Seminar Spring Boot 4 – Datenzugriff mit Spring Data JPA, JDBC und Transaktionen

Einordnung und Nutzen

Das Seminar behandelt persistente Fachmodelle vom Datenbankentwurf bis zur performanten und testbaren Zugriffsschicht. Spring Data JPA, Hibernate, Spring JDBC und transaktionale Dienste werden nicht isoliert, sondern anhand ihrer jeweiligen Stärken und Grenzen verglichen.

Ein Schwerpunkt liegt auf Transaktionsgrenzen, Nebenläufigkeit, Abfrageverhalten und typischen Produktionsproblemen wie N+1-Abfragen, unerwartetem Lazy Loading, Sperrkonflikten und langsamen Indizes. Schemaänderungen und Tests werden in denselben Entwicklungsprozess integriert.

Inhaltsübersicht

• Einordnung und Nutzen
• Lernziele
• Seminarinhalte
• Praxisübungen
• Zielgruppe und Voraussetzungen
• Didaktik und Arbeitsweise

Lernziele

• Fachmodelle und relationale Strukturen ohne vermeidbare Kopplung entwerfen.
• JPA-Mappings, Repositories und Abfragen kontrolliert einsetzen.
• Transaktionsgrenzen, Isolation, Sperren und Optimistic Locking begründet konfigurieren.
• JPA und JDBC anhand von Abfrageform, Datenmenge und Wartbarkeit auswählen.
• Datenzugriff mit realen Datenbanken testen und systematisch optimieren.

Seminarinhalte

Tag 1: Domänenmodell, JPA und Repositories

1. Fachliche Aggregate, Entitäten, Wertobjekte und Datenbanktabellen voneinander abgrenzen.
2. Entitäten, IDs, Beziehungen, Kaskaden und Lebenszyklen mit JPA modellieren.
3. Repository-Schnittstellen, abgeleitete Abfragen und explizite JPQL-Abfragen einsetzen.
4. Fetch-Strategien, Lazy Loading und Transaktionskontext nachvollziehen.
5. DTO-Projektionen und Mapping an API-Grenzen umsetzen.
6. Auditing, Zeitstempel und fachliche Änderungsnachweise einordnen.
7. Ein konsistentes Datenmodell mit Migrationen initialisieren.

Tag 2: Transaktionen, Nebenläufigkeit und Abfragequalität

1. Transaktionsgrenzen in Service-Methoden definieren und Propagation prüfen.
2. Isolation, Optimistic Locking und pessimistische Sperren anhand konkurrierender Änderungen testen.
3. Rollback-Regeln und checked beziehungsweise unchecked Exceptions korrekt behandeln.
4. N+1-Abfragen mit SQL-Logging, Statistiken und Query-Analyse erkennen.
5. Entity Graphs, Join Fetch, Projektionen und Batch Fetching gezielt vergleichen.
6. Paginierung, Sortierung und dynamische Filter ohne unkontrollierte Vollscans umsetzen.
7. Index- und Ausführungsplananalyse in einen Messzyklus integrieren.

Tag 3: JDBC, Migrationen, Tests und Betrieb

1. Spring JDBC und JdbcClient für explizite SQL-Zugriffe einsetzen.
2. JPA und JDBC innerhalb klarer Transaktionsgrenzen kombinieren.
3. Schemaänderungen versionieren, validieren und mit Rollout-Schritten verbinden.
4. Repository- und Integrationstests mit einer realen Datenbank über Testcontainer ausführen.
5. Testdaten deterministisch aufbauen und voneinander isolieren.
6. Connection Pool, Timeouts und Datenbankmetriken für den Betrieb konfigurieren.
7. Fehlerfälle wie Deadlock, Timeout, Constraint-Verletzung und Verbindungsabbruch diagnostizieren.

Praxisübungen

• Bestell- und Positionsmodell mit JPA, DTO-Projektionen und Migrationen aufbauen.
• Konkurrierende Aktualisierung mit Optimistic Locking nachstellen.
• N+1-Problem messen und mit zwei geeigneten Strategien beheben.
• Reporting-Abfrage mit Spring JDBC implementieren und testen.

Zielgruppe und Voraussetzungen

Zielgruppe: Java- und Backend-Entwicklung, Datenbankentwicklung sowie technische Architektur.

Voraussetzungen: Solide Java- und Spring-Grundlagen, SQL-Kenntnisse und Verständnis relationaler Datenmodelle.

Didaktik und Arbeitsweise

Kurze Fachimpulse werden unmittelbar durch Demonstrationen, strukturierte Implementierungsschritte, Messungen und kontrollierte Fehlerfälle vertieft. Jede Übung enthält einen definierten Ausgangszustand, Prüfpunkte und eine nachvollziehbare Ergebniskontrolle. Die Seminarbeispiele werden in einer durchgängigen Codebasis aufgebaut, damit Zusammenhänge zwischen Konfiguration, Fachlogik, Tests und Betrieb sichtbar bleiben.