背景概述

背景

数据库可谓计算机专业必修的一门课程，为了达到实践效果，推出这么一门实践设计的课程项目，涉及到前端、后端、数据库，以及它们之间的交互技术难题。

这些大多都需要项目成员自行调研，因此本项目是有一定工程量和难度的。值得庆幸的是，我的队友们都非常负责认真，也有很多大佬进行各种技术难题的突破，项目开展至今，是较为顺利的。

如今开发的第一大阶段即将过去，我试图整理一下本项目从开始到现在的各种技术成果，仅供参考。

由于本人进行后端开发，因此后端的技术问题覆盖可能更广一些。

技术分析

首先得有一台服务器，腾讯云或阿里云都可以，我们组采用腾讯云的一个2核2G的linux云服务器，使用新人优惠购买一年有效期可以将价格控制在100以内。

需要注意的是，linux的操作系统也存在不同的发行版，如Centos、Ubuntu、AliCloud等等。不同的类别会内置一些不同的安装工具包，如yum、apt、wget等等。

由于腾和阿里打折优惠的力度可能不同或时间上错开，可以博观而约取，选个最便宜的。

数据库部署

数据库版本采用Oracle12c，使用Docker部署

  1. 首先在服务器上安装好docker，oracle的环境配置极为复杂（本人在自己电脑上配了12c后卸载再装19c，可能注册表误删，导致整个系统重装了），使用docker容器是绝对的省力～，安装好了可以使用docker -v查看版本。

  2. 使用docker拉取oracle镜像

    • 搜索oracle镜像
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    # docker search oracle
    NAME                                 DESCRIPTION                                     STARS     OFFICIAL   AUTOMATED
    oraclelinux                          Official Docker builds of Oracle Linux.         903       [OK]       
    oracleinanutshell/oracle-xe-11g                                                      226                  
    wnameless/oracle-xe-11g-r2           Oracle Express Edition 11g Release 2 on Ubun…   84                   
    gvenzl/oracle-xe                     Oracle Database XE (21c, 18c, 11g) for every…   80                   
    truevoly/oracle-12c                  Copy of sath89/oracle-12c image (https://git…   45                   
    quillbuilduser/oracle-18-xe          Oracle 18c XE Image for Quill Testing Purpos…   27                   
    oracledb19c/oracle.19.3.0-ee                                                         13                   
    iamseth/oracledb_exporter            A Prometheus exporter for Oracle modeled aft…   5                    
    oraclecoherence/coherence-ce         Coherence Community Edition                     4                    
    18fgsa/oracle-client                 Hosted version of the Oracle Container Image…   2                    
    kasmweb/oracle-8-desktop             Oracle Linux 8 desktop for Kasm Workspaces      1                    
    dokken/oraclelinux-8                                                                 0                    
    bitnami/oraclelinux-extras           Oracle Linux base images                        0                    [OK]
    dokken/oraclelinux-6                 Oracle Linux 6 image for kitchen-dokken         0                    
    oracledemo1/hello-world              Test docker build from github                   0                    [OK]
    kasmweb/oracle-7-desktop             Oracle Linux 7 desktop for Kasm Workspaces      0                    
    oraclejmx/docker_jmx                                                                 0                    
    dokken/oraclelinux-7                 Oracle Linux 7 image for kitchen-dokken         0                    
    kasmweb/core-oracle-7                Oracle Linux 7 base image for Kasm Workspace…   0                    
    kasmweb/core-oracle-8                Oracle Linux 8 base image for Kasm Workspace…   0                    
    bitnami/oraclelinux-extras-base                                                      0                    
    oraclejp/weather-collector                                                           0                    
    oraclejp/paasdocs-preview                                                            0                    
    bitnami/oraclelinux-base-buildpack   Oracle Linux bitnami-base-buildpack             0                    
    bitnami/oraclelinux-runtimes         Oracle Linux runtime-optimized images           0                    [OK]
    • 根据学长的经验我们选择了truevoly/oracle-12c镜像
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    # docker pull truevoly/oracle-12c
    Using default tag: latest
    latest: Pulling from truevoly/oracle-12c
    863735b9fd15: Pull complete 
    4fbaa2f403df: Pull complete 
    44be94a95984: Pull complete 
    a3ed95caeb02: Pull complete 
    b8bc6e8767ee: Pull complete 
    c918da326197: Pull complete 
    448e1619a038: Pull complete 
    faadd00cf98e: Downloading [========>                                          ]    463MB/2.768GB
    197958b982b1: Download complete 
    1d3ee67a57bb: Download complete
    • 由于服务器的带宽不同，下载速度可能也会不同，下载完毕后查看本地的镜像
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    # docker images
    REPOSITORY             TAG       IMAGE ID       CREATED       SIZE
    truevoly/oracle-12c    latest    21789d4d876f   3 years ago   5.7GB
    • 运行镜像（关于docker的run命令的进一步解释）
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    # docker run -d -p 1521:1521 --name oracle12c 21789d4d876f // 
    b5f0b283e506e0296a0987f92380a63ee970fe8417066b8ef00ed347ca7b2611

    oracle12c是取名，21789d4d876f是镜像的id，-d表示后台运行；-p表示端口映射格式为“主机端口:容器端口”，oracle的端口一般为1521，因此容器端口为1521，将主机端口设置为1521后，可以直接通过访问主机的1521端口来访问到容器内的1521端口；该命令返回运行容器的id

    • 查看运行中的容器
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    # docker ps
    • 进入容器内部，然后使用sqlplus命令进入数据库，超管账号（username=system，password=oracle，这个应该会根据不同的版本有所不同）
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    # docker exec -it 容器id bash
    # sqlplus
    • 由于超管账号下有许多系统表，因此不能直接用来存放我们的表格。我们使用超管创建一个新的账号，并给予权限，用于存放数据库表格。
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    # create user TEST_ACCOUNT identified by TEST_PASSWORD;
    # grant CONNECT, RESOURCE, DBA TO TEST_ACCOUNT;

  3. 使用图形化界面连接数据库

    关于数据库的图形化软件有很多，如sqldeveloper等，我选择了JetBrains的DataGrip，可以从官网下载，也可以使用scoop或homebrew包管理工具直接下载（正版需在JetBrains官网上进行学生认证，要上传学生证）

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    brew install datagrip // macos
    scoop install datagrip // windows

    安装完毕后，用图形化工具连接数据库，输入账号密码后点击“测试连接”，若测试成功则成功连接上

    image-20220725212454973

    有了图形化界面后，便可以将已经建好的表手动导入数据库之中，这将是一个繁琐的工作……

Back-End

本项目后端开发由我和szb同学共同完成，使用ASP.NET WebApi框架，版本5.0（目前已停止维护，.net6.0已发布）

这是我们的github账号链接：Gxyrious, cerebellumking

这是项目仓库：Back-End

ASP.NET项目的创建与初始化

  • 在Visual Studio中新建.net项目，如图所示

  • 这是项目初始化后的目录文件：

    截屏2022-07-25 21.55.12

    其中，Controllers文件夹放的是控制器，用于写具体的api函数；

    Program.cs和Startup.cs中存放了是项目的配置和启动操作，在Startup.cs中已经配置了swagger的api界面，直接点击运行就可以看到WeatherForecastController.cs中写的Get方法的api函数，其请求参数为空，响应参数为一个Array，如下所示：

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    [HttpGet]
            public IEnumerable<WeatherForecast> Get()
            {
                var rng = new Random();
                return Enumerable.Range(1, 5).Select(index => new WeatherForecast
                {
                    Date = DateTime.Now.AddDays(index),
                    TemperatureC = rng.Next(-20, 55),
                    Summary = Summaries[rng.Next(Summaries.Length)]
                })
                .ToArray();
            }

    而WeatherForecast.cs则是作为一个Model，定义了WeatherForecast类，和Controller同属于一个namespace之下，因此可以直接使用该Model

  • 使用ORM（对象关系映射）将数据库中的表格映射为项目中的类

    首先下载一些程序包：首先点击，工具-NuGet包管理器-管理解决方案的NuGet程序包中，

    image-20220726173637946

    下载如下几个工具包，如下图所示，由于使用的.net版本为5.0，故我们选择的包都是5.0的最后一个版本。

    • Microsoft.EntityFrameworkCore.Design
    • Microsoft.EntityFrameworkCore.Tools
    • Oracle.EntityFrameworkCore
    image-20220726174251260

    我们使用Microsoft.EntityFrameworkCore中的DbContext类。当我们在某个控制器的api接口中想对数据库进行增删改查时，可以直接创建一个ModelContext实例，通过该实例的一系列成员函数来与数据库会话，从而封装了sql查询语句。

    首先进入“工具-NuGet包管理器-程序包管理器控制台”中

    image-20220726230618113

    然后在命令行中输入如下命令（将*替换为自己的服务器ip和数据库账号密码）

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    Scaffold-DbContext "Data Source=**.**.**.**/xe;Password=******;User ID=***;" Oracle.EntityFrameworkCore -OutputDir Models -context ModelContext -Force

    这时候我们就会发现在目录中多了一个Models文件夹，其中将该db用户下的所有表格都生成了一个.cs文件，以及还有一个ModelContext.cs文件

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    public partial class ModelContext : DbContext
    {
        public ModelContext()
        {
        }

        public ModelContext(DbContextOptions<ModelContext> options)
            : base(options)
        {
        }
        
        // 此处省略很多行......
    }

    这时我们就已经成功将数据库映射为.Net中的类和对象了。

  • 创建Controller

    • 右击Controller文件，添加控制器，以最简单的LoginController为例
    image-20220726233738680

    在原来的基础上添加如下内容

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    using ASP.NET.Core.Test.Models; // 使用Models命名空间

    namespace ASP.NET.Core.Test.Controllers
    {
        [ApiController]
        [Route("[controller]")]
        public class LoginController : ControllerBase
        {
            private readonly ModelContext myContext; // 创建一个模型上下文对象
    		
            // 构造函数，在每次调用该Controller中的api函数时，都会创建一个context对象用于操作数据库
            public LoginController(ModelContext modelContext)
            {
                myContext = modelContext;
            }
            
    		// 在此处敲api函数
        }
    }

    当然，为了让api调用时能够传入一个ModelContext对象，我们需要在startup.cs的ConfigureServices函数中增加一行代码services.AddScoped<ModelContext>()

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    using ASP.NET.Core.Test.Models; // 使用Models

    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
            {
                services.AddControllers();
                services.AddScoped<ModelContext>(); // 这行代码让每次调用api时都自动传入一个context
                services.AddSwaggerGen(c =>
                {
                    c.SwaggerDoc("v1", new OpenApiInfo { Title = "ASP.NET.Core.Test", Version = "v1" });
                });
            }

    接下来在LoginController.cs中添加登录api函数，

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    [HttpPost]
    public string login(string user_phone,string password)
    {
        Message message = new();
        try
        {
            var user_info = myContext.Users
            .Where(user => user.UserPhone == user_phone && user.UserPassword == password)
            .Select(user => new
            {
                user.UserId,
                user.UserName,
            }).First();
            message.Add("userid", user_info.UserId);
            message.Add("username", user_info.UserName);
            message.Add("errorCode", 200);
        }
        catch(Exception error)
        {
            Console.WriteLine(error.ToString());
        }
        
        return message.ReturnJson();
    }

未完待续……