手撕JDBC笔记(含源码),进阶框架必备

Posted stormzhuo

tags:

篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了手撕JDBC笔记(含源码),进阶框架必备相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

文章目录

JDBC是java访问数据库的基石,JDO、Hibernate、MyBatis等都封装了JDBC。如果只单纯使用持久层框架,可以不用学习JDBC,但从程序员发展前景来看则必须要掌握的,框架会一直迭代更新,但原理是不变的,掌握JDBC,才能以不变应完变,这样才能走的长久

一、JDBC概述

JDBC:sun公司提供一套用于不局限某种特定的数据库操作的接口,不同的数据库厂商,需要针对这套接口,提供不同实现(实现类)。不同的实现的集合,即为不同数据库的驱动。所以java程序员只需要面向这套接口编程即可(即面向接口编程,java代码中不应该出现第三方代码)。

例如,在标准类库中定义了java.sql,javax.sql用来访问数据库的标准Java类库,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。而不同的数据库厂商,需要根据这一标准实现自己的数据库操作方式(驱动)

JDBC的目的是方便操作不同的数据库,进行数据的持久化

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,例如磁盘文件,XML文件,数据库

在没有JDBC时,由于不同的数据库的操作方式不同,这样每当切换数据库时,原有的Java代码就需要修改,可移植性很差,如下


有了JDBC,Java程序访问数据库时是这样的:

  • 创建标准类库中的Driver接口的实现类(某个数据库厂商提供的驱动)对象,赋给接口对象,实现上转型
  • 调用Driver接口的connect方法获取连接,由于多态和动态绑定,实际调用的是实现类的方法(某个数据库厂商驱动重写的connect方法)


JDBC程序编写步骤

补充:ODBC(Open Database Connectivity,开放式数据库连接),是微软在Windows平台下推出的。使用者在程序中只需要调用ODBC API,由 ODBC 驱动程序将调用转换成为对特定的数据库的调用请求。

二、获取数据库连接

2.1 Driver接口及实现类

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。

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

java连接数据库需现在加载数据库驱动Driver(标准类库中的Driver接口的实现类),因此需要导入相关数据库的驱动jar包,这里已mysql为例,驱动下载地址


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。


2.1.2 加载JDBC驱动(Driver实现类)

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”);

2.2 数据库五种连接方式(迭代)

连接方式一

// 方式一:
@Test
public void testConnection1() throws SQLException 
    //1.创建java.sql.Driver接口实现类的对象,并赋给接口对象driver,实现上转型
    Driver 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", "12345");
    //4.调用driver的connect(),获取连接
    Connection connect = driver.connect(url, info);
    System.out.println(connect);

方式一中显式出现了第三方数据库的API,数据库相关数据硬编码在代码中,耦合性大,每当切换数据库驱动或修改数据时,就需要修改源代码

连接方式二

// 方式二:对方式一的迭代:在如下的程序中不出现第三方的api,使得程序具有更好的可移植性
@Test
public void testConnection2() throws Exception 
    // 1.使用反射,加载Driver实现类对象:
    Class<?> aClass = Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
    // 2.创建驱动(实现类)对象
    Driver driver = (Driver) aClass.newInstance();
    String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
    String user= "root";
    String password = "12345";
    Properties info = new Properties();
    info.setProperty("user", user);
    info.setProperty("password", password);
    Connection connect = driver.connect(url, info);
    System.out.println(connect);

相较于方式一,这里仅仅使用反射实例化Driver,不在代码中体现第三方数据库的API。

连接方式三

// 方式三:使用DriverManager替换Driver
@Test
public void testConnection3() throws Exception 
    String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
    String user = "root";
    String password = "12345";
    Class<?> aClass = Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
    Driver driver = (Driver) aClass.newInstance();
    // 注册驱动
    DriverManager.registerDriver(driver);
    Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
    System.out.println(connection);

相较于方式二,这里不需要直接去访问实现了 Driver 接口的类(即通过Driver获取连接),而是在驱动程序管理器类(java.sql.DriverManager)中注册驱动Driver,然后去调用这些Driver实现(即通过DriverManager获取数据库连接)。

连接方式四

// 方式四:可以只是加载驱动,不用显示的注册驱动。
@Test
public void testConnection4() throws Exception 
    String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
    String user = "root";
    String password = "12345";
    Class<?> aClass = Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
    Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
    System.out.println(connection);

不必显式的创建Driver对象和注册驱动了。因为在Driver的源码中已经存在静态代码块(静态代码快回随着类的加载而加载),实现了Driver对象的创建以及对驱动的注册。

连接方式五(最终版)

上面四种方式,都是把数据库相关信息硬编码在代码中,这样每当需要修改数据库信息,就需要修改代码。

例如在打包项目部署时,如果修改的源码,就需要重新打包项目,项目大的情况下,是很费时的

下面采用的方式五,是把代码和数据的分离,使用配置文件的方式保存数据,在代码中加载配置文件,好处如下

  • 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
  • 如果修改了配置信息,省去重新编译的过程(即重新打包)。

在工程的src目录下创建配置文件:【jdbc.properties】

user=root
password=abc123
url=jdbc:mysql://localhost:3306/test
driverClass=com.mysql.jdbc.Driver
//方式五(final版):将数据库连接需要的4个基本信息声明在配置文件中,通过读取配置文件的方式,获取连接
/*
* 此种方式的好处?
* 1.实现了数据与代码的分离。实现了解耦
* 2.如果需要修改配置文件信息,可以避免程序重新打包。
*/
@Test
public void testConnection5() throws Exception 
    //1.加载配置文件
    InputStream is = ConnectionTest.class.getClassLoader().getResourceAsStream("jdbc.properties");
    Properties properties = new Properties();
    properties.load(is);
    //2.读取配置信息
    String classDriver = properties.getProperty("driverClass");
    String url = properties.getProperty("url");
    String user = properties.getProperty("user");
    String password = properties.getProperty("password");
    //3.加载驱动
    Class.forName(classDriver);
    //4.获取连接
    Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
    System.out.println(connection);

相较于其他方式,方式五是通过系统类加载器的getResourceAsStream方法获取类路径下配置文件的输入流来加载配置文件信息的

2.3 URL

JDBC URL 用于标识一个被注册的驱动程序,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。

  • 主协议:JDBC URL中的主协议总是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/zhuo(连接到指定得数据库zhuo)
  • 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(连接数据库时指定用户和密码)

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:zhuo

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=zhuo

三、PreparedStatement vs Statement

3.1 使用Statement操作数据表的弊端及缺点

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

使用Statement操作数据表的弊端:

  • 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,例如在用户登录的sql检索语句中,可以利用拼串来绕过用户登录检查

用户的登录检索语句
使用拼串绕过检查

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
    public static void main(String[] args) 
        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();
        String sql = "SELECT user,password FROM user_table WHERE USER = '1' or ' AND PASSWORD = '='1' or '1' = '1'";
        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 static <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;
    

Statement语句中,由于Statement是充当信使的,不能预编译,即每当有一条Statement语句,它便会送到数据库中执行,也就是说用户可以利用拼串来注入sql过滤条件来绕过检查。

使用Statement操作数据表的缺点:

不能操作Blog型数据

Statement操作数据库中,Statement填充数据只能通过拼串,而BLOB类型的数据无法使用字符串拼接写的(blog数据需要填充IO流)

批量操作性能差

Statement语句中,Statement是不能预编译的,即使是相同操作,但由于数据内容不一样,整个语句本身还是不能匹配,因此没有缓存语句的意义,批量操作性能差

事实上没有任何数据库会对普通语句编译后的执行代码缓存(即Statement送到数据库的sql语句)。这样每执行一次Statement语句(sql)都要对传入的语句编译一次。

3.2 PreparedStatement相比Statement的优点

PreparedStatement

  • 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

PreparedStatement 可以防止 SQL 注入

PreparedStatement语句是预编译语句,那为什么可以防止SQL注入呢?

因为PreparedStatement不再通过拼串的方式注入数据,而是通过占位符的方式来填充数据,这样当sql被预编译后,其sql语句就可以被确定下来,不管后面如何填充数据,最终的数据都会被认为是数据,而不是关键字(sql过滤条件等)

PreparedStatement可以实现更高效的批量操作

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。

而批量操作执行的预编译语句是相同的,只是填充的数据不同,因此会被缓存下来,这样就可以实现更高效的批量操作

PreparedStatement可以操作Blog型数据

PreparedStatement是通过占位符来填充数据的,因此可以给单独的blog字段通过io流的方式写入数据

四、使用PreparedStatement实现CRUD操作

4.1 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。

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(有sql注入风险,已被PrepatedStatement替代)。
  • 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

4.2 使用PreparedStatement实现增、删、改操作(迭代)

由于增删改操作基本是一样的,所有下面采用insert语句来演示增删改查的迭代

版本一

@Test
 public void testInsert()  
     Connection connection = null;
     PreparedStatement preparedStatement = null;
     try 
         // 获取系统类加载器,调用系统类加载得器得getResourceAsStream方式加载类路径的文件获取输入流
         InputStream is = ClassLoader.getSystemClassLoader().getResourceAsStream("jdbc.properties");
         // 获取配置文件信息
         Properties properties = new Properties();
         properties.load(is);
         String driverClass = properties.getProperty("driverClass");
         String url = properties.getProperty("url");
         String user = properties.getProperty("user");
         String password = properties.getProperty("password");
         // 加载驱动
         Class.forName(driverClass);
         // 调用驱动管理器获取数据库连接
         connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
         String sql = "insert into customers(name,email,birth) value(?,?,?)";
         // 预编译sql
         preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
         // 填充占位符
         preparedStatement.setString(1, "迪丽热巴");
         preparedStatement.setString(2, "stormzhuo@163.com");
         SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
         Date date = simpleDateFormat.parse("1998-07-07");
         preparedStatement.setDate(3, new java.sql.Date(date.getTime()));
         // 执行sql语句
         preparedStatement以上是关于手撕JDBC笔记(含源码),进阶框架必备的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

手撕JDBC笔记(含源码),进阶框架必备

手撕JDBC笔记,进阶框架必备

手撕排序算法 - iOS进阶必备

猿创征文|前端进阶必备——WebSockt实现聊天室(附源码)

猿创征文|前端进阶必备——WebSockt实现聊天室(附源码)

猿创征文|前端进阶必备——WebSockt实现聊天室(附源码)