一、概述

在我參与的多个项目中。大家使用libMySQL操作MySQL数据库，并且是源代码级复用，在多个项目中同样或相似的源代码。这种复用方式给开发带来了不便。

libMySQL的使用比較麻烦。非常easy出错。

基于以上原因。我写了一个动态链接库，将对libMySQL的操作封装起来。以二进制复用取代源代码级复用。要提供线程安全的接口，用户无需关系是否加锁这样细节性的问题，降低出错及死锁的机会。当然也要同意用户自己选择是否线程安全的訪问数据库；要简化訪问数据库的流程，接口越简单越好。

我从2011年開始写这个库，我给它起名字叫HiDB。HiDB从2011年到如今，经历了一个由简到繁又有繁到简的过程，中间也包括了自己对程序理解的变化。

非常多的考虑看起来非常细碎，比如代码的凝视风格（选择我们一贯的凝视风格还是doxygen的凝视风格，代码大全中也讲到了凝视风格。是否须要借鉴）；代码的命名规范（匈牙利命名法还是Java，C#的命名法。还有非常多开源项目的命名规范）；C++设计新思维中讲到Policy classes。能否够应用到这个库中。Effective C++中讲的接口与实现分离。

这些年自己考虑过的一些东西包含凝视风格的选择（我们一贯的凝视，doxygen的凝视风格，代码大全中也讲到了凝视风格）。出错时是使用错误码报出错误还是使用异常报出错误？C++设计新思维中讲的Policy classes，Effective C++中讲的接口与实现分析（Impl）

二、接口

（一）接口概述

首先确定一下HiDB的接口。该库对外显示为一个HiDB类，该类应该包括的接口包括：

1：用户选择线程安全还是非线程安全

2：打开数据库连接

3：关闭数据库连接

4：运行insert，update等非查询操作的接口（ExecuteNoQuery）

5：获得查询结果第一行第一列的接口（ExecuteScaler）

6：获得一次查询的全部记录（多行多列）的接口（ExecuteQuery）

7：运行事务的接口（OnTransaction）

全部的接口都在产生异常时抛出。须要对异常做一个封装，这个异常中最好能标识出异常产生的位置，异常的编号，异常的描写叙述，引起异常的SQL语句。

我设计的异常例如以下：


/** @brief 数据库操作异常 */
class HI_DB_EXPORT HiDBException
{
public:
	HiDBException();
public:
	std::string ToSrting();
public:
	std::string		m_sql;			/**<  本次操作的SQL语句 */
	std::string		m_descript;		/**<  异常描写叙述 */
	std::string		m_position;		/**<  异常位置 */
	long			m_errorId;		/**<  异常编号 */
	HiDBType		m_dbTyp;		/**<  数据库类型 */
};

为了方便的抛出异常，我提供了一个宏（这个宏仅仅有HiDB库使用）


/** @brief 异常语句宏 */
#define HiDBHelperOnError(ps, script,sql, id) \
	HiDBException exception;\
	exception.m_position = ps;\
	exception.m_descript = script;\
	exception.m_sql = sql;\
	exception.m_errorId = id;\
	throw exception;\
	//return false;

提供该宏。除了简化用户输入外，另一个想法就是假设用户不想使用异常，能够改动该宏。比如返回false。

熟悉ADO.NET的朋友应该能够看出这些接口是借鉴了ADO.NET的。

（二）详细接口

<1> 构造函数

本来在《C++设计新思维》中。有个Policy classes，适合这样的依据用户须要提供安全或非安全接口的需求，可是Policy classes适合模板，不适合非模板，所以在这儿就没有使用，仅仅是在构造函数中加入了一个布尔參数isUsingLock，假设为true则提供线程安全接口。否则接口是非线程安全的。

HiDB打算在将来除支持MySQL外，还支持其它数据库，所以在构造函数中，除isUsingLock外，另一个选择数据库类型的接口。

将数据库类型写成枚举，则枚举为：


/** @brief 数据库类型 */
enum HiDBType
{
	HiDBType_Invail,	/**<  无效类型 */
	HiDBType_MySQL,	/**<  MySQL */
};

构造函数的声明就明白下来了：


   /**
	*   @brief 构造函数
	*	@param[in] type			数据库类型
	*	@param[in] isUsingLock	是否须要使用相互排斥锁
	*/
	HiDB(HiDBType type = HiDBType_MySQL, bool isUsingLock = false);

<2>打开数据库连接

打开数据库连接比較简单：


	/**
	*   @brief 打开数据库连接
	*	@param[in] conn			数据库连接字符串
	*   @retval true：成功。false；失败
	*   @par 实例：
	*   @code
	*	HiDB db;
	*	if (db.Open("host=127.0.0.1;port=3306;dbname=test;user=root;pwd=root;charset=gbk;"))
	*	{
	*		// 打开成功
	*	}
	*	else
	*	{
	*		// 打开失败
	*	}
	*   @endcode
	*/
	bool Open(const char* conn) throw (HiDBException);

该接口的conn參数是一个字符串，这样字符串就具有扩展性。能够针对不同的数据库。进行不同的处理（这一点感觉不是非常好，可是能提供接口的稳定性）。

不同数据库，须要满足特定的格式，在MySQL中，要使用类似于“host=127.0.0.1;port=3306;dbname=test;user=root;pwd=root;charset=gbk;”的格式。

<3> 关闭数据库连接


	/**
	*   @brief 关闭据库连接
	*/
	void Close(void);

<4> IsOpen接口

这个接口是延伸出来的，既然有open，close。提供一个IsOpen好像也是应该的。让用户了解当前的打开状态。


	/**
	*   @brief 数据库连接是否打开
	*/
	bool IsOpen();

<5> 运行非查询语句接口

运行SQL语句的接口，应该能够接收可变參数，除可变參数外，还应该有一个包括sql语句的字符串參数，所以接口定义例如以下：


	/**
	*   @brief 运行SQL语句。并不返回结果
	*	@param[in] conn			SQL语句
	*   @retval true：成功。false；失败
	*   @par 实例：
	*   @code
	*	HiDB db;
	*	if (db.ExecuteNoQuery("UPDATE table SET Paramer1='%s' 
	*		and Paramer2='%s' OR Paramer3=%d", "test1", "test2", 3))
	*	{
	*		// 运行成功
	*	}
	*	else
	*	{
	*		// 运行失败
	*	}
	*   @endcode
	*/
	bool ExecuteNoQuery(const char* sql, ...) throw (HiDBException);

<6> 获得查询结果第一行第一列的接口

该接口的參数与运行非查询语句的接口一致，可是返回值应该为字符串，假设运行失败，则应该返回空字符串。

触发异常时，抛出HiDBException异常。


   /**
	*   @brief 运行SQL语句，返回一个结果
	*	@param[in] sql			SQL语句
	*   @retval 获得的数据。假设为空，则失败
	*/
	std::string ExecuteScalar(const char* sql, ...) throw (HiDBException);

<7> 获得一次查询的全部记录（多行多列）的接口

该接口的參数与运行非查询语句的接口一致。

返回结果应该是包括多行多列的一个数据集，在ADO.NET中有DataTable，在这儿，我们能够用stl中的vector存储多行。map存储每行数据的多列。

多以须要定义一个数据集：


#ifndef HiDBTable

typedef std::map<std::string, std::string> HiDBMap;

/** @brief 查询结果 */
typedef std::vector<HiDBMap> HiDBTable; /**<  查询结果 */
#endif

由于HiDBTable中包括多个map，所以最好避免拷贝，使用stl的shared_ptr来避免多次拷贝：


	/**
	*   @brief 运行SQL语句，返回一个结果集合
	*	@param[in] sql			SQL语句
	*   @retval 存储查询记录的智能指针
	*/
	std::shared_ptr<HiDBTable> ExecuteQuery(const char* sql, ...) throw (HiDBException);

<8> 运行事务的接口

运行事务接口是一个Command模式的接口，參数应该是一个函数对象。

该对象为无參无返回值的函数对象就可以。stl中提供了function对象。

（在最初的版本号中是自己实现函数对象的）


       /**
	*   @brief 在事务中运行处理
	*	@param[in] fun	处理函数
	*/
	void OnTransaction(const std::function<void()>& fun) throw (HiDBException);

（三）接口的使用案例


HiDB m_DB = new HiDB(HiDBType_MySQL,  true);
try
{
    bool ret = m_DB->Open(
		"host=127.0.0.1;port=3306;dbname=test;user=root;pwd=root;charset=gbk;"
		);
    m_DB->ExecuteNoQuery("drop table if exists table1;");
    string val = m_DB->ExecuteScalar(
		"SELECT column4 FROM table1 WHERE column1='%s' AND column3=%d",
		&val, "hitest", 59);
    shared_ptr<HiDBTable> table = this->m_DB->ExecuteQuery(
		"SELECT * FROM table1 WHERE column1='%s' OR column1='%s'",		
		"hitest", "mytest");
}
catch(HiDBException& e)
{
     // ...
}

（四）其它

事实上，我曾经提供的接口比方今要复杂非常多，首先我模仿ADO.NET，对SQL參数进行了封装，封装了SQL參数的名称，类型，是否为空，值等信息，对获得的数据也进行了类似的封装。，还针对SQL參数提供了Create和Delete函数。

有一个同一时候看了我的接口后说，我的接口太复杂了。分层不是明白。我接受了他的建议，就将接口改动为如今的接口了。

另外。运行事务接口。最開始我是自己创建函数对象的，这也添加了复杂度，后来使用了stl的function对象，辅以lambda表达式。则使用起来简单多了。

(五) 完整的接口：

<1>HiDBCommon.h 提供接口应用到的相关枚举和结构体


#pragma once

/**
*    @defgroup 数据库模块
* @{
*/ 
#include "HiDBExport.h"

#include <string>
#include <vector>
#include <map>
#include <sstream>

/** @brief 数据库类型 */
enum HiDBType
{
	HiDBType_Invail,	/**<  无效类型 */
	HiDBType_MySQL,	/**<  MySQL */
};

#ifndef HiDBTable

typedef std::map<std::string, std::string> HiDBMap;

/** @brief 查询结果 */
typedef std::vector<HiDBMap> HiDBTable; /**<  查询结果 */
#endif

/** @brief 数据库操作异常 */
class HI_DB_EXPORT HiDBException
{
public:
	HiDBException();
public:
	std::string ToSrting();
public:
	std::string		m_sql;			/**<  本次操作的SQL语句 */
	std::string		m_descript;		/**<  异常描写叙述 */
	std::string		m_position;		/**<  异常位置 */
	long			m_errorId;		/**<  异常编号 */
	HiDBType		m_dbTyp;		/**<  数据库类型 */
};

/** @brief 异常语句宏 */
#define HiDBHelperOnError(ps, script,sql, id) \
	HiDBException exception;\
	exception.m_position = ps;\
	exception.m_descript = script;\
	exception.m_sql = sql;\
	exception.m_errorId = id;\
	throw exception;\
	//return false;

/**//** @}*/ // 数据库模块

<2> HiDB.h 基本的接口：


#pragma once

/**
*    @defgroup 数据库模块
* @{
*/ 

#include <memory>
#include <functional>

#include "HiDBCommon.h"

class HiDBImpl;

#pragma warning (disable: 4290)

/**
* @brief 数据库操作类，封装数据库的通用操作，本类使用策略模式实现
*	 @author  徐敏荣
*    @date    2012-06-14
*
* @par 修订历史
*    @version v0.5 \n
*	 @author  徐敏荣
*    @date    2012-06-14
*    @li 初始版本号
*    @version v0.6 \n
*	 @author  徐敏荣
*    @date    2014-08-04
*    @li 简化程序
*
*/
class HI_DB_EXPORT  HiDB
{
public:

	/**
	*   @brief 构造函数
	*	@param[in] type			数据库类型
	*	@param[in] isUsingLock	是否须要使用相互排斥锁
	*/
	HiDB(HiDBType type = HiDBType_MySQL, bool isUsingLock = false);

	/**
	*   @brief 析构函数
	*/
	~HiDB();

public:
	
	/**
	*   @brief 打开数据库连接
	*	@param[in] conn			数据库连接字符串
	*   @retval true：成功。false。失败
	*   @par 实例：
	*   @code
	*	HiDB db;
	*	if (db.Open("host=127.0.0.1;port=3306;dbname=test;user=root;pwd=root;charset=gbk;"))
	*	{
	*		// 打开成功
	*	}
	*	else
	*	{
	*		// 打开失败
	*	}
	*   @endcode
	*/
	bool Open(const char* conn) throw (HiDBException);
	
	/**
	*   @brief 关闭据库连接
	*/
	void Close(void);
	
	/**
	*   @brief 数据库连接是否打开
	*/
	bool IsOpen();

public:
	
	/**
	*   @brief 运行SQL语句，并不返回结果
	*	@param[in] conn			SQL语句
	*   @retval true：成功。false；失败
	*   @par 实例：
	*   @code
	*	HiDB db;
	*	if (db.ExecuteNoQuery("UPDATE table SET Paramer1='%s' 
	*		and Paramer2='%s' OR Paramer3=%d", "test1", "test2", 3))
	*	{
	*		// 运行成功
	*	}
	*	else
	*	{
	*		// 运行失败
	*	}
	*   @endcode
	*/
	bool ExecuteNoQuery(const char* sql, ...) throw (HiDBException);
	
public:

	/**
	*   @brief 运行SQL语句。返回一个结果
	*	@param[in] sql			SQL语句
	*   @retval 获得的数据，假设为空，则失败
	*/
	std::string ExecuteScalar(const char* sql, ...) throw (HiDBException);
	
public:

	/**
	*   @brief 运行SQL语句，返回一个结果集合
	*	@param[in] sql			SQL语句
	*   @retval 存储查询记录的智能指针
	*/
	std::shared_ptr<HiDBTable> ExecuteQuery(const char* sql, ...) throw (HiDBException);
	
public:	

	/**
	*   @brief 在事务中运行处理
	*	@param[in] fun	处理函数
	*/
	void OnTransaction(const std::function<void()>& fun) throw (HiDBException);

private:
	/**
	*   @brief 数据库操作实现指针
	*/
	HiDBImpl*	m_Impl;		/**< 数据库操作实现指针 */
};

/**//** @}*/ // 数据库模块

三实现

实现採用了从《Effective C++》中学习到的实现与接口相分析的原则。在HiDB中使用HiDBImpl实现訪问数据库的逻辑。

(一）可变參数的处理

当然，在HiDB中是须要解决依据sql參数和可变參数拼装成一个完整SQL语句的问题。

该问题使用一个宏来实现：


#if !defined(HISDB_ON_VARLIST)
#define HISDB_ON_VARLIST(x, y) \
	char chArr[2048] = {0};\
	char* pchar = &chArr[0];\
	va_list pArgList;\
	va_start(pArgList, y);\
	::_vsnprintf(chArr, 2047, x, pArgList);	\
	va_end(pArgList) ;
#endif

（二）相互排斥锁的实现

自己依据临界区，实现了一个相互排斥锁，相互排斥锁接口例如以下：

1：构造函数：实现临界区的初始化

2：析构函数：实现临界区的删除

3：进入临界区

4：离开临界区

实现函数例如以下：


/**
* @brief 临界区訪问类，主要封装windows临界区的訪问，该类主要在栈中使用，利用局部变量的构造和析构函数出入临界区
*	 @author  徐敏荣
*    @date    2012-06-14
*
* @par 修订历史
*    @version v0.5 \n
*	 @author  徐敏荣
*    @date    2012-06-14
*    @li 初始版本号
*
*/
class HiCritical
{
public:

	/**
	*   @brief 构造函数
	*/
	HiCritical()
	{
		::InitializeCriticalSection(&cs);
	}

	/**
	*   @brief 析构函数
	*/
	~HiCritical()
	{
		::DeleteCriticalSection(&cs);
	}

	/**
	*   @brief 进入临界区
	*/
	void Enter()
	{
		::EnterCriticalSection(&cs);
	}
	
	/**
	*   @brief 离开临界区
	*/
	void Leave()
	{
		::LeaveCriticalSection(&cs);
	}

	CRITICAL_SECTION* GetSection()
	{
		return &cs;
	}
private:
	
	/**
	*   @brief 临界区对象
	*/
	CRITICAL_SECTION	cs;			/**< 临界区对象 */
};

另外还提供一个临界区管理类（HiCriticalMng），在构造该类时。进入临界区，析构该类时离开临界区。假设构造函数中传入的是NULL。则不进行不论什么相互排斥处理。



/**
* @brief 临界区訪问管理类。利用构造函数进入临界区。利用西沟函数离开临界区
*		假设向构造函数提供NULL參数，则不使用临界区。
*
*/
class HiCriticalMng
{
public:
	HiCriticalMng(HiCritical& crl): cl(&crl)
	{
		cl->Enter();
	}

	HiCriticalMng(HiCritical* crl): cl(crl)
	{
		if (cl)
		{
			cl->Enter();
		}
	}

	~HiCriticalMng()
	{
		if (cl)
		{
			cl->Leave();
		}
	}

private:
	HiCritical*   cl;
};

（三） HiDBImpl的接口

作为数据库訪问类，HiDBImpl实现HiDB须要的全部接口，所以HiDBImpl与HiDB接口类似。可是HiDBImpl接口接收的參数为完整的SQL语句（由于带可变參数的SQL语句已经被HiDB处理了）。

HiDBImpl不但要支持MySQL，以后还要支持其它数据库。所以不能有LibMySQL相关的东西，HiDBImpl应该是一个基类，能够被派生，比如派生出支持LibMySQL的子类。

HiDBImpl要线程安全的，所以要包括相互排斥锁HiCritical，又要能够非线程安全（HiCriticalMng支持NULL參数），所以HiCritical须要时这指针，这样，HiDBImpl的接口就出来了。

HiDBImpl接口例如以下：



#pragma once
/**
*    @defgroup 数据库操作实现类接口类
*    @brief    数据库操作实现类接口类，声明数据库操作实现类的接口。


*	 @author  徐敏荣
*    @date    2012-06-14
*
* @par 修订历史
*    @version v0.5 \n
*	 @author  徐敏荣
*    @date    2012-06-14
*    @li 初始版本号
* @{
*/ 

#include "DB/HiDB.h"
class HiCritical;
/**
* @brief 数据库操作实现类接口类。声明数据库操作实现类的接口
*
*/
class  HiDBImpl
{
public:

	/**
	*   @brief 构造函数
	*	@param[in] isUsingLock	是否须要使用相互排斥锁
	*/
	HiDBImpl(bool isUsingLock);

	/**
	*   @brief 析构函数
	*/
	virtual ~HiDBImpl();

public:
		
	/**
	*   @brief 打开数据库连接
	*	@param[in] conn			数据库连接字符串
	*   @retval true：成功，false；失败
	*/
	virtual bool Open(const char* conn) = 0;
		
	/**
	*   @brief 关闭据库连接
	*/
	virtual void Close(void) = 0;

public:
		
	/**
	*   @brief 运行SQL语句。并不返回结果
	*	@param[in] conn			SQL语句
	*   @retval true：成功。false；失败
	*/
	virtual bool ExecuteNoQuery(const char* sql) = 0;

public:

	/**
	*   @brief 运行SQL语句。返回一个结果
	*	@param[in] sql			SQL语句
	*	@param[out] value		取得的结果
	*   @retval true：成功，false。失败
	*/
	virtual std::string ExecuteScalar(const char* sql) = 0;
public:

	/**
	*   @brief 运行SQL语句。返回一个结果集合
	*	@param[in] sql			SQL语句
	*	@param[out] table		取得的结果集合
	*   @retval true：成功，false；失败
	*/
	virtual std::shared_ptr<HiDBTable> ExecuteQuery(const char* sql) = 0;

public:	
		
	/**
	*   @brief 事物处理
	*   @retval true：成功，false；失败
	*/
	virtual void OnTransaction(const std::function<void()>& fun) = 0;


protected:

	/**
	*   @brief 临界区对象。为空表示不须要考虑资源并发訪问
	*/
	HiCritical*	m_pCritical;
};

/**//** @}*/ // 数据库操作实现类接口类

（四）HiDB的实现：

由HiDB负责实现可变參数转换为完整SQL语句，HiDBImpl负责实现全部数据库訪问逻辑，并要为以后加入其它数据库支持这些需求能够推到出HiDB的实现代码：


#include <stdarg.h>
#include "DB/HiDB.h"
#include "HiDBMySQL.h"

using namespace std;

#if !defined(HISDB_ON_VARLIST)
#define HISDB_ON_VARLIST(x, y) \
	char chArr[2048] = {0};\
	char* pchar = &chArr[0];\
	va_list pArgList;\
	va_start(pArgList, y);\
	::_vsnprintf(chArr, 2047, x, pArgList);	\
	va_end(pArgList) ;
#endif


static bool IsImplOK(HiDBImpl* db)
{
	if (!db)
	{
		return false;
	}
	/*
	if (!db->IsOpen())
	{
		return false;
	}*/
	return true;
}

// 构造函数
HiDB::HiDB(HiDBType type, bool isUsingLock):m_Impl(NULL)
{
	if (type == HiDBType_MySQL)
	{
		this->m_Impl = new HiDBMySQL(isUsingLock);
	}
}

// 析构函数
HiDB::~HiDB()
{
	if (this->m_Impl)
	{
		delete this->m_Impl;
		this->m_Impl = NULL;
	}
}

// 打开数据库连接
bool HiDB::Open(const char* conn)
{
	if (!this->m_Impl)
	{
		return false;
	}

	return this->m_Impl->Open(conn);
}

bool HiDB::IsOpen()
{
	if (!this->m_Impl)
	{
		return false;
	}

	return true;//this->m_Impl->IsOpen();
}

void HiDB::Close(void)
{
	if (!IsImplOK(this->m_Impl))
	{
		return;
	}

	return this->m_Impl->Close();
}

bool HiDB::ExecuteNoQuery(const char* sql, ...)
{
	if (!IsImplOK(this->m_Impl))
	{
		return false;
	}

	HISDB_ON_VARLIST(sql, sql);

	return this->m_Impl->ExecuteNoQuery(chArr);
}

string HiDB::ExecuteScalar(const char* sql, ...)
{
	if (!IsImplOK(this->m_Impl))
	{
		return "";
	}

	HISDB_ON_VARLIST(sql, sql);
	
	return this->m_Impl->ExecuteScalar(chArr);
}

std::shared_ptr<HiDBTable> HiDB::ExecuteQuery(const char* sql, ...)
{
	if (!IsImplOK(this->m_Impl))
	{
		return NULL;
	}
	HISDB_ON_VARLIST(sql, sql);

	return this->m_Impl->ExecuteQuery(chArr);
}	

void HiDB::OnTransaction(const std::function<void()>& fun)
{
	if (!IsImplOK(this->m_Impl))
	{
		HiDBHelperOnError("HiDB::OnTransaction", 
			"HiDB is not impl", "", 0);
	}
	return this->m_Impl->OnTransaction(fun);
}

四后记

至此。HiDB全部基本的接口和基本的实现就介绍的几乎相同，其它很多其它的实现。能够參照源代码自己实现。

类图将在本文后面提供。

兴许的工作包含对HiDB进行測试。我期望能进行自己主动化測试，类似于Junit。可是我并不知道C++有哪些自己主动化測试工具。没办法。仅仅有自己写C++自己主动化測试工具来測试HiDB了，后面的文章我打算介绍一下我写的一个C++自己主动化測试工具。

HiDB类图：

源码：http://download.csdn.net/detail/xumingxsh/7778417

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设计模式入门之訪问者模式Visitor
//訪问者模式定义:表示一个作用于某对象结构中的各个元素的操作,它使你能够在不改变各元素类的前提下定义作用于这些元素的新操作. //从定义上看.这个模式跟装饰模式的定义非常类似(动态地给一个对象加入一 ...
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学习实践：使用模式，原则实现一个C++数据库訪问类

一、概述

二、接口

（一）接口概述

（二）详细接口

（三） 接口的使用案例

（四） 其它

(五) 完整的接口：

三 实现

(一） 可变參数的处理

（二） 相互排斥锁的实现