Abstraindo o gerenciamento de conexões do banco de dados em uma API Rest com Javalin e seus Handlers

Como os Frameworks abstraem isso?

Quando utilizei o Spring framework pela primeira vez fiquei curioso quando descobri que as classes criadas através dele (Beans) são, por padrão, singleton. Ou seja, a mesma instância de um @Controller por exemplo, é utilizada em toda requisição feita para a url em que ela está mapeada. Minha curiosidade era em saber como ele lidava com o estado dos atributos desses objetos. Em um bean podemos injetar outros objetos como um EntityManager e nesse caso os valores injetados em uma requisição não devem se misturar com os valores de outra. Devem ser Thread-Safe.

Graças a internet consegui encontrar alguém que teve a mesma curiosidade, foi estudar o código-fonte do Spring e escreveu um post sobre que você pode acessar aqui. O artigo tem o foco na utilização do @Repository, mas o princípio é o mesmo.

Em resumo, o Spring cria um proxy para cada Bean criado (Que pode ser um @Service, @Repository ou qualquer outro tipo) e internamente ele salva as propriedades que devem ser Thread Safe em um objeto ThreadLocal. Normalmente objetos com a anotação @PersistenceContext não devem existir em 2 threads(Requisições) diferentes. Então, quando existir uma propriedade com essa anotação em um fonte, o que acessamos é apenas um proxy que dará acesso ao valor pertencente àquela thread. Dessa forma não ocorrerá a situação de um EntityManager existir em duas requisições simultâneas.

Um exemplo bem simples da utilização de um ThreadLocal

O Microframework Javalin

Quando se trata de microframeworks, existem algumas opções que sempre vem a tona como o Vert.x e Spark (Não o Apache Spark). Porém, o microframework que tive contato foi o Javalin, mesmo não sendo o mais completo, possui uma curva de aprendizado muito baixa, é compatível com Kotlin, tem suporte a Websocket e Server Sent Events (SSE), e é extremamente leve.

Dependências necessárias para utilizá-lo

Um simples exemplo esperando uma requisição na porta 7000

Como o Javalin funciona

Quando se cria um novo servidor com o Javalin, é possível usar os chamados Handlers (Semelhante a um callback, listener, observable, etc) que serão responsáveis por tratar as requisições http. Os Handlers geralmente são interfaces de apenas um método com um paramêtro do tipo Context (que é um facilitador de acesso aos métodos da classe HttpServletRequest e HttpServletResponse. Sim, o javalin utiliza a api do javax.servlet e sua implementação é o Jetty). Abaixo um exemplo de como utilizá-los.

O problema com as conexões

Da primeira vez que utilizei o Javalin eu precisava lidar com o operações com banco de dados. Na época eu não optei por nenhuma biblioteca de ORM para facilitar o acesso aos dados ou de injeção de dependência para outros aspectos. O resultado disso foi muito código chato e repetitivo para tratar acesso ao banco e transações como os abaixo:

A situação era ainda pior quando precisava implementar algo muito extenso e com várias etapas. Como um método depende do resultado do outro, para manter tudo na mesma transação era preciso passar a referência da conexão que está sendo usada. Como no exemplo seguinte:

O que poderia ser feito para evitar esse tipo de código?

Depois de entender a premissa de como o Spring trata seus beans em um ambiente multithread, podemos usar as funcionalidades que o próprio Javalin disponibiliza para chegar em um resultado semelhante.

Com o objetivo de usar uma conexão por thread, podemos abstrair a criação, fechamento e rollbacks das conexões no ciclo de vida das requisições do Javalin. Dessa forma, podemos nos concentrar somente na lógica dos métodos de negócio sem a necessidade de passar a referência para todos os métodos que dependem de outro.

Mas, por onde começar?

Vinculando uma conexão do banco de dados a uma thread (que é criada para cada requisição feito por um client). E para isso vamos utilizar a classe ThreadLocal para nos ajudar.

• Abaixo temos a classe que será responsável por vincular uma conexão a uma thread. Dessa forma não precisamos nos preocupar com thread-safety na camada de acesso a dados.

• Utilizei o hikari CP para o pool de conexões com a base de dados. O arquivo .properties está disponível no repositório do github.

Agora com os handlers que conversam com o ciclo de vida da requisição, é possíveis criar, fechar e desfazer as alterações feitas durante aquela requisição.

1. Um handler para abrir a conexão a cada requisição
   

2. Um Handler para commitar e fechar a conexão após cada requisição
   

3. Um handler que irá fazer rollback na transação caso uma exceção especifica seja lançada. (Poderia ser qualquer tipo de exceção)
   

Para testar tudo isso, vamos fazer um cadastro simples

1. Uma entidade simples
   

2. Um service para acessar os dados
   

3. Um controller que chamará o service
   

4. Por fim a classe principal que inicializa tudo. Como não precisamos nos preocupar com threads em relação ao acesso a base de dados, os handlers podem usar sempre a mesma instancia do controlador
   

Conclusão

Esse foi apenas uma demonstração de como é possível utilizar apenas o que o Javalin nos dá para resolver o problema relacionado a gerência de transações/conexões. Claro que poderia ser mais sofisticado utilizando um framework de injeção de dependência ou ORM, mas não era o objetivo do artigo. O código pode ser acessado neste repositório.

Referências

• https://javalin.io/documentation

• https://www.baeldung.com/java-threadlocal