JDBC(一)

获取数据库连接

要素一：Driver接口实现类

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

maven配置

<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    <version>8.0.21</version>
</dependency>

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：

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/atguigu
    • jdbc:mysql://localhost:3306/atguigu?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/atguigu?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:atguigu

  • 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=atguigu

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

数据库连接方式举例

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();
       }
   }

说明：上述代码中显式出现了第三方数据库的API

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();
       }
   }

说明：相较于方式一，这里使用反射实例化Driver，不在代码中体现第三方数据库的API。体现了面向接口编程思想。

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();
       }

   }

说明：使用DriverManager实现数据库的连接。体会获取连接必要的4个基本要素。

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();
       }

   }

说明：不必显式的注册驱动了。因为在DriverManager的源码中已经存在静态代码块，实现了驱动的注册。

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

说明：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

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，不需要深入代码
②如果修改了配置信息，省去重新编译的过程。

在使用配置文件之后需要添加资源过滤，否则maven项目中的资源文件不会编译到target 目录下

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>junit</groupId>
        <artifactId>junit</artifactId>
        <version>4.13</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>mysql</groupId>
        <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        <version>8.0.21</version>
    </dependency>
</dependencies>

PreparedStatement

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

Statement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：

SELECT user,password FROM user_table WHERE USER = '1' or ' AND PASSWORD = '='1' or '1' = '1';

用上述sql语句可以实现sql注入

SELECT user,password FROM user_table WHERE USER = '" + userName + "' AND PASSWORD = '"+ password +"'

使用PreparedStatement实现CRUD操作

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 Pretatement 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。

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

代码实现增、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);
	}
}

JDBC.Utils类

该类的作用是将数据库连接和关闭的操作整合

public class JDBCUtils {
    /**
     * 数数据库连接操作
     * @return 返回数据库连接
     * @throws Exception
     */
    public static Connection getConnection() throws Exception{

        InputStream stream = ConnectionTest.class.getClassLoader().getResourceAsStream("jdbc.properties");
        Properties info = new Properties();
        info.load(stream);

        String user = info.getProperty("user");
        String password = info.getProperty("password");
        String url = info.getProperty("url");
        String driveClass = info.getProperty("DriverClass");
        Class.forName(driveClass);

        Connection connection = DriverManager.getConnection(url,user, password);

        return connection;
    }


    /**
     * 关闭资源的操作
     * @param connection
     * @param ps
     */
    public static void closeResource(Connection connection, Statement ps){
        try{
            if(ps != null)
                ps.close();

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

ResultSet

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

  • …

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。

@Test
public void Query() throws Exception {
    String sql  = "select * from user where id = ?";
    testQuery1(sql, 1);
}
public static void testQuery1(String sql, Object ...args) throws Exception {
    Connection connection = JDBCUtils.getConnection();
    PreparedStatement ps = connection.prepareStatement(sql);
    for (int i = 0; i < args.length; i++) {
        ps.setObject(i+1,args[i]);
    }

    ResultSet resultSet = ps.executeQuery();
    ResultSetMetaData metaData = resultSet.getMetaData();
    int columnCount = metaData.getColumnCount();
    
    if(resultSet.next()){
        User user = new User();
        for (int i = 0; i < columnCount; i++) {
            Object value = resultSet.getObject(i + 1);
            String columnName = metaData.getColumnName(i + 1);
            Field declaredField = User.class.getDeclaredField(columnName);
            declaredField.setAccessible(true);
            declaredField.set(user,value);
        }
        System.out.println(user);
    }
}

@Test
public void Query() throws Exception {
    String sql  = "select * from user where id > ?";
    List<User> user = testQuery1(User.class, sql, 0);
    user.forEach(System.out::println);


}

public static <T> List<T> testQuery1(Class<T> tClass, String sql, Object ...args) throws Exception {
    Connection connection = JDBCUtils.getConnection();
    PreparedStatement ps = connection.prepareStatement(sql);
    for (int i = 0; i < args.length; i++) {
        ps.setObject(i+1,args[i]);
    }
    ResultSet resultSet = ps.executeQuery();
    ResultSetMetaData metaData = resultSet.getMetaData();
    int columnCount = metaData.getColumnCount();
    ArrayList<T> arrayList = new ArrayList<>();
    while(resultSet.next()){
        T t = tClass.newInstance();
        for (int i = 0; i < columnCount; i++) {
            Object value = resultSet.getObject(i + 1);
            String columnName = metaData.getColumnName(i + 1);
            Field declaredField = t.getClass().getDeclaredField(columnName);
            declaredField.setAccessible(true);
            declaredField.set(t,value);
        }
        arrayList.add(t);
    }
    return arrayList;
}

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。

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

  sql是需要结合列名和表的属性名来写。注意起别名。

• 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