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全球播报:JDBC

2023-01-02 10:02:21 来源：博客园

1. JDBC概述

在开发中我们使用的是java语言，那么势必要通过java语言操作数据库中的数据

(资料图)

1.1 JDBC概念

JDBC 就是使用Java语言操作关系型数据库的一套API全称：( Java DataBase Connectivity ) Java 数据库连接

我们开发的同一套Java代码是无法操作不同的关系型数据库，因为每一个关系型数据库的底层实现细节都不一样。如果这样，问题就很大了，在公司中可以在开发阶段使用的是MySQL数据库，而上线时公司最终选用oracle数据库，我们就需要对代码进行大批量修改，这显然并不是我们想看到的。我们要做到的是同一套Java代码操作不同的关系型数据库，而此时sun公司就指定了一套标准接口（JDBC），JDBC中定义了所有操作关系型数据库的规则。众所周知接口是无法直接使用的，我们需要使用接口的实现类，而这套实现类（称之为：驱动）就由各自的数据库厂商给出。

1.2 JDBC本质

官方（sun公司）定义的一套操作所有关系型数据库的规则，即接口
各个数据库厂商去实现这套接口，提供数据库驱动jar包
我们可以使用这套接口（JDBC）编程，真正执行的代码是驱动jar包中的实现类

1.3 JDBC好处

各数据库厂商使用相同的接口，Java代码不需要针对不同数据库分别开发
可随时替换底层数据库，访问数据库的Java代码基本不变

以后编写操作数据库的代码只需要面向JDBC（接口），操作哪儿个关系型数据库就需要导入该数据库的驱动包，如需要操作MySQL数据库，就需要再项目中导入MySQL数据库的驱动包。如下图就是MySQL驱动包

2. JDBC快速入门

先来看看通过Java操作数据库的流程

第一步：编写Java代码
第二步：Java代码将SQL发送到MySQL服务端
第三步：MySQL服务端接收到SQL语句并执行该SQL语句
第四步：将SQL语句执行的结果返回给Java代码

2.1 编写代码步骤

创建工程，导入驱动jar包
注册驱动

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

获取连接

Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);

Java代码需要发送SQL给MySQL服务端，就需要先建立连接

定义SQL语句

String sql =  “update…” ;

获取执行SQL对象

执行SQL语句需要SQL执行对象，而这个执行对象就是Statement对象

Statement stmt = conn.createStatement();

执行SQL

stmt.executeUpdate(sql);

处理返回结果
释放资源

2.2 具体操作

创建新的空的项目

定义项目的名称，并指定位置

对项目进行设置，JDK版本、编译版本

创建模块，指定模块的名称及位置

导入驱动包

将mysql的驱动包放在模块下的lib目录（随意命名）下，并将该jar包添加为库文件

在添加为库文件的时候，有如下三个选项

Global Library ： 全局有效
Project Library : 项目有效
Module Library ： 模块有效

在src下创建类

编写代码如下

/** * JDBC快速入门 */public class JDBCDemo {    public static void main(String[] args) throws Exception {        //1. 注册驱动        //Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");        //2. 获取连接        String url = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/db1";        String username = "root";        String password = "1234";        Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);        //3. 定义sql        String sql = "update account set money = 2000 where id = 1";        //4. 获取执行sql的对象 Statement        Statement stmt = conn.createStatement();        //5. 执行sql        int count = stmt.executeUpdate(sql);//受影响的行数        //6. 处理结果        System.out.println(count);        //7. 释放资源        stmt.close();        conn.close();    }}

3. JDBC API详解

3.1 DriverManager

DriverManager（驱动管理类）作用：

注册驱动

registerDriver方法是用于注册驱动的，但是我们之前做的入门案例并不是这样写的。而是如下实现

我们查询MySQL提供的Driver类，看它是如何实现的，源码如下：

在该类中的静态代码块中已经执行了 DriverManager对象的 registerDriver()方法进行驱动的注册了，那么我们只需要加载 Driver类，该静态代码块就会执行。而 Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");就可以加载 Driver类。
提示：
- MySQL 5之后的驱动包，可以省略注册驱动的步骤
- 自动加载jar包中META-INF/services/java.sql.Driver文件中的驱动类
获取数据库连接

参数说明：

url： 连接路径
语法：jdbc:mysql://ip地址(域名):端口号/数据库名称?参数键值对1&参数键值对2…
示例：jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/db1
细节：
- 如果连接的是本机mysql服务器，并且mysql服务默认端口是3306，则url可以简写为：jdbc:mysql:///数据库名称?参数键值对
- 配置 useSSL=false 参数，禁用安全连接方式，解决警告提示
user ：用户名
poassword ：密码

3.2 Connection

Connection（数据库连接对象）作用：

获取执行 SQL 的对象
管理事务

3.2.1 获取执行对象

普通执行SQL对象
```
Statement createStatement()
```
入门案例中就是通过该方法获取的执行对象。
预编译SQL的执行SQL对象：防止SQL注入
```
PreparedStatement  prepareStatement(sql)
```
通过这种方式获取的 PreparedStatementSQL语句执行对象是我们一会重点要进行讲解的，它可以防止SQL注入。
执行存储过程的对象
```
CallableStatement prepareCall(sql)
```
通过这种方式获取的 CallableStatement执行对象是用来执行存储过程的，而存储过程在MySQL中不常用，所以这个我们将不进行讲解。

3.2.2 事务管理

先回顾一下MySQL事务管理的操作：

开启事务： BEGIN; 或者 START TRANSACTION;
提交事务： COMMIT;
回滚事务： ROLLBACK;

MySQL默认是自动提交事务

接下来学习JDBC事务管理的方法。

Connection几口中定义了3个对应的方法：

开启事务

参与autoCommit 表示是否自动提交事务，true表示自动提交事务，false表示手动提交事务。而开启事务需要将该参数设为为false。

提交事务

回滚事务

具体代码实现如下：

package com.google.jdbc;import java.sql.Connection;import java.sql.DriverManager;import java.sql.SQLException;import java.sql.Statement;/** * JDBC快速入门 */@SuppressWarnings("all")public class JDBCDemo_Connection {    public static void main(String[] args) throws Exception {        //1. 注册驱动//        Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");        //2. 获取连接 , 如果连接的是本机的Mysql 并且端口是默认的 3306 可以简化书写        String url = "jdbc:mysql:///student?useSSL=false";        String username = "root";        String password = "200133";        Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);        //3. 定义sql        String sql1 = "update account set money = 3000 where id = 1";        String sql2 = "update account set money = 3000 where id = 2";        //4. 获取执行sql的对象 Statement        Statement stmt = conn.createStatement();        try {            // 开启事务            conn.setAutoCommit(false);            //5. 执行sql            int count1 = stmt.executeUpdate(sql1);//受影响的行数            //6. 处理结果            System.out.println(count1);            //5. 执行sql            int count2 = stmt.executeUpdate(sql2);//受影响的行数            //6. 处理结果            System.out.println(count2);            // 提交事务            conn.commit();        } catch (Exception throwables) {            // 回滚事务            conn.rollback();            throwables.printStackTrace();        }        //7. 释放资源        stmt.close();        conn.close();    }}

3.3 Statement

3.3.1 概述

Statement对象的作用就是用来执行SQL语句。而针对不同类型的SQL语句使用的方法也不一样。

执行DDL、DML语句

执行DQL语句

3.3.2 代码实现

执行DML语句

@Test    public void testDML() throws Exception {        //1. 注册驱动        //Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");        //2. 获取连接：如果连接的是本机mysql并且端口是默认的 3306 可以简化书写        String url = "jdbc:mysql:///student?useSSL=false";        String username = "root";        String password = "200133";        Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);        //3. 定义sql        String sql = "update account set money = 2000 where id = 1";        //4. 获取执行sql的对象 Statement        Statement stmt = conn.createStatement();        //5. 执行sql        int count = stmt.executeUpdate(sql);//执行完DML语句，受影响的行数        //6. 处理结果        //System.out.println(count);        if(count > 0){            System.out.println("修改成功~");        }else{            System.out.println("修改失败~");        }        //7. 释放资源        stmt.close();        conn.close();    }

执行DDL语句

@Test    public void testDDL() throws Exception {        //1. 注册驱动        //Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");        //2. 获取连接：如果连接的是本机mysql并且端口是默认的 3306 可以简化书写        String url = "jdbc:mysql:///student?useSSL=false";        String username = "root";        String password = "200133";        Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);        //3. 定义sql        String sql = "create database if not exists db2";        //4. 获取执行sql的对象 Statement        Statement stmt = conn.createStatement();        //5. 执行sql        int count = stmt.executeUpdate(sql);//执行完DML语句，受影响的行数        //6. 处理结果        //System.out.println(count);        if(count > 0){            System.out.println("修改成功~");        }else{            System.out.println("修改失败~");        }        //7. 释放资源        stmt.close();        conn.close();    }

结果如下

注意：
以后开发很少使用java代码操作DDL语句

3.4 ResultSet

3.4.1 概述

ResultSet（结果集对象）作用：

封装了SQL查询语句的结果。

而执行了DQL语句后就会返回该对象，对应执行DQL语句的方法如下：

ResultSet  executeQuery(sql)：执行DQL 语句，返回 ResultSet 对象

那么我们就需要从 ResultSet对象中获取我们想要的数据。ResultSet对象提供了操作查询结果数据的方法，如下：

boolean next()
将光标从当前位置向前移动一行
判断当前行是否为有效行
方法返回值说明：
true ：有效航，当前行有数据
false ：无效行，当前行没有数据

xxx getXxx(参数)：获取数据
xxx : 数据类型；如： int getInt(参数) ；String getString(参数)
参数
int类型的参数：列的编号，从1开始
String类型的参数：列的名称

如下图为执行SQL语句后的结果

一开始光标指定于第一行前，如图所示红色箭头指向于表头行。当我们调用了 next()方法后，光标就下移到第一行数据，并且方法返回true，此时就可以通过 getInt("id")获取当前行id字段的值，也可以通过 getString("name")获取当前行name字段的值。如果想获取下一行的数据，继续调用 next()方法，以此类推。

3.4.2 代码实现

@Test    public void testResultSet() throws Exception {        // 注册驱动        Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");        // 获取连接        String url = "jdbc:mysql:///student";        String username = "root";        String password = "200133";        Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);        // 定义sql        String sql = "select * from account";        // 获取statement对象        Statement statement = connection.createStatement();        // 执行sql        ResultSet resultSet = statement.executeQuery(sql);        // 处理结果 ， 遍历resultSet中所有的数据        while (resultSet.next()) {            // 获取数据            int id = resultSet.getInt(1);            String name = resultSet.getString(2);            int money = resultSet.getInt(3);            System.out.println(id);            System.out.println(name);            System.out.println(money);        }        // 释放资源        connection.close();        statement.close();    }

3.5 案例

需求：查询account账户表数据，封装为Account对象中，并且存储到ArrayList集合中

代码实现

/**  * 查询account账户表数据，封装为Account对象中，并且存储到ArrayList集合中  * 1. 定义实体类Account  * 2. 查询数据，封装到Account对象中  * 3. 将Account对象存入ArrayList集合中  */@Testpublic void testResultSet2() throws  Exception {    //1. 注册驱动    //Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");    //2. 获取连接：如果连接的是本机mysql并且端口是默认的 3306 可以简化书写    String url = "jdbc:mysql:///db1?useSSL=false";    String username = "root";    String password = "1234";    Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);    //3. 定义sql    String sql = "select * from account";    //4. 获取statement对象    Statement stmt = conn.createStatement();    //5. 执行sql    ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);    // 创建集合    List list = new ArrayList<>();       // 6.1 光标向下移动一行，并且判断当前行是否有数据    while (rs.next()){        Account account = new Account();        //6.2 获取数据  getXxx()        int id = rs.getInt("id");        String name = rs.getString("name");        double money = rs.getDouble("money");        //赋值        account.setId(id);        account.setName(name);        account.setMoney(money);        // 存入集合        list.add(account);    }    System.out.println(list);    //7. 释放资源    rs.close();    stmt.close();    conn.close();}

3.6 PreparedStatement

PreparedStatement作用：
预编译SQL语句并执行：预防SQL注入问题

对上面的作用中SQL注入问题大家肯定不理解。那我们先对SQL注入进行说明.

3.6.1 SQL注入

SQL注入是通过操作输入来修改事先定义好的SQL语句，用以达到执行代码对服务器进行攻击的方法。

在今天资料下的 day03-JDBC\资料\2. sql注入演示中修改 application.properties文件中的用户名和密码，文件内容如下：

spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driverspring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8spring.datasource.username=rootspring.datasource.password=1234

在MySQL中创建名为 test的数据库

create database test;

在命令提示符中运行今天资料下的 day03-JDBC\资料\2. sql注入演示\sql.jar这个jar包。

这就是SQL注入漏洞，也是很危险的。当然现在市面上的系统都不会存在这种问题了，所以大家也不要尝试用这种方式去试其他的系统。

那么该如何解决呢？这里就可以将SQL执行对象 Statement换成 PreparedStatement对象。

3.6.2 代码模拟SQL注入问题

@Testpublic void testLogin() throws  Exception {    //2. 获取连接：如果连接的是本机mysql并且端口是默认的 3306 可以简化书写    String url = "jdbc:mysql:///db1?useSSL=false";    String username = "root";    String password = "1234";    Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);    // 接收用户输入 用户名和密码    String name = "sjdljfld";    String pwd = "" or "1" = "1";    String sql = "select * from tb_user where username = ""+name+"" and password = ""+pwd+""";    // 获取stmt对象    Statement stmt = conn.createStatement();    // 执行sql    ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);    // 判断登录是否成功    if(rs.next()){        System.out.println("登录成功~");    }else{        System.out.println("登录失败~");    }    //7. 释放资源    rs.close();    stmt.close();    conn.close();}

上面代码是将用户名和密码拼接到sql语句中，拼接后的sql语句如下

select * from tb_user where username = "sjdljfld" and password = ""or "1" = "1"

从上面语句可以看出条件 username = "sjdljfld" and password = ""不管是否满足，而 or后面的 "1" = "1"是始终满足的，最终条件是成立的，就可以正常的进行登陆了。

接下来我们来学习PreparedStatement对象.

3.6.3 PreparedStatement概述

eparedStatement作用：
预编译SQL语句并执行：预防SQL注入问题

获取 PreparedStatement 对象

// SQL语句中的参数值，使用？占位符替代String sql = "select * from user where username = ? and password = ?";// 通过Connection对象获取，并传入对应的sql语句PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql);

设置参数值
上面的sql语句中参数使用 ? 进行占位，在之前之前肯定要设置这些 ? 的值。
PreparedStatement对象：setXxx(参数1，参数2)：给 ? 赋值
- Xxx：数据类型；如 setInt (参数1，参数2)
- 参数：
  - 参数1：？的位置编号，从1 开始
  - 参数2：？的值
执行SQL语句
executeUpdate(); 执行DDL语句和DML语句
executeQuery(); 执行DQL语句
注意：
- 调用这两个方法时不需要传递SQL语句，因为获取SQL语句执行对象时已经对SQL语句进行预编译了。

3.6.4 使用PreparedStatement改进

@Testpublic void testPreparedStatement() throws  Exception {    //2. 获取连接：如果连接的是本机mysql并且端口是默认的 3306 可以简化书写    String url = "jdbc:mysql:///db1?useSSL=false";    String username = "root";    String password = "1234";    Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);    // 接收用户输入 用户名和密码    String name = "zhangsan";    String pwd = "" or "1" = "1";    // 定义sql    String sql = "select * from tb_user where username = ? and password = ?";    // 获取pstmt对象    PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql);    // 设置？的值    pstmt.setString(1,name);    pstmt.setString(2,pwd);    // 执行sql    ResultSet rs = pstmt.executeQuery();    // 判断登录是否成功    if(rs.next()){        System.out.println("登录成功~");    }else{        System.out.println("登录失败~");    }    //7. 释放资源    rs.close();    pstmt.close();    conn.close();}

执行上面语句就可以发现不会出现SQL注入漏洞问题了。那么PreparedStatement又是如何解决的呢？它是将特殊字符进行了转义，转义的SQL如下：

select * from tb_user where username = "sjdljfld" and password = "\"or \"1\" = \"1"

3.6.5 PreparedStatement原理

PreparedStatement 好处：
预编译SQL，性能更高
防止SQL注入：将敏感字符进行转义

Java代码操作数据库流程如图所示：

将sql语句发送到MySQL服务器端
MySQL服务端会对sql语句进行如下操作
- 检查SQL语句
  检查SQL语句的语法是否正确。
- 编译SQL语句。将SQL语句编译成可执行的函数。
  检查SQL和编译SQL花费的时间比执行SQL的时间还要长。如果我们只是重新设置参数，那么检查SQL语句和编译SQL语句将不需要重复执行。这样就提高了性能。
- 执行SQL语句

接下来我们通过查询日志来看一下原理。

开启预编译功能
在代码中编写url时需要加上以下参数。而我们之前根本就没有开启预编译功能，只是解决了SQL注入漏洞。
```
useServerPrepStmts=true
```

配置MySQL执行日志（重启mysql服务后生效）

在mysql配置文件（my.ini）中添加如下配置

log-output=FILEgeneral-log=1general_log_file="D:\mysql.log"slow-query-log=1slow_query_log_file="D:\mysql_slow.log"long_query_time=2

java测试代码如下：

/**   * PreparedStatement原理   * @throws Exception   */@Testpublic void testPreparedStatement2() throws  Exception {    //2. 获取连接：如果连接的是本机mysql并且端口是默认的 3306 可以简化书写    // useServerPrepStmts=true 参数开启预编译功能    String url = "jdbc:mysql:///db1?useSSL=false&useServerPrepStmts=true";    String username = "root";    String password = "1234";    Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);    // 接收用户输入 用户名和密码    String name = "zhangsan";    String pwd = "" or "1" = "1";    // 定义sql    String sql = "select * from tb_user where username = ? and password = ?";    // 获取pstmt对象    PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql);    Thread.sleep(10000);    // 设置？的值    pstmt.setString(1,name);    pstmt.setString(2,pwd);    ResultSet rs = null;    // 执行sql    rs = pstmt.executeQuery();    // 设置？的值    pstmt.setString(1,"aaa");    pstmt.setString(2,"bbb");    // 执行sql    rs = pstmt.executeQuery();    // 判断登录是否成功    if(rs.next()){        System.out.println("登录成功~");    }else{        System.out.println("登录失败~");    }    //7. 释放资源    rs.close();    pstmt.close();    conn.close();}

执行SQL语句，查看 D:\mysql.log日志如下:

4. 数据库连接池

4.1 数据库连接池简介

数据库连接池是个容器，负责分配、管理数据库连接(Connection)
它允许应用程序重复使用一个现有的数据库连接，而不是再重新建立一个；
释放空闲时间超过最大空闲时间的数据库连接来避免因为没有释放数据库连接而引起的数据库连接遗漏
好处
资源重用
提升系统响应速度
避免数据库连接遗漏

之前我们代码中使用连接是没有使用都创建一个Connection对象，使用完毕就会将其销毁。这样重复创建销毁的过程是特别耗费计算机的性能的及消耗时间的。

而数据库使用了数据库连接池后，就能达到Connection对象的复用，如下图

连接池是在一开始就创建好了一些连接（Connection）对象存储起来。用户需要连接数据库时，不需要自己创建连接，而只需要从连接池中获取一个连接进行使用，使用完毕后再将连接对象归还给连接池；这样就可以起到资源重用，也节省了频繁创建连接销毁连接所花费的时间，从而提升了系统响应的速度。

4.2 数据库连接池实现

标准接口：DataSource
官方(SUN) 提供的数据库连接池标准接口，由第三方组织实现此接口。该接口提供了获取连接的功能：
```
Connection getConnection()
```
那么以后就不需要通过 DriverManager对象获取 Connection对象，而是通过连接池（DataSource）获取 Connection对象。
常见的数据库连接池
- DBCP
- C3P0
- Druid
我们现在使用更多的是Druid，它的性能比其他两个会好一些。
Druid（德鲁伊）
- Druid连接池是阿里巴巴开源的数据库连接池项目
- 功能强大，性能优秀，是Java语言最好的数据库连接池之一

4.3 Driud使用

导入jar包 druid-1.1.12.jar
定义配置文件
加载配置文件
获取数据库连接池对象
获取连接

现在通过代码实现，首先需要先将druid的jar包放到项目下的lib下并添加为库文件

项目结构如下：

编写配置文件如下：

driverClassName=com.mysql.jdbc.Driverurl=jdbc:mysql:///db1?useSSL=false&useServerPrepStmts=trueusername=rootpassword=1234# 初始化连接数量initialSize=5# 最大连接数maxActive=10# 最大等待时间maxWait=3000

使用druid的代码如下：

/** * Druid数据库连接池演示 */public class DruidDemo {    public static void main(String[] args) throws Exception {        //1.导入jar包        //2.定义配置文件        //3. 加载配置文件        Properties prop = new Properties();        prop.load(new FileInputStream("jdbc-demo/src/druid.properties"));        //4. 获取连接池对象        DataSource dataSource = DruidDataSourceFactory.createDataSource(prop);        //5. 获取数据库连接 Connection        Connection connection = dataSource.getConnection();        System.out.println(connection); //获取到了连接后就可以继续做其他操作了        //System.out.println(System.getProperty("user.dir"));    }}

关键词：释放资源数据库连接提交事务