JDBC-Java与数据库之间的桥梁

news/2024/11/8 19:44:22/

1、JDBC

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中的数据操作技术

在Java中，数据库存取数据的技术可分为如下几类：

  • JDBC直接访问数据库
  • 第三方O/RM框架，如Hibernate，Mybatis，Spring Data JPA等

JDBC是Java访问数据库的基石，Hibernate、MyBatis、Spring Data JPA等只是更好的封装了JDBC

1.3、JDBC介绍

  • 全称：(Java DataBase Connectivity）Java数据库连接

  • JDBC就是使用Java语言操作关系型数据库的一套API

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
  • 面向接口编程，真正执行的代码是驱动jar包中的实现类

同一套Java代码，操作不同的关系型数据库

在这里插入图片描述

JDBC的好处

  • 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

1.4、JDBC程序编写步骤

  • 导入数据库驱动包mysql-connector-java-8.0.28.jar
  • 加载驱动
  • 获取连接
  • 定义SQL
  • 执行SQL语句
  • 处理返回结果
  • 释放资源
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SQLException {// 1.注册驱动Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");// 2.获取数据库连接对象String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/front_db?useSSL=true&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&serverTimezone=Asia/Shanghai";String username = "root";String password = "root";Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);// 3.定义sqlString sql = "insert front_db.users values (1005,'小黑','1314',19,1)";// 4.获取执行sql的对象  StatementStatement stmt = conn.createStatement();// 5.执行sqlint affectRow = stmt.executeUpdate(sql);// 6.处理结果System.out.println("affectRow = " + affectRow);// 7.释放资源if (stmt != null) {stmt.close();}if (conn != null) {conn.close();}
}

连接四要素

  • 加载与注册JDBC驱动
  • URL
  • 用户名
  • 密码

编写jdbc.properties配置文件

# 驱动包路径
driver=com.mysql.cj.jdbc.Driver
# 协议://主机地址:端口号/数据库名?参数1&参数2&参数3&参数n
url=jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=true&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&serverTimezone=Asia/Shanghai
# 用户名
username=root
# 密码
password=root

获取连接

使用配置文件的方式保存配置信息，在代码中加载配置文件

public static void main(String[] args) throws Exception {// 获取连接Connection conn = getConnection();// 获取执行SQL对象Statement stmt = conn.createStatement();// 定义SQLString sql = "select id, username, password, age, status from  front_db.users";// 执行SQLResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);List<User> userList = new ArrayList<>();// 处理结果while (rs.next()) {int id = rs.getInt("id");String username = rs.getString("username");String password = rs.getString("password");int age = rs.getInt("age");int status = rs.getInt("status");userList.add(new User(id, username, password, age, status));}System.out.println(userList);if (rs != null) rs.close();if (stmt != null) stmt.close();if (conn != null) conn.close();
}public static Connection getConnection() throws Exception {// 1.读取配置文件中4个连接数据库的基本信息InputStream is = ClassLoader.getSystemClassLoader().getResourceAsStream("jdbc.properties");Properties prop = new Properties();prop.load(is);String driver = prop.getProperty("driver");String url = prop.getProperty("url");String username = prop.getProperty("username");String password = prop.getProperty("password");System.out.println(driver + "\n" + url + "\n" + username + "\n" + password);// 2.加载驱动Class.forName(driver);// 3.获取连接return DriverManager.getConnection(url, username, password);
}

使用配置文件的好处：

①实现了代码和数据的分离，如果需要修改配置信息，直接在配置文件中修改，无需深入代码

②如果修改了配置信息，省去重新编译的过程

1.5、JDBC API作用

  • DriverManager（驱动管理类）：注册驱动，获取数据库连接
  • Connection（数据库连接对象）
    • 获取执行 SQL 的对象
      • 普通执行SQL对象：createStatement()
      • 预编译SQL的执行SQL对象：prepareStatement(sql)
      • 执行存储过程的对象：prepareCall(sql)
    • 管理事务
      • 开启事务：setAutoCommit(boolean autoCommit)；true为自动提交事务，false为手动提交事务（即开启事务）
      • 提交事务：commit()
      • 回滚事务：rollback()
  • Statement：用来执行SQL语句
    • 执行DDL、DML语句：excuteUpdate
    • 执行DQL语句：executeQuery
  • ResultSet（结果集对象）：封装了SQL查询语句的结果
    • next()：将光标从当前位置向后移动一行，判断当前行是否有数据
    • getXxx(参数)：获取数据
  • PreparedStatement：预编译SQL语句并执行（性能更好），预防SQL注入问题（将敏感字符进行转义）

1.6、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

使用Statement操作数据库表存在弊端：

  • 问题一：存在拼串操作，较为繁琐
  • 问题二：存在SQL注入问题
public static void main(String[] args) throws Exception {Scanner input = new Scanner(System.in);Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/front_db?useSSL=true&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&serverTimezone=Asia/Shanghai";String username = "root";String password = "root";Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);System.out.print("请输入用户名：");String uName = input.nextLine();System.out.print("请输入密码：");String uPwd = input.nextLine();     // ' or '1' = '1String sql = "select * from front_db.users where username = '" + uName + "' and password = '" + uPwd + "'";Statement stmt = conn.createStatement();ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);if (rs.next()) {System.out.println("登录成功");} else {System.out.println("登录失败");}if (rs != null) rs.close();if (stmt != null) stmt.close();if (conn != null) conn.close();
}

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

public static void main(String[] args) throws Exception {Scanner input = new Scanner(System.in);// MySQL5之后的驱动包，可以省略注册驱动的步骤// Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");// useServerPrepStmts=true 参数开启预编译功能String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/front_db?useSSL=true&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&serverTimezone=Asia/Shanghai&useServerPrepStmts=true";String username = "root";String password = "root";Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);// 预编译SQLString sql = "select * from front_db.users where username = ? and password = ?";PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql);System.out.print("请输入用户名：");String uName = input.nextLine();System.out.print("请输入密码：");String uPwd = input.nextLine();		// ' or '1' = '1// 填充占位符ps.setString(1, uName);ps.setString(2, uPwd);ResultSet rs = ps.executeQuery();if (rs.next()) {System.out.println("登录成功");} else {System.out.println("登录失败");}if (rs != null) rs.close();if (ps != null) ps.close();if (conn != null) conn.close();
}

使用PreparedStatement实现CRUD操作

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语句中参数的值

Query

public static void main(String[] args) throws Exception {Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/front_db?useSSL=true&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&serverTimezone=Asia/Shanghai";String username = "root";String password = "root";Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);String sql = "select * from front_db.users";PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql);ResultSet rs = ps.executeQuery();List<User> userList = new ArrayList<>();while (rs.next()) {int id = rs.getInt("id");String uName = rs.getString("username");String uPwd = rs.getString("password");int age = rs.getInt("age");int status = rs.getInt("status");User user = new User(id, uName, uPwd, age, status);userList.add(user);}System.out.println(userList);if (rs != null) rs.close();if (ps != null) ps.close();if (conn != null) conn.close();
}

Insert、Update、Delete 只需修改对应的SQL语句，以及填充对应占位符

public static void main(String[] args) throws Exception {Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/front_db?useSSL=true&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&serverTimezone=Asia/Shanghai";String username = "root";String password = "root";Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);// 预编译SQLString sql = "update front_db.users set username = ? ,password = ?,age = ?,status = ? where id = ?";PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql);// 填充占位符ps.setString(1, "小萌");ps.setString(2, "meng@.");ps.setInt(3, 18);ps.setInt(4, 1);ps.setInt(5, 1001);int affectRow = ps.executeUpdate();if (affectRow == 0) System.out.println("修改失败");if (ps != null) ps.close();if (conn != null) conn.close();
}

1.7、使用IDEA连接数据库

连接成功后，选择数据库

双击数据库，查看相应的表

修改表中数据

打开编写代码控制台

连接失败，检查原因

1.8、数据库连接池

数据库连接—>执行完毕—>释放

连接、释放十分浪费系统资源

  • 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
  • 超过最大空闲时间的数据库连接会自动归还到连接池中，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

池化技术：准备一些预先的资源，过来就连接预先准备好的

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
  • 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

  • C3P0
  • DBCP
  • Druid

C3P0

C3P0是一个开源组织提供的一个数据库连接池，**速度相对较慢，稳定性还可以。**hibernate官方推荐使用

需要用到的jar包：c3p0-0.9.5.5.jar

  1. 编写c3p0-config.xml文件

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<c3p0-config><named-config name="helloC3P0"><!--提供获取连接的四个基本信息--><property name="driverClass">com.mysql.cj.jdbc.Driver</property><!--注：在xml中 & 符号 需要使用 &amp;特殊转义--><property name="jdbcUrl">jdbc:mysql://localhost:3306/front_db?useSSL=true&amp;useUnicode=true&amp;characterEncoding=utf-8&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai</property><property name="user">root</property><property name="password">root</property><!--进行数据库连接池管理的基本信息--><!--当数据库连接池中的连接数不够时，c3p0一次性向数据库服务器申请的连接数--><property name="acquireIncrement">5</property><!--c3p0数据库连接池中初始化时的连接数--><property name="initialPoolSize">10</property><!--c3p0数据库连接池维护的最少连接数--><property name="minPoolSize">10</property><!--c3p0数据连接池维护的最多连接数--><property name="maxPoolSize">100</property><!--c3p0数据连接池最多维护的Statement的个数--><property name="maxStatements">50</property><!--每个连接中可以最多使用的Statement的个数--><property name="maxStatementsPerConnection">2</property></named-config>
</c3p0-config>

  2. 获取连接

    @Test
public void testC3p0Connection() throws SQLException {ComboPooledDataSource cpds = new ComboPooledDataSource("helloC3P0");Connection conn = cpds.getConnection();System.out.println(conn);
}

DBCP

DBCP是Apache软件基金组织下的开源连接池实现，tomcat 服务器自带dbcp数据库连接池。速度相对c3p0较快，但因自身存在BUG，Hibernate3已不再提供支持

需要用到的jar包

  • commons-dbcp-1.4.jar：连接池的实现
  • commons-pool-1.6.jar：连接池实现的依赖库

  1. 编写dbcp.properties配置文件

    # 连接四要素
driverClassName=com.mysql.cj.jdbc.Driver
url=jdbc:mysql://localhost:3306/front_db?useSSL=true&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&serverTimezone=Asia/Shanghai
username=root
password=root# 其他设置
initialSize=10
maxActive=20
# ...

  2. 获取连接

    @Test
public void testDBCPConnection() throws Exception {Properties pros = new Properties();InputStream is = ClassLoader.getSystemClassLoader().getResourceAsStream("dbcp.properties");pros.load(is);DataSource ds = BasicDataSourceFactory.createDataSource(pros);Connection conn = ds.getConnection();System.out.println(conn);
}

Druid（德鲁伊）

Druid是阿里巴巴开源平台上一个数据库连接池实现，它结合了C3P0、DBCP、Proxool等DB池的优点，同时加入了日志监控，可以很好的监控DB池连接和SQL的执行情况，可以说是针对监控而生的DB连接池，且功能强大，性能优秀，是Java语言最好的数据库连接池之一

需要用到的jar包：druid-1.2.8.jar

  1. 编写druid.properties配置文件

    # 连接四要素
driverClassName=com.mysql.cj.jdbc.Driver
url=jdbc:mysql://localhost:3306/front_db?useSSL=true&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&serverTimezone=Asia/Shanghai
username=root
password=root# 其他设置
# 初始化连接数量
initialSize=10
# 最大连接数
maxActive=15
# 最大等待时长
maxWait=3000

  2. 获取连接

    @Test
public void testDruidConnection() throws Exception {Properties prop = new Properties();InputStream is = ClassLoader.getSystemClassLoader().getResourceAsStream("druid.properties");prop.load(is);DataSource ds = DruidDataSourceFactory.createDataSource(prop);Connection conn = ds.getConnection();System.out.println(conn);
}

结论：无论使用什么数据源，本质还是一样的，DataSource接口不会变，方法就不会变！

1.9、DAO模式

为什么进行JDBC封装?

业务代码和数据访问代码耦合

  • 可读性差
  • 不利于后期修改和维护
  • 不利于代码复用

什么是DAO？

非常流行的数据访问模式——DAO模式

  • Data Access Object（数据访问对象）
  • 位于业务逻辑层和持久化数据层之间
  • 实现对持久化数据的访问

DAO模式的组成部分

  1. 实体类
  2. DAO接口
  3. DAO实现类
  4. 数据库连接和关闭工具类

DAO的优势

  • 隔离业务逻辑代码和数据访问代码
  • 隔离不同数据库的实现

为解决业务代码和数据访问代码的紧耦合，给修改和维护代码带来的不便，推荐使用DAO模式封装JDBC

// DAO：Data Access Object(数据访问对象)
public abstract class BaseDao<T> {private Class<T> clazz;{// 获取当前BaseDao的子类继承父类中的泛型Type genericSuperclass = this.getClass().getGenericSuperclass();ParameterizedType paramType = (ParameterizedType) genericSuperclass;Type[] typeArguments = paramType.getActualTypeArguments();      // 获取父类的泛型参数clazz = (Class<T>) typeArguments[0];   // 泛型的第一个参数}/*** 获取连接*/public Connection getConnection() {DataSource dataSource = null;try {// 1.读取配置文件中连接数据库的基本信息InputStream is = ClassLoader.getSystemClassLoader().getResourceAsStream("druid.properties");Properties prop = new Properties();prop.load(is);// 获取数据库连接池dataSource = DruidDataSourceFactory.createDataSource(prop);return dataSource.getConnection();} catch (Exception e) {throw new RuntimeException(e);}}/*** 关闭资源 查询*/public void closeResource(Connection conn, PreparedStatement ps, ResultSet rs) {try {if (rs != null) rs.close();if (ps != null) ps.close();if (conn != null) conn.close();} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();}}/*** 关闭资源  增、删、改** @param conn 连接对象* @param ps   执行SQL语句对象*/public void closeResource(Connection conn, PreparedStatement ps) {try {if (ps != null) ps.close();if (conn != null) conn.close();} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();}}/*** 通用增、删、改  version 2.0(考虑到事务)** @param sql* @param args* @return*/public int modifyTbTx(Connection conn, String sql, Object... args) {PreparedStatement ps = null;try {// 1.预编译sql 返回prepareStatement对象ps = conn.prepareStatement(sql);// 2.填充占位符for (int i = 0; i < args.length; i++) {// 从1开始ps.setObject(i + 1, args[i]);}// 3.执行操作return ps.executeUpdate();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {// 4.关闭资源closeResource(null, ps);}return 0;}/*** 通用的查询操作，返回数据表的一条记录 version 2.0(考虑到事务)** @param conn 连接对象* @param sql  sql语句* @param args 执行sql所需的填充参数* @return 单条记录*/public T getDataOneWithTx(Connection conn, String sql, Object... args) {PreparedStatement ps = null;ResultSet rs = null;try {// 预编译sqlps = conn.prepareStatement(sql);// 填充占位符for (int i = 0; i < args.length; i++) {ps.setObject(i + 1, args[i]);}// 执行操作rs = ps.executeQuery();// 获取结果集元数据ResultSetMetaData rsmd = rs.getMetaData();// 获取列数int columnCount = rsmd.getColumnCount();if (rs.next()) {T t = clazz.newInstance();for (int i = 0; i < columnCount; i++) {// 获取每一个列的列值：通过ResultSetObject columnValue = rs.getObject(i + 1);// 获取每一个列的列名：通过ResultSetMetaData// getColumnLabel:获取列的别名 推荐使用String columnLabel = rsmd.getColumnLabel(i + 1);// 通过反射，将对象的指定columnLabel属性名的属性赋值为指定值columnValueField field = clazz.getDeclaredField(columnLabel);field.setAccessible(true);field.set(t, columnValue);}return t;}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {closeResource(null, ps, rs);}return null;}/*** 通用查询方法 返回多条记录的查询操作  version 2.0(考虑到事务)** @param sql  sql语句* @param args 执行sql所需的填充参数* @return 多条记录*/public List<T> getDataListWithTx(Connection conn, String sql, Object... args) {PreparedStatement ps = null;ResultSet rs = null;try {ps = conn.prepareStatement(sql);for (int i = 0; i < args.length; i++) {ps.setObject(i + 1, args[i]);}rs = ps.executeQuery();ResultSetMetaData rsmd = rs.getMetaData();int columnCount = rsmd.getColumnCount();// 创建集合对象ArrayList<T> list = new ArrayList<>();while (rs.next()) {T t = clazz.newInstance();for (int i = 0; i < columnCount; i++) {Object columnValue = rs.getObject(i + 1);String columnLabel = rsmd.getColumnLabel(i + 1);// 通过反射，将对象的指定columnLabel属性名的属性赋值为指定值columnValueField field = clazz.getDeclaredField(columnLabel);field.setAccessible(true);field.set(t, columnValue);}list.add(t);}return list;} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {closeResource(null, ps, rs);}return null;}/*** 用于查询特殊值的通用方法** @param conn 连接对象* @param sql  sql语句* @param args 执行sql所需的填充参数*/public <E> E getValue(Connection conn, String sql, Object... args) {PreparedStatement ps = null;ResultSet rs = null;try {ps = conn.prepareStatement(sql);for (int i = 0; i < args.length; i++) {ps.setObject(i + 1, args[i]);}rs = ps.executeQuery();if (rs.next()) {return (E) rs.getObject(1);}} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();} finally {closeResource(null, ps, rs);}return null;}
}

http://www.ppmy.cn/news/87516.html

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