JDBC原理 、JDBC基础编程

1. JDBC原理

1.1. JDBC标准

1.1.1. JDBC是什么

Java Database Connectivity：Java访问数据库的解决方案。

JDBC是Java应用程序访问数据库的里程碑式解决方案。Java研发者希望用相同的方式访问不同的数据库，以实现与具体数据库无关的Java操作界面。

JDBC定义了一套标准接口，即访问数据库的通用API，不同的数据库厂商根据各自数据库的特点去实现这些接口。


图-1应用、JDBC和数据库的关系

1.1.2. JDBC接口及数据库厂商实现

JDBC中定义了一些接口：

1、驱动管理：

DriverManager
2、连接接口

Connection
DatabasemetaData
3、语句对象接口

Statement
PreparedStatement
CallableStatement
4、结果集接口

ResultSet
ResultSetMetaData 

1.1.3. JDBC工作原理

JDBC只定义接口，具体实现由各个数据库厂商负责。

程序员使用时只需要调用接口，实际调用的是底层数据库厂商的实现部分。


图-2 通过JDBC访问数据库的过程

JDBC访问数据库的工作过程：

加载驱动，建立连接
创建语句对象
执行SQL语句
处理结果集
关闭连接 

1.1.4. Driver接口及驱动类加载

要使用JDBC接口，需要先将对应数据库的实现部分（驱动）加载进来。

驱动类加载方式（Oracle）：

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Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");

Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");

这条语句的含义是：装载驱动类，驱动类通过static块实现在DriverManager中的“自动注册”。

1.1.5. Connection接口

Connection接口负责应用程序对数据库的连接，在加载驱动之后，使用url、username、password三个参数，创建到具体数据库的连接。

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Class.forName("oracle.jdbc.OracleDriver") //根据url连接参数，找到与之匹配的Driver对象，调用其方法获取连接 Connection conn = DriverManager.getConnection( "jdbc:oracle:thin:@192.168.0.26:1521:tarena", "openlab","open123");

Class.forName("oracle.jdbc.OracleDriver")
//根据url连接参数，找到与之匹配的Driver对象，调用其方法获取连接
Connection conn = DriverManager.getConnection(
"jdbc:oracle:thin:@192.168.0.26:1521:tarena",
"openlab","open123");

需要注意的是:Connection只是接口，真正的实现是由数据库厂商提供的驱动包完成的。

1.1.6. Statement接口

Statement接口用来处理发送到数据库的SQL语句对象，通过Connection对象创建。主要有三个常用方法：

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Statement stmt=conn.createStatement(); //1.execute方法，如果执行的sql是查询语句且有结果集则返回true，如果是非查询语句或者没有结果集，返回false boolean flag = stmt.execute(sql); //2.执行查询语句，返回结果集 ResultSetrs = stmt.executeQuery(sql); //3.执行DML语句，返回影响的记录数 int flag = stmt.executeUpdate(sql);

Statement stmt=conn.createStatement();
//1.execute方法，如果执行的sql是查询语句且有结果集则返回true，如果是非查询语句或者没有结果集，返回false
boolean flag = stmt.execute(sql);
//2.执行查询语句，返回结果集
ResultSetrs = stmt.executeQuery(sql);
//3.执行DML语句，返回影响的记录数
int flag = stmt.executeUpdate(sql);

1.1.7. ResultSet接口

执行查询SQL语句后返回的结果集，由ResultSet接口接收。

常用处理方式：遍历 / 判断是否有结果（登录）。

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String sql = "select * from emp";
ResultSetrs = stmt.executeQuery(sql);
while (rs.next()) {
    System.out.println(rs.getInt("empno")+",“
+rs.getString("ename") );
}

String sql = "select * from emp";
ResultSetrs = stmt.executeQuery(sql);
while (rs.next()) {
System.out.println(rs.getInt("empno")+",“
+rs.getString("ename") );
}

查询的结果存放在ResultSet对象的一系列行中，指针的最初位置在行首，使用next()方法用来在行间移动，getXXX()方法用来取得字段的内容。

1.2. 数据库厂商实现

1.2.1. Oracle实现

在Java程序中访问不同数据库，需要下载对应数据库的驱动。Oracle数据库提供的驱动为ojdbc6.jar或者ojdbc14.jar，在开发时需要将驱动类加载到项目中，通过设置MyEclipse的Build Path选项。

使用时就可以如下方式加载驱动类了：

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Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");

Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");

1.2.2. MySQL实现

MySQL对应的数据库驱动名为mysql-connector-java-5.0.4-bin.jar（不同版本可能有不同名称），将驱动类加载到项目中同样通过设置MyEclipse的Build Path选项。

加载驱动类的方式：

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Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

2. JDBC基础编程

2.1. 连接管理

2.1.1. 通过连接工具类获取连接

在工程中，通常编写一个访问数据库的工具类，此后所有访问数据库的操作，都从工具类中获取连接。

实现工具类的两种方式：

直接把数据配置写在工具类。
把数据库配置写在一个properties属性文件里，工具类读入属性文件，逐行获取数据库参数。
建议使用第二种。

2.1.2. 通过属性文件维护连接属性

db.properties的内容：

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#驱动类名 jdbc.driver=oracle.jdbc.driver.OracleDriver #连接字符串 jdbc.url=jdbc:oracle:thin:@192.168.0.26:1521:tarena #访问数据库的用户名 jdbc.user=openlab #访问数据库的密码 jdbc.password=open123

#驱动类名
jdbc.driver=oracle.jdbc.driver.OracleDriver
#连接字符串
jdbc.url=jdbc:oracle:thin:@192.168.0.26:1521:tarena
#访问数据库的用户名
jdbc.user=openlab
#访问数据库的密码
jdbc.password=open123

注意：在properties文件中，#符号表示注释。

2.1.3. 从类路径中加载属性文件

定义好db.properties之后，需要在Java程序中找到它，可以使用从类路径加载的方式：

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//属性文件所在的位置 String path = "com/tarena/dms/daodemo/v2/db.properties"; //获得当前类的路径，加载指定属性文件 properties.load(DBUtility.class.getClassLoader() .getResourceAsStream(path));

//属性文件所在的位置
String path = "com/tarena/dms/daodemo/v2/db.properties";
//获得当前类的路径，加载指定属性文件
properties.load(DBUtility.class.getClassLoader()
.getResourceAsStream(path));

2.1.4. 连接的关闭

在工具类中定义公共的关闭连接的方法，所有访问数据库的应用，共享此方法。当完成功能，关闭连接。

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protected static void closeConnection(Connection con) {
        if (con != null) {
            try {
                con.close();
            } catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
            }
        }
    }

protected static void closeConnection(Connection con) {
if (con != null) {
try {
con.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

2.2. 连接池技术

2.2.1. 为什么要使用连接池

数据库连接的建立及关闭资源消耗巨大。传统数据库访问方式：一次数据库访问对应一个物理连接,每次操作数据库都要打开、关闭该物理连接, 系统性能严重受损。

解决方案：数据库连接池（Connection Pool）。

系统初始运行时，主动建立足够的连接，组成一个池.每次应用程序请求数据库连接时，无需重新打开连接，而是从池中取出已有的连接，使用完后，不再关闭，而是归还。


图-3 连接池示意图

连接池中连接的释放与使用原则

应用启动时，创建初始化数目的连接
当申请时无连接可用或者达到指定的最小连接数，按增量参数值创建新的连接
为确保连接池中最小的连接数的策略：
动态检查：定时检查连接池，一旦发现数量小于最小连接数，则补充相应的新连接，保证连接池正常运转
静态检查：空闲连接不足时，系统才检测是否达到最小连接数
按需分配，用过归还，超时归还
连接池也只是JDBC中定义的接口，具体实现由厂商实完成。

2.2.2. 使用Apache DBCP连接池

DBCP(DataBase connection pool)：数据库连接池，是Apache的一个 Java 连接池开源项目，同时也是 Tomcat 使用的连接池组件。相当于是Apache开发的针对连接池接口的一个实现方案。

连接池是创建和管理连接的缓冲池技术，将连接准备好被任何需要它们的应用使用。


图-4连接池在数据访问中的应用

使用Apache DBCP需要两个jar包文件：

commons-dbcp-1.4.jar 连接池的实现
commons-pool-1.5.jar 连接池实现的依赖库
将上述两个文件在MyEclipse的Build Path选项中导入到项目。

2.2.3. 通过DataSource获取连接

先通过属性文件获取连接池参数，然后加载这些参数，获得连接：

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//创建数据源对象 private static BasicDataSourcedataSource = new BasicDataSource(); //加载参数 dataSource.setDriverClassName(driveClassName); dataSource.setUrl(url); dataSource.setUsername(username); dataSource.setPassword(password); //获得连接 Connection conn = dataSource.getConnection();

//创建数据源对象
private static BasicDataSourcedataSource = new BasicDataSource();
//加载参数
dataSource.setDriverClassName(driveClassName);
dataSource.setUrl(url);
dataSource.setUsername(username);
dataSource.setPassword(password);
//获得连接
Connection conn = dataSource.getConnection();

2.2.4. 连接池参数

常用参数有：

初始连接数
最大连接数
最小连接数
每次增加的连接数
超时时间
最大空闲连接
最小空闲连接
根据应用需要，设置合适的值。

2.3. 异常处理

2.3.1. SQLException简介

Java.sql.SQLException是在处理JDBC时常见的exception对象，用来表示JDBC操作过程中发生的具体错误;

一般的SQLException都是因为操作数据库时出错 , 比如Sql语句写错，或者数据库中的表或数据出错。

常见异常：

登录被拒绝
可能原因：程序里取键值对信息时的大小写和属性文件中不匹配
列名无效
可能原因：查找的表和查找的列不匹配
无效字符
可能原因：SQL语句语法有错 , 比如语句结尾时不能有分号
无法转换为内部表示
可能原因：结果集取数据时注意数据类型。
表或者视图不存在
检查SQL中的表名是否正确
不能将空值插入
检查执行insert操作时，是否表有NOT NULL约束，而没有给出数据
缺少表达式
检查SQL语句的语法
SQL 命令未正确结束
检查SQL语句的语法
无效数字：
企图将字符串类型的值填入数字型而造成，检查SQL语句
其他可能出现的异常

文件找不到
可能原因：db.properties文件路径不正确
注意: 新增数据后务必要commit, 否则Java程序运行查询后找不到数据。

2.3.2. 处理SQLException

SQLException属于Checked Exception，必须使用try…catch或throws明确处理。

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public static synchronized Connection getConnection() throws SQLException { //语句，省略 }

public static synchronized Connection getConnection() throws SQLException {
//语句，省略
}

或者：

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try {
    //语句，省略    
} catch (SQLException e) {
    e.printStackTrace();//追踪处理
//throw new RuntimeException(e);//或者抛出
}

try {
//语句，省略
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();//追踪处理
//throw new RuntimeException(e);//或者抛出
}