPA聯表查詢是非常重要的。本文將從多個方面進行詳細講解。

一、基本的JPA聯表查詢

在JPA中，實體類對應資料庫中的表，而查詢的結果封裝為實體對象。當需要進行多表查詢時，可以利用JPA的關聯（@ManyToOne，@OneToOne，@OneToMany和@ManyToMany）來定義關聯關係，從而方便進行聯表查詢。

以一個訂單(Order)和顧客(Customer)的關係為例，Order作為主表，Customer作為從表，它們之間是一對多的關係，因此Order需要使用@ManyToOne註解來定義與Customer的關聯：

@Entity
public class Order {

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

    @Column(name = "order_no")
    private String orderNo;

    @ManyToOne
    @JoinColumn(name = "customer_id")
    private Customer customer;

    // getter and setter
}

@Entity
public class Customer {

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

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

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

    // getter and setter
}

在上面的實體類中，Order使用了@ManyToOne註解，定義了與Customer的關聯，同時使用@JoinColumn註解指定了外鍵欄位名稱。而Customer使用了@OneToMany註解，定義了與Order的關聯關係，同時指定了mappedBy參數，表示由Order維護關係。

在進行聯表查詢時，只需要使用EntityManager的createQuery方法來創建查詢語句，然後使用select方法指定需要查詢的欄位，使用from方法指定要查詢的主表，使用join方法來指定要關聯的從表，最後使用where方法來添加過濾條件即可：

TypedQuery<Order> query = em.createQuery(
    "select o from Order o join o.customer c where c.name = :customerName", Order.class);
query.setParameter("customerName", "Alice");
List<Order> orders = query.getResultList();

上面的查詢語句使用了JOIN語句將Order和Customer表關聯起來，並添加了過濾條件c.name = :customerName，指定只查詢顧客名稱為Alice的訂單信息。

二、JPA的左外聯表查詢

在實際開發中，需要查詢某張主表的所有記錄以及對應的從表信息，但是從表中可能沒有與主表對應的記錄。此時就需要用到左外聯表查詢。

以一個商品(Item)和庫存(Inventory)的關係為例，Inventory中的商品信息不一定全部與Item對應，有可能某些商品還未入庫，因此需要使用左外聯表查詢來獲取所有 Item 對象以及對應的庫存信息：

@Entity
public class Item {

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

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

    @Column(name = "price")
    private BigDecimal price;

    // getter and setter
}

@Entity
public class Inventory {

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

    @Column(name = "quantity")
    private Integer quantity;

    @ManyToOne(fetch = FetchType.LAZY)
    @JoinColumn(name = "item_id")
    private Item item;

    // getter and setter
}

在上面的實體類中，Inventory使用了@ManyToOne註解來定義與Item的關聯關係。由於默認情況下JPA對於@ManyToOne和@OneToMany關係都使用延遲載入，因此需要在查詢時使用JOIN FETCH語句來強制載入：

TypedQuery<Item> query = em.createQuery(
    "select i from Item i left join fetch i.inventories", Item.class);
List<Item> items = query.getResultList();
for (Item item : items) {
    System.out.println(item.getName() + ": " + item.getInventories().size());
}

上面的查詢語句使用了LEFT JOIN FETCH語句將Item和Inventory表進行左外聯表查詢，並使用了item.getInventories()方法來獲取所有庫存信息。由於使用了JOIN FETCH語句，因此會立即查詢出所有記錄，而不會像默認情況下那樣使用延遲載入的方式。

三、JPA的多表聯合查詢

在某些情況下，需要從多個表中獲取數據併合並成一個結果集。此時就需要使用到多表聯合查詢。

以一個訂單(Order)、顧客(Customer)和訂單項(OrderItem)之間的關係為例，需查詢出某位顧客購買的所有商品的訂單信息：

@Entity
public class OrderItem {

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

    @Column(name = "quantity")
    private Integer quantity;

    @ManyToOne(fetch = FetchType.LAZY)
    @JoinColumn(name = "order_id")
    private Order order;

    @ManyToOne(fetch = FetchType.LAZY)
    @JoinColumn(name = "item_id")
    private Item item;

    // getter and setter
}

TypedQuery<OrderItem> query = em.createQuery(
    "select i from OrderItem i where i.order.customer.name = :customerName", OrderItem.class);
query.setParameter("customerName", "Alice");
List<OrderItem> items = query.getResultList();
for (OrderItem item : items) {
    System.out.println(item.getOrder().getOrderNo() + ": " + item.getQuantity());
}

上面的查詢語句使用了 i.order.customer.name = :customerName 來限定只查詢顧客名稱為Alice的訂單項。注意到OrderItem中同時有與Order和Item的關係，因此可以使用 i.order 和 i.item 進行多表聯合查詢。

四、JPA的子查詢

在某些場景下，需要在主查詢內進行子查詢以獲取更精細的數據。此時就需要使用到JPA的子查詢功能。

以一個訂單(Order)和訂單項(OrderItem)的關係為例，需查詢所有訂單中購買Toy商品的信息：

TypedQuery<Order> query = em.createQuery(
    "select o from Order o where o.id in (select i.order.id from OrderItem i " +
    "where i.item.name = :itemName)", Order.class);
query.setParameter("itemName", "Toy");
List<Order> orders = query.getResultList();
for (Order order : orders) {
    System.out.println(order.getOrderNo() + ": " + order.getCustomer().getName());
}

上面的查詢語句使用了”select i.order.id from OrderItem i where i.item.name = :itemName”來獲取所有購買Toy商品的訂單項ID，然後使用”select o from Order o where o.id in (…) “來查詢所有對應的訂單信息。

五、JPA的動態條件查詢

在實際開發中，需要根據用戶的查詢條件來動態構建查詢語句，此時就需要使用到JPA的動態條件查詢。

以一個訂單(Order)的幾個屬性為例，假設用戶輸入了訂單編號、下單時間的開始和結束時間，需要根據用戶輸入來動態構建查詢語句：

CriteriaBuilder cb = em.getCriteriaBuilder();
CriteriaQuery<Order> query = cb.createQuery(Order.class);
Root<Order> root = query.from(Order.class);

List<Predicate> predicates = new ArrayList<>();
if (StringUtils.isNotBlank(orderNo)) {
    predicates.add(cb.equal(root.get("orderNo"), orderNo));
}
if (startTime != null) {
    Path<Date> createDate = root.get("createdAt");
    predicates.add(cb.greaterThanOrEqualTo(createDate, startTime));
}
if (endTime != null) {
    Path<Date> createDate = root.get("createdAt");
    predicates.add(cb.lessThanOrEqualTo(createDate, endTime));
}

query.select(root).where(predicates.toArray(new Predicate[]{}));
List<Order> orders = em.createQuery(query).getResultList();

以上代碼中，首先使用EntityManager的getCriteriaBuilder方法創建CriteriaBuilder對象，然後使用CriteriaQuery來構建查詢語句。在構建過程中，需要根據用戶的輸入來動態添加過濾條件，即利用Predicate來實現。最後利用EntityManager的createQuery方法執行查詢操作。

六、總結

JPA聯表查詢是Java EE技術中非常重要的一部分，本文從基本的JPA聯表查詢、左外聯表查詢、多表聯合查詢、子查詢和動態條件查詢五個方面進行了詳細的講解，希望能夠幫助讀者更好地掌握JPA的聯表查詢功能。