JDBC 详解~

第1章：JDBC概述

1.1 数据的持久化

• 持久化（persistence）：把数据保存到可掉电式存储设备中以供之后使用。大多数情况下，特别是企业级应用，数据持久化意味着将内存中的数据保存到硬盘上加以 "固化" ，而持久化的实现过程大多通过各种关系数据库来完成。

• 持久化的主要应用是将内存中的数据存储在关系型数据库中，当然也可以存储在磁盘文件、XML 数据文件中。

1.2 Java 中的数据存储技术

• 在 Java 中，数据库存取技术可分为如下几类：

  • JDBC 直接访问数据库

  • JDO (Java Data Object )技术

  • 第三方 O/R 工具，如 Hibernate, Mybatis 等

• JDBC 是 java 访问数据库的基石，JDO、Hibernate、MyBatis 等只是更好的封装了 JDBC

1.3 JDBC介绍

• JDBC(Java Database Connectivity)是一个独立于特定数据库管理系统、通用的SQL数据库存取和操作的公共接口（一组API），定义了用来访问数据库的标准 Java 类库，（java.sql,javax.sql）使用这些类库可以以一种标准的方法、方便地访问数据库资源。
• JDBC 为访问不同的数据库提供了一种统一的途径，为开发者屏蔽了一些细节问题。
• JDBC 的目标是使Java程序员使用 JDBC 可以连接任何提供了JDBC驱动程序的数据库系统，这样就使得程序员无需对特定的数据库系统的特点有过多的了解，从而大大简化和加快了开发过程。
• 如果没有 JDBC，那么 Java 程序访问数据库时是这样的：

• 有了 JDBC，Java 程序访问数据库时是这样的：

• 总结如下：

1.4 JDBC 体系结构

• JDBC接口（API）包括两个层次：
  • 面向应用的API：Java API，抽象接口，供应用程序开发人员使用（连接数据库，执行 SQL 语句，获得结果）。
  • 面向数据库的API：Java Driver API，供开发商开发数据库驱动程序用。

1.5 JDBC 程序编写步骤

第2章：获取数据库连接

2.1 要素一：Driver 接口实现类

2.1.1 Driver 接口介绍

• java.sql.Driver 接口是所有 JDBC 驱动程序需要实现的接口。这个接口是提供给数据库厂商使用的，不同数据库厂商提供不同的实现。

• 在程序中不需要直接去访问实现了 Driver 接口的类，而是由驱动程序管理器类(java.sql.DriverManager)去调用这些Driver实现。

  • Oracle的驱动：oracle.jdbc.driver.OracleDriver
  • mySql的驱动： com.mysql.jdbc.Driver

• 将上述 jar 包拷贝到 Java 工程的一个目录中，习惯上新建一个 lib 文件夹。

在驱动jar上右键-->Build Path-->Add to Build Path

注意：如果是 Dynamic Web Project（动态的web项目）话，则是把驱动 jar 放到 WebContent（有的开发工具叫WebRoot）目录中的 WEB-INF 目录中的 lib 目录下即可

2.1.2 加载与注册JDBC驱动

• 加载驱动：加载 JDBC 驱动需调用 Class 类的静态方法 forName()，向其传递要加载的 JDBC 驱动的类名

  • Class.forName(“com.mysql.jdbc.Driver”);

• 注册驱动：DriverManager 类是驱动程序管理器类，负责管理驱动程序

  • 使用DriverManager.registerDriver(com.mysql.jdbc.Driver)来注册驱动

  • 通常不用显式调用 DriverManager 类的 registerDriver() 方法来注册驱动程序类的实例，因为 Driver 接口的驱动程序类都包含了静态代码块，在这个静态代码块中，会调用 DriverManager.registerDriver() 方法来注册自身的一个实例。下图是MySQL的Driver实现类的源码：

2.2 要素二：URL

• JDBC URL 用于标识一个被注册的驱动程序，驱动程序管理器通过这个 URL 选择正确的驱动程序，从而建立到数据库的连接

• JDBC URL 的标准由三部分组成，各部分间用冒号分隔

  • jdbc:子协议:子名称
  • 协议：JDBC URL 中的协议总是 jdbc
  • 子协议：子协议用于标识一个数据库驱动程序
  • 子名称：一种标识数据库的方法。子名称可以依不同的子协议而变化，用子名称的目的是为了定位数据库提供足够的信息。包含主机名(对应服务端的ip地址)，端口号，数据库名

• 举例：

• 几种常用数据库的 JDBC URL

  • MySQL 的连接 URL 编写方式：

    • jdbc:mysql://主机名称:mysql服务端口号/数据库名称?参数=值&参数=值
    • jdbc:mysql://localhost:3306/one
    • jdbc:mysql://localhost:3306/one?useUnicode=true&characterEncoding=utf8（如果JDBC程序与服务器端的字符集不一致，会导致乱码，那么可以通过参数指定服务器端的字符集）
    • jdbc:mysql://localhost:3306/one?user=root&password=123456

  • Oracle 9i的连接URL编写方式：

    • jdbc:oracle:thin:@主机名称:oracle服务端口号:数据库名称
    • jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:one

  • SQLServer的连接URL编写方式：

    • jdbc:sqlserver://主机名称:sqlserver服务端口号:DatabaseName=数据库名称

    • jdbc:sqlserver://localhost:1433:DatabaseName=one

2.3 要素三：用户名和密码

• user，password 可以用 “属性名=属性值” 方式告诉数据库
• 可以调用 DriverManager 类的 getConnection() 方法建立到数据库的连接

2.4 数据库连接方式举例

2.4.1 连接方式一

@Test
public void testConnection1() {
    try {
        //1.提供java.sql.Driver接口实现类的对象
        Driver driver = null;
        driver = new com.mysql.jdbc.Driver();

        //2.提供url，指明具体操作的数据
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";

        //3.提供Properties的对象，指明用户名和密码
        Properties info = new Properties();
        info.setProperty("user", "root");
        info.setProperty("password", "abc123");

        //4.调用driver的connect()，获取连接
        Connection conn = driver.connect(url, info);
        System.out.println(conn);
    } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

2.4.2 连接方式二

@Test
public void testConnection2() {
    try {
        //1.实例化Driver
        String className = "com.mysql.jdbc.Driver";
        Class clazz = Class.forName(className);
        Driver driver = (Driver) clazz.newInstance();

        //2.提供url，指明具体操作的数据
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";

        //3.提供Properties的对象，指明用户名和密码
        Properties info = new Properties();
        info.setProperty("user", "root");
        info.setProperty("password", "abc123");

        //4.调用driver的connect()，获取连接
        Connection conn = driver.connect(url, info);
        System.out.println(conn);

    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

2.4.3 连接方式三

@Test
public void testConnection3() {
    try {
        //1.数据库连接的4个基本要素：
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
        String user = "root";
        String password = "abc123";
        String driverName = "com.mysql.jdbc.Driver";

        //2.实例化Driver
        Class clazz = Class.forName(driverName);
        Driver driver = (Driver) clazz.newInstance();
        //3.注册驱动
        DriverManager.registerDriver(driver);
        //4.获取连接
        Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);
        System.out.println(conn);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

2.4.4 连接方式四

@Test
public void testConnection4() {
    try {
        //1.数据库连接的4个基本要素：
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
        String user = "root";
        String password = "abc123";
        String driverName = "com.mysql.jdbc.Driver";

        //2.加载驱动 （①实例化Driver ②注册驱动）
        Class.forName(driverName);

        //Driver driver = (Driver) clazz.newInstance();
        //3.注册驱动
        //DriverManager.registerDriver(driver);
        /*
        可以注释掉上述代码的原因，是因为在mysql的Driver类中声明有：
        static {
            try {
                DriverManager.registerDriver(new Driver());
            } catch (SQLException var1) {
                throw new RuntimeException("Can't register driver!");
            }
        }

         */

        //3.获取连接
        Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);
        System.out.println(conn);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

2.4.5 连接方式五(最终版)

@Test
public  void testConnection5() throws Exception {
    //1.加载配置文件
    InputStream is = ConnectionTest.class.getClassLoader().getResourceAsStream("jdbc.properties");
    Properties pros = new Properties();
    pros.load(is);

    //2.读取配置信息
    String user = pros.getProperty("user");
    String password = pros.getProperty("password");
    String url = pros.getProperty("url");
    String driverClass = pros.getProperty("driverClass");

    //3.加载驱动
    Class.forName(driverClass);

    //4.获取连接
    Connection conn = DriverManager.getConnection(url,user,password);
    System.out.println(conn);

}

其中，配置文件声明在工程的src目录下：【jdbc.properties】

user=root
password=abc123
url=jdbc:mysql://localhost:3306/test
driverClass=com.mysql.jdbc.Driver

第3章：使用PreparedStatement实现CRUD操作

3.1 操作和访问数据库

• 数据库连接被用于向数据库服务器发送命令和 SQL 语句，并接受数据库服务器返回的结果。其实一个数据库连接就是一个 Socket 连接。

• 在 java.sql 包中有 3 个接口分别定义了对数据库的调用的不同方式：

  • Statement：用于执行静态 SQL 语句并返回它所生成结果的对象
  • PrepatedStatement：SQL 语句被预编译并存储在此对象中，可以使用此对象多次高效地执行该语句
  • CallableStatement：用于执行 SQL 存储过程

3.2 使用Statement操作数据表的弊端

• 通过调用 Connection 对象的 createStatement() 方法创建该对象。该对象用于执行静态的 SQL 语句，并且返回执行结果。

• Statement 接口中定义了下列方法用于执行 SQL 语句：

  int excuteUpdate(String sql)：执行更新操作INSERT、UPDATE、DELETE
  ResultSet executeQuery(String sql)：执行查询操作SELECT
  
  

• 但是使用 Statement 操作数据表存在弊端：

  • 问题一：存在拼串操作，繁琐
  • 问题二：存在 SQL 注入问题

• SQL 注入是利用某些系统没有对用户输入的数据进行充分的检查，而在用户输入数据中注入非法的 SQL 语句段或命令（如：SELECT user, password FROM user_table WHERE user='a' OR 1 = ' AND password = ' OR '1' = '1'），从而利用系统的 SQL 引擎完成恶意行为的做法。

• 对于 Java 而言，要防范 SQL 注入，只要用 PreparedStatement（从Statement扩展而来）取代 Statement 就可以了。

• 代码演示：

public class StatementTest {

    // 使用Statement的弊端：需要拼写sql语句，并且存在SQL注入的问题
    @Test
    public void testLogin() {
        Scanner scan = new Scanner(System.in);

        System.out.print("用户名：");
        String userName = scan.nextLine();
        System.out.print("密   码：");
        String password = scan.nextLine();

        // SELECT user,password FROM user_table WHERE USER = '1' or ' AND PASSWORD = '='1' or '1' = '1';
        String sql = "SELECT user,password FROM user_table WHERE USER = '" + userName + "' AND PASSWORD = '" + password
                + "'";
        User user = get(sql, User.class);
        if (user != null) {
            System.out.println("登陆成功!");
        } else {
            System.out.println("用户名或密码错误！");
        }
    }

    // 使用Statement实现对数据表的查询操作
    public <T> T get(String sql, Class<T> clazz) {
        T t = null;

        Connection conn = null;
        Statement st = null;
        ResultSet rs = null;
        try {
            // 1.加载配置文件
            InputStream is = StatementTest.class.getClassLoader().getResourceAsStream("jdbc.properties");
            Properties pros = new Properties();
            pros.load(is);

            // 2.读取配置信息
            String user = pros.getProperty("user");
            String password = pros.getProperty("password");
            String url = pros.getProperty("url");
            String driverClass = pros.getProperty("driverClass");

            // 3.加载驱动
            Class.forName(driverClass);

            // 4.获取连接
            conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);

            st = conn.createStatement();

            rs = st.executeQuery(sql);

            // 获取结果集的元数据
            ResultSetMetaData rsmd = rs.getMetaData();

            // 获取结果集的列数
            int columnCount = rsmd.getColumnCount();

            if (rs.next()) {

                t = clazz.newInstance();

                for (int i = 0; i < columnCount; i++) {
                    // //1\. 获取列的名称
                    // String columnName = rsmd.getColumnName(i+1);

                    // 1\. 获取列的别名
                    String columnName = rsmd.getColumnLabel(i + 1);

                    // 2\. 根据列名获取对应数据表中的数据
                    Object columnVal = rs.getObject(columnName);

                    // 3\. 将数据表中得到的数据，封装进对象
                    Field field = clazz.getDeclaredField(columnName);
                    field.setAccessible(true);
                    field.set(t, columnVal);
                }
                return t;
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 关闭资源
            if (rs != null) {
                try {
                    rs.close();
                } catch (SQLException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (st != null) {
                try {
                    st.close();
                } catch (SQLException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            if (conn != null) {
                try {
                    conn.close();
                } catch (SQLException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

        return null;
    }
}

综上：

3.3 PreparedStatement的使用

3.3.1 PreparedStatement介绍

• 可以通过调用 Connection 对象的 preparedStatement(String sql) 方法获取 PreparedStatement 对象

• PreparedStatement 接口是 Statement 的子接口，它表示一条预编译过的 SQL 语句

• PreparedStatement 对象所代表的 SQL 语句中的参数用问号(?)来表示，调用 PreparedStatement 对象的 setXxx() 方法来设置这些参数. setXxx() 方法有两个参数，第一个参数是要设置的 SQL 语句中的参数的索引(从 1 开始)，第二个是设置的 SQL 语句中的参数的值

3.3.2 PreparedStatement vs Statement

• 代码的可读性和可维护性。

• PreparedStatement 能最大可能提高性能：

  • DBServer 会对预编译语句提供性能优化。因为预编译语句有可能被重复调用，所以语句在被 DBServer 的编译器编译后的执行代码被缓存下来，那么下次调用时只要是相同的预编译语句就不需要编译，只要将参数直接传入编译过的语句执行代码中就会得到执行。
  • 在 statement 语句中,即使是相同操作但因为数据内容不一样,所以整个语句本身不能匹配,没有缓存语句的意义.事实是没有数据库会对普通语句编译后的执行代码缓存。这样每执行一次都要对传入的语句编译一次。
  • (语法检查，语义检查，翻译成二进制命令，缓存)

• PreparedStatement 可以防止 SQL 注入

3.3.3 Java 与 SQL 对应数据类型转换表

3.3.4 使用 PreparedStatement 实现增、删、改操作

//通用的增、删、改操作（体现一：增、删、改 ； 体现二：针对于不同的表）
public void update(String sql,Object ... args){
    Connection conn = null;
    PreparedStatement ps = null;
    try {
        //1.获取数据库的连接
        conn = JDBCUtils.getConnection();

        //2.获取PreparedStatement的实例 (或：预编译sql语句)
        ps = conn.prepareStatement(sql);
        //3.填充占位符
        for(int i = 0;i < args.length;i++){
            ps.setObject(i + 1, args[i]);
        }

        //4.执行sql语句
        ps.execute();
    } catch (Exception e) {

        e.printStackTrace();
    }finally{
        //5.关闭资源
        JDBCUtils.closeResource(conn, ps);

    }
}

3.3.5 使用PreparedStatement实现查询操作

// 通用的针对于不同表的查询:返回一个对象 (version 1.0)
public <T> T getInstance(Class<T> clazz, String sql, Object... args) {

        Connection conn = null;
        PreparedStatement ps = null;
        ResultSet rs = null;
        try {
                // 1.获取数据库连接
                conn = JDBCUtils.getConnection();

                // 2.预编译sql语句，得到PreparedStatement对象
                ps = conn.prepareStatement(sql);

                // 3.填充占位符
                for (int i = 0; i < args.length; i++) {
                        ps.setObject(i + 1, args[i]);
                }

                // 4.执行executeQuery(),得到结果集：ResultSet
                rs = ps.executeQuery();

                // 5.得到结果集的元数据：ResultSetMetaData
                ResultSetMetaData rsmd = rs.getMetaData();

                // 6.1通过ResultSetMetaData得到columnCount,columnLabel；通过ResultSet得到列值
                int columnCount = rsmd.getColumnCount();
                if (rs.next()) {
                        T t = clazz.newInstance();
                        for (int i = 0; i < columnCount; i++) {// 遍历每一个列

                                // 获取列值
                                Object columnVal = rs.getObject(i + 1);
                                // 获取列的别名:列的别名，使用类的属性名充当
                                String columnLabel = rsmd.getColumnLabel(i + 1);
                                // 6.2使用反射，给对象的相应属性赋值
                                Field field = clazz.getDeclaredField(columnLabel);
                                field.setAccessible(true);
                                field.set(t, columnVal);

                        }

                        return t;

                }
        } catch (Exception e) {

                e.printStackTrace();
        } finally {
                // 7.关闭资源
                JDBCUtils.closeResource(conn, ps, rs);
        }

        return null;
}

3.4 ResultSet 与 ResultSetMetaData

3.4.1 ResultSet

• 查询需要调用 PreparedStatement 的 executeQuery() 方法，查询结果是一个 esultSet 对象

• ResultSet 对象以逻辑表格的形式封装了执行数据库操作的结果集，ResultSet 接口由数据库厂商提供实现

• ResultSet 返回的实际上就是一张数据表。有一个指针指向数据表的第一条记录的前面。

• ResultSet 对象维护了一个指向当前数据行的游标，初始的时候，游标在第一行之前，可以通过 ResultSet 对象的 next() 方法移动到下一行。调用 next() 方法检测下一行是否有效。若有效，该方法返回 true，且指针下移。相当于Iterator对象的 hasNext() 和 next() 方法的结合体。

• 当指针指向一行时, 可以通过调用 getXxx(int index) 或 getXxx(int columnName) 获取每一列的值。

  • 例如: getInt(1), getString("name")
  • 注意：Java与数据库交互涉及到的相关Java API中的索引都从1开始。

• ResultSet 接口的常用方法：

  • boolean next()
  • getString()
  • …

3.4.2 ResultSetMetaData

• 可用于获取关于 ResultSet 对象中列的类型和属性信息的对象

• ResultSetMetaData meta = rs.getMetaData();

  • getColumnName(int column)：获取指定列的名称

  • getColumnLabel(int column)：获取指定列的别名

  • getColumnCount()：返回当前 ResultSet 对象中的列数。

  • getColumnTypeName(int column)：检索指定列的数据库特定的类型名称。

  • getColumnDisplaySize(int column)：指示指定列的最大标准宽度，以字符为单位。

  • isNullable(int column)：指示指定列中的值是否可以为 null。

  • isAutoIncrement(int column)：指示是否自动为指定列进行编号，这样这些列仍然是只读的。

问题1：得到结果集后, 如何知道该结果集中有哪些列 ？ 列名是什么？

需要使用一个描述 ResultSet 的对象， 即 ResultSetMetaData

问题2：关于ResultSetMetaData

1. 如何获取 ResultSetMetaData： 调用 ResultSet 的 getMetaData() 方法即可
2. 获取 ResultSet 中有多少列：调用 ResultSetMetaData 的 getColumnCount() 方法
3. 获取 ResultSet 每一列的列的别名是什么：调用 ResultSetMetaData 的 getColumnLabel() 方法

3.5 资源的释放

• 释放 ResultSet, Statement, Connection。
• 数据库连接（Connection）是非常稀有的资源，用完后必须马上释放，如果Connection不能及时正确的关闭将导致系统宕机。Connection的使用原则是尽量晚创建，尽量早的释放。
• 可以在 finally 中关闭，保证及时其他代码出现异常，资源也一定能被关闭。

3.6 JDBC API小结

• 两种思想

  • 面向接口编程的思想

  • ORM思想(object relational mapping)

    • 一个数据表对应一个java类
    • 表中的一条记录对应java类的一个对象
    • 表中的一个字段对应java类的一个属性

• 两种技术

  • JDBC 结果集的元数据：ResultSetMetaData
    • 获取列数：getColumnCount()
    • 获取列的别名：getColumnLabel()
  • 通过反射，创建指定类的对象，获取指定的属性并赋值