快速入門:搭配使用 Java、JDBC,以及適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫 - 彈性伺服器
適用範圍:適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫 - 彈性伺服器
本文章會示範如何建立使用 Java 與 JDBC 的範例應用程式,以在適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器中儲存及擷取資訊。
JDBC 是用來連線到傳統關聯式資料庫的標準 JAVA API。
在本文中,我們將包含兩種驗證方法:Microsoft Entra 驗證和 PostgreSQL 驗證。 [無密碼] 索引標籤會顯示 Microsoft Entra 驗證,而 [密碼] 索引標籤則會顯示 PostgreSQL 驗證。
Microsoft Entra 驗證是一種機制,會使用 Microsoft Entra ID 中所定義的身分識別以連線到適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫。 透過 Microsoft Entra 驗證,您可以在集中的位置管理資料庫使用者的身分識別和其他 Microsoft 服務,從而簡化權限管理。
PostgreSQL 驗證會使用儲存在 PostgreSQL 中的帳戶。 如果您選擇使用密碼作為帳戶的認證,則這些認證會儲存在 user
資料表中。 由於這些密碼會儲存在 PostgreSQL 中,因此您必須自行管理密碼的輪替。
必要條件
- Azure 帳戶。 如果您沒有帳戶,請取得免費試用帳戶。
- Azure Cloud Shell 或 Azure CLI。 建議使用 Azure Cloud Shell,因此您將會自動登入,並可存取您需要的所有工具。
- 支援的 JAVA 開發工具組 版本 8 (包含在 Azure Cloud Shell 中)。
- Apache Maven 建置工具。
準備工作環境
首先,使用下列命令來設定一些環境變數。
export AZ_RESOURCE_GROUP=database-workshop
export AZ_DATABASE_SERVER_NAME=<YOUR_DATABASE_SERVER_NAME>
export AZ_DATABASE_NAME=<YOUR_DATABASE_NAME>
export AZ_LOCATION=<YOUR_AZURE_REGION>
export AZ_POSTGRESQL_AD_NON_ADMIN_USERNAME=<YOUR_POSTGRESQL_AD_NON_ADMIN_USERNAME>
export AZ_LOCAL_IP_ADDRESS=<YOUR_LOCAL_IP_ADDRESS>
export CURRENT_USERNAME=$(az ad signed-in-user show --query userPrincipalName -o tsv)
將預留位置取代為下列值,本文通篇都將使用這些值:
<YOUR_DATABASE_SERVER_NAME>
:適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器執行個體的名稱,其在 Azure 中應該是唯一的。<YOUR_DATABASE_NAME>
:適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器執行個體的資料庫名稱,其在 Azure 中應該是唯一的。<YOUR_AZURE_REGION>
:要使用的 Azure 區域。 根據預設,您可以使用eastus
,但建議您將區域設定為您居住地附近的位置。 您可以輸入az account list-locations
來查看可用區域的完整清單。<YOUR_POSTGRESQL_AD_NON_ADMIN_USERNAME>
:適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器執行個體的使用者名稱。 請確定使用者名稱是 Microsoft Entra 租用戶中的有效使用者。<YOUR_LOCAL_IP_ADDRESS>
:本機電腦的 IP 位址,您將在此電腦執行 Spring Boot 應用程式。 您可以開啟 whatismyip.akamai.com,以便找出此資訊。
重要
設定 <YOUR_POSTGRESQL_AD_NON_ADMIN_USERNAME>
時,使用者名稱必須已存在於 Microsoft Entra 租用戶中,否則您將無法在資料庫中建立 Microsoft Entra 使用者。
接下來,使用下列命令建立資源群組:
az group create \
--name $AZ_RESOURCE_GROUP \
--location $AZ_LOCATION \
--output tsv
建立適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器執行個體
下列各節說明如何建立及設定資料庫執行個體。
建立適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器執行個體並設定管理使用者
您要建立的第一個項目是受控的適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器執行個體。
注意
您可以在使用 Azure 入口網站建立適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器執行個體 (部分機器翻譯) 中了解有關建立適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器執行個體的更多詳細資訊。
如果您正在使用 Azure CLI,請執行下列命令來確定其具有足夠的權限:
az login --scope https://graph.microsoft.com/.default
執行下列命令來建立伺服器:
az postgres flexible-server create \
--resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
--name $AZ_DATABASE_SERVER_NAME \
--location $AZ_LOCATION \
--yes \
--output tsv
若要在建立伺服器之後設定 Microsoft Entra 管理員,請遵循管理適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫 - 彈性伺服器中的 Microsoft Entra 角色中的步驟。
重要
設定管理員時,具有完整管理員權限的新使用者會新增至適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器執行個體的 Azure 資料庫。 您可以為每個適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器執行個體建立多個 Microsoft Entra 管理員。
為適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器執行個體設定防火牆規則
適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器執行個體依預設會受到保護。 其防火牆不允許任何連入連線。 若要能夠使用您的資料庫,您必須新增防火牆規則,讓本機 IP 位址能夠存取資料庫伺服器。
由於您已在本文開頭設定本機 IP 位址,您可以執行下列命令來開啟伺服器的防火牆:
az postgres flexible-server firewall-rule create \
--resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
--name $AZ_DATABASE_SERVER_NAME \
--rule-name $AZ_DATABASE_SERVER_NAME-database-allow-local-ip \
--start-ip-address $AZ_LOCAL_IP_ADDRESS \
--end-ip-address $AZ_LOCAL_IP_ADDRESS \
--output tsv
如果您要從 Windows 電腦上的 Windows 子系統 Linux 版 (WSL) 連線到適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器執行個體,則必須將 WSL 主機識別碼新增至防火牆。
在 WSL 中執行下列命令,以取得您主機電腦的 IP 位址:
cat /etc/resolv.conf
複製 nameserver
一詞後面的 IP 位址,然後使用下列命令來設定 WSL IP 位址的環境變數:
AZ_WSL_IP_ADDRESS=<the-copied-IP-address>
然後,使用下列命令,將伺服器的防火牆開啟至 WSL 應用程式:
az postgres flexible-server firewall-rule create \
--resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
--name $AZ_DATABASE_SERVER_NAME \
--rule-name $AZ_DATABASE_SERVER_NAME-database-allow-local-ip \
--start-ip-address $AZ_WSL_IP_ADDRESS \
--end-ip-address $AZ_WSL_IP_ADDRESS \
--output tsv
設定適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器資料庫
使用下列命令建立新資料庫:
az postgres flexible-server db create \
--resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
--database-name $AZ_DATABASE_NAME \
--server-name $AZ_DATABASE_SERVER_NAME \
--output tsv
建立適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器非管理使用者並授予權限
接下來,建立非系統管理員使用者,並授與資料庫的所有權限。
注意
您可以在管理適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫 - 彈性伺服器中的 Microsoft Entra 使用者中了解有關管理適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫 - 彈性伺服器使用者的更多詳細資訊。
建立名為 create_ad_user.sql 的 SQL 指令碼,以建立非管理使用者。 新增下列內容,並將其儲存在本地:
cat << EOF > create_ad_user.sql
select * from pgaadauth_create_principal('$AZ_POSTGRESQL_AD_NON_ADMIN_USERNAME', false, false);
EOF
然後,使用下列命令以執行 SQL 指令碼,以建立 Microsoft Entra 非管理使用者:
psql "host=$AZ_DATABASE_SERVER_NAME.postgres.database.azure.com user=$CURRENT_USERNAME dbname=postgres port=5432 password=$(az account get-access-token --resource-type oss-rdbms --output tsv --query accessToken) sslmode=require" < create_ad_user.sql
現在,使用下列命令來移除暫存 SQL 指令檔:
rm create_ad_user.sql
建立新的 Java 專案
透過您慣用的 IDE,建立使用 JAVA 8 或更新版本的新 JAVA 專案,並在其根目錄中新增具有下列內容的 pom.xml 檔案:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>com.example</groupId>
<artifactId>demo</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
<name>demo</name>
<properties>
<java.version>1.8</java.version>
<maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
<maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
</properties>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.postgresql</groupId>
<artifactId>postgresql</artifactId>
<version>42.3.6</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.azure</groupId>
<artifactId>azure-identity-extensions</artifactId>
<version>1.0.0</version>
</dependency>
</dependencies>
</project>
此檔案是設定我們的專案使用的 Apache Maven:
- Java 8
- 適用於 Java 的最新 PostgreSQL 驅動程式
準備用來連線到適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器的設定檔
建立 src/main/resources/application.properties 檔案,然後新增下列內容:
cat << EOF > src/main/resources/application.properties
url=jdbc:postgresql://${AZ_DATABASE_SERVER_NAME}.postgres.database.azure.com:5432/${AZ_DATABASE_NAME}?sslmode=require&authenticationPluginClassName=com.azure.identity.extensions.jdbc.postgresql.AzurePostgresqlAuthenticationPlugin
user=${AZ_POSTGRESQL_AD_NON_ADMIN_USERNAME}
EOF
注意
設定屬性 url
已附加 ?serverTimezone=UTC
,可在連線到資料庫時,指示 JDBC 驅動程式使用 TLS (傳輸層安全性)。 您必須使用 TLS 搭配適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器,這是很好的安全性做法。
建立 SQL 檔案以產生資料庫結構描述
您將使用 src/main/resources/schema.sql
檔案,以建立資料庫結構描述。 建立含有下列內容的檔案:
DROP TABLE IF EXISTS todo;
CREATE TABLE todo (id SERIAL PRIMARY KEY, description VARCHAR(255), details VARCHAR(4096), done BOOLEAN);
編碼應用程式
連線至資料庫
接下來,新增將使用 JDBC 的 Java 程式碼,以從您的適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器執行個體儲存和擷取資料。
建立 src/main/java/DemoApplication.java 檔案,並新增下列內容:
package com.example.demo;
import java.sql.*;
import java.util.*;
import java.util.logging.Logger;
public class DemoApplication {
private static final Logger log;
static {
System.setProperty("java.util.logging.SimpleFormatter.format", "[%4$-7s] %5$s %n");
log =Logger.getLogger(DemoApplication.class.getName());
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
log.info("Loading application properties");
Properties properties = new Properties();
properties.load(DemoApplication.class.getClassLoader().getResourceAsStream("application.properties"));
log.info("Connecting to the database");
Connection connection = DriverManager.getConnection(properties.getProperty("url"), properties);
log.info("Database connection test: " + connection.getCatalog());
log.info("Create database schema");
Scanner scanner = new Scanner(DemoApplication.class.getClassLoader().getResourceAsStream("schema.sql"));
Statement statement = connection.createStatement();
while (scanner.hasNextLine()) {
statement.execute(scanner.nextLine());
}
/*
Todo todo = new Todo(1L, "configuration", "congratulations, you have set up JDBC correctly!", true);
insertData(todo, connection);
todo = readData(connection);
todo.setDetails("congratulations, you have updated data!");
updateData(todo, connection);
deleteData(todo, connection);
*/
log.info("Closing database connection");
connection.close();
}
}
此 Java 程式碼會使用 application.properties 以及我們稍早建立的 schema.sql 檔案,以便連線到適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器執行個體,並建立將儲存您資料的結構描述。
在此檔案中,您可以可以看到我們註解了插入、讀取、更新和刪除資料的方法:我們將在本文的其餘部分撰寫這些方法的程式碼,而且您將能夠彼此取消註解。
注意
資料庫認證儲存在 application.properties 檔案的使用者和密碼屬性中。 執行 DriverManager.getConnection(properties.getProperty("url"), properties);
時會使用這些認證,因為屬性檔案會作為引數傳遞。
您現在可以使用慣用的工具來執行此主要類別:
- 使用 IDE 時,您應該能夠以滑鼠右鍵按一下 DemoApplication 類別,然後加以執行。
- 您可以使用 Maven 執行
mvn exec:java -Dexec.mainClass="com.example.demo.DemoApplication"
以執行應用程式。
應用程式應該會連線到適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器執行個體、建立資料庫結構描述,然後關閉連線,接著您應該會在主控台記錄中看到:
[INFO ] Loading application properties
[INFO ] Connecting to the database
[INFO ] Database connection test: demo
[INFO ] Create database schema
[INFO ] Closing database connection
建立領域類別
在 DemoApplication
類別旁建立新的 Todo
Java 類別,並新增下列程式碼:
package com.example.demo;
public class Todo {
private Long id;
private String description;
private String details;
private boolean done;
public Todo() {
}
public Todo(Long id, String description, String details, boolean done) {
this.id = id;
this.description = description;
this.details = details;
this.done = done;
}
public Long getId() {
return id;
}
public void setId(Long id) {
this.id = id;
}
public String getDescription() {
return description;
}
public void setDescription(String description) {
this.description = description;
}
public String getDetails() {
return details;
}
public void setDetails(String details) {
this.details = details;
}
public boolean isDone() {
return done;
}
public void setDone(boolean done) {
this.done = done;
}
@Override
public String toString() {
return "Todo{" +
"id=" + id +
", description='" + description + '\'' +
", details='" + details + '\'' +
", done=" + done +
'}';
}
}
這個類別是在您執行 schema.sql 指令碼時建立的 todo
資料表中對應的領域模型。
將資料插入適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器
在 src/main/java/DemoApplication.jav 檔案中,在 main 方法後面新增下列方法,以將資料插入資料庫:
private static void insertData(Todo todo, Connection connection) throws SQLException {
log.info("Insert data");
PreparedStatement insertStatement = connection
.prepareStatement("INSERT INTO todo (id, description, details, done) VALUES (?, ?, ?, ?);");
insertStatement.setLong(1, todo.getId());
insertStatement.setString(2, todo.getDescription());
insertStatement.setString(3, todo.getDetails());
insertStatement.setBoolean(4, todo.isDone());
insertStatement.executeUpdate();
}
您現在可以取消 main
方法中下列兩行的註解:
Todo todo = new Todo(1L, "configuration", "congratulations, you have set up JDBC correctly!", true);
insertData(todo, connection);
執行主要類別現在應該會產生下列輸出:
[INFO ] Loading application properties
[INFO ] Connecting to the database
[INFO ] Database connection test: demo
[INFO ] Create database schema
[INFO ] Insert data
[INFO ] Closing database connection
從適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器讀取資料
我們來讀取先前插入的資料,以驗證程式碼是否正常運作。
在 src/main/java/DemoApplication.java 檔案中,於 insertData
方法之後新增以下方法,用於從資料庫讀取資料:
private static Todo readData(Connection connection) throws SQLException {
log.info("Read data");
PreparedStatement readStatement = connection.prepareStatement("SELECT * FROM todo;");
ResultSet resultSet = readStatement.executeQuery();
if (!resultSet.next()) {
log.info("There is no data in the database!");
return null;
}
Todo todo = new Todo();
todo.setId(resultSet.getLong("id"));
todo.setDescription(resultSet.getString("description"));
todo.setDetails(resultSet.getString("details"));
todo.setDone(resultSet.getBoolean("done"));
log.info("Data read from the database: " + todo.toString());
return todo;
}
您現在可以取消 main
方法中下列行的註解:
todo = readData(connection);
執行主要類別現在應該會產生下列輸出:
[INFO ] Loading application properties
[INFO ] Connecting to the database
[INFO ] Database connection test: demo
[INFO ] Create database schema
[INFO ] Insert data
[INFO ] Read data
[INFO ] Data read from the database: Todo{id=1, description='configuration', details='congratulations, you have set up JDBC correctly!', done=true}
[INFO ] Closing database connection
更新適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器中的資料
我們來更新先前插入的資料。
仍然在 src/main/java/DemoApplication.java 檔案中,於 readData
方法之後新增以下方法,用於更新資料庫內的資料:
private static void updateData(Todo todo, Connection connection) throws SQLException {
log.info("Update data");
PreparedStatement updateStatement = connection
.prepareStatement("UPDATE todo SET description = ?, details = ?, done = ? WHERE id = ?;");
updateStatement.setString(1, todo.getDescription());
updateStatement.setString(2, todo.getDetails());
updateStatement.setBoolean(3, todo.isDone());
updateStatement.setLong(4, todo.getId());
updateStatement.executeUpdate();
readData(connection);
}
您現在可以取消 main
方法中下列兩行的註解:
todo.setDetails("congratulations, you have updated data!");
updateData(todo, connection);
執行主要類別現在應該會產生下列輸出:
[INFO ] Loading application properties
[INFO ] Connecting to the database
[INFO ] Database connection test: demo
[INFO ] Create database schema
[INFO ] Insert data
[INFO ] Read data
[INFO ] Data read from the database: Todo{id=1, description='configuration', details='congratulations, you have set up JDBC correctly!', done=true}
[INFO ] Update data
[INFO ] Read data
[INFO ] Data read from the database: Todo{id=1, description='configuration', details='congratulations, you have updated data!', done=true}
[INFO ] Closing database connection
刪除適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器中的資料
最後,我們來刪除先前插入的資料。
仍然在 src/main/java/DemoApplication.java 檔案中,於 updateData
方法之後新增以下方法,用於刪除資料庫內的資料:
private static void deleteData(Todo todo, Connection connection) throws SQLException {
log.info("Delete data");
PreparedStatement deleteStatement = connection.prepareStatement("DELETE FROM todo WHERE id = ?;");
deleteStatement.setLong(1, todo.getId());
deleteStatement.executeUpdate();
readData(connection);
}
您現在可以取消 main
方法中下列行的註解:
deleteData(todo, connection);
執行主要類別現在應該會產生下列輸出:
[INFO ] Loading application properties
[INFO ] Connecting to the database
[INFO ] Database connection test: demo
[INFO ] Create database schema
[INFO ] Insert data
[INFO ] Read data
[INFO ] Data read from the database: Todo{id=1, description='configuration', details='congratulations, you have set up JDBC correctly!', done=true}
[INFO ] Update data
[INFO ] Read data
[INFO ] Data read from the database: Todo{id=1, description='configuration', details='congratulations, you have updated data!', done=true}
[INFO ] Delete data
[INFO ] Read data
[INFO ] There is no data in the database!
[INFO ] Closing database connection
清除資源
恭喜! 您已建立使用 JDBC 在適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫彈性伺服器中儲存和擷取資料的 Java 應用程式。
若要清除在此快速入門期間使用的所有資源,請使用下列命令刪除資源群組:
az group delete \
--name $AZ_RESOURCE_GROUP \
--yes