JDBC相关知识分解逐步介绍

1. JDBC驱动程序

1.1 什么是JDBC驱动程序

JDBC驱动程序是实现Java程序与数据库进行通信的桥梁。不同的数据库需要不同的JDBC驱动程序。例如，MySQL数据库需要mysql-connector-java，Oracle数据库需要ojdbc驱动程序。

1.2 加载JDBC驱动程序

在JDBC 4.0及更高版本中，驱动程序会自动注册，无需手动加载。不过，为了向后兼容，仍可以手动加载驱动程序：

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

2. 连接数据库

2.1 创建数据库连接

通过DriverManager.getConnection方法创建数据库连接：

//jdbc:表示Java数据库连接
//mysql:表示连接的数据库类型为mysql
//localhost:表示数据库服务器地址，在本地机器上运行通常使用这个地址；如果数据库在远程服务器上，需要使用远程服务器的ip地址或域名代替
//dbname:数据库名称
//?:用于开始添加查询参数
//&:每个参数用&分隔开
//useUnicode=true:表示JDBC驱动程序在与数据库通信时使用Unicode字符集，确保支持多语言字符集的正确编码和解码
//characterEncoding=UTF-8:指定JDBC驱动程序使用UTF-8进行编码和解码
//serverTimezone:指定数据库服务器的时区
//UTC:协调世界时，是一种时间标准，不受地理位置影响，用于全球同步时间，被全球一致采用
String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/dbname?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=UTC";
String username = "username";
String password = "password";
Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);

3. 执行SQL语句

3.1 Statement对象

在JDBC（Java Database Connectivity）中，Statement 对象用于执行静态SQL语句，并返回它们生成的结果。它是java.sql包中的一个接口，具体实现由JDBC驱动提供。Statement对象是执行SQL查询和更新操作的主要手段之一。

3.1.1创建 Statement 对象

你可以通过一个已经建立的数据库连接对象 (Connection) 创建一个 Statement 对象：

Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);
Statement stmt = conn.createStatement();
3.1.2使用 Statement 对象

Statement 对象主要有三种方法来执行SQL语句：

①. 执行查询（executeQuery）：

  • 用于执行SELECT语句。
  • 返回一个ResultSet对象，包含查询结果。
  • 例如：
    String sql = "SELECT id, name FROM users";
ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);
while (rs.next()) {int id = rs.getInt("id");String name = rs.getString("name");System.out.println("ID: " + id + ", Name: " + name);
}

②. 执行更新（executeUpdate）：

  • 用于执行INSERT、UPDATE、DELETE、CREATE TABLE等语句。
  • 返回一个int值，表示受影响的行数。
  • 例如：
    String sql = "UPDATE users SET name='John' WHERE id=1";
int rowsAffected = stmt.executeUpdate(sql);
System.out.println("Rows affected: " + rowsAffected);

③. 执行任意SQL语句（execute）：

  • 用于执行任何SQL语句，返回一个布尔值。
  • 如果第一个结果是ResultSet，则返回true；如果是更新计数或没有结果，则返回false。
  • 例如：
    String sql = "DELETE FROM users WHERE id=1";
boolean hasResultSet = stmt.execute(sql);
if (hasResultSet) {ResultSet rs = stmt.getResultSet();// Process the result set
} else {int updateCount = stmt.getUpdateCount();System.out.println("Rows affected: " + updateCount);
}
3.2 PreparedStatement对象

PreparedStatement对象用于执行预编译的SQL语句，适用于需要多次执行相同SQL语句的场景。其优势包括预编译、防止SQL注入和性能提升。

3.2.1 创建PreparedStatement

使用Connection对象的prepareStatement方法来创建PreparedStatement对象：

Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/dbname", "username", "password");
String sql = "INSERT INTO users (name, email) VALUES (?, ?)";
PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql);
3.2.2 设置参数

使用PreparedStatement对象的setXXX方法来设置参数，这些方法包括setInt、setString、setDate等。参数索引从1开始：

pstmt.setString(1, "John Doe");
pstmt.setString(2, "john.doe@example.com");
3.2.3 执行SQL语句

PreparedStatement支持执行多种SQL语句，包括executeQuery、executeUpdate、execute等：

  • executeQuery：用于执行SELECT查询，返回ResultSet对象。
  • executeUpdate：用于执行INSERT、UPDATE或DELETE语句，返回受影响的行数。
  • execute：用于执行任何SQL语句，返回一个布尔值，表示是否有ResultSet对象。

示例：

int rowsAffected = pstmt.executeUpdate();
3.2.4 处理ResultSet

如果执行的是查询操作，可以使用ResultSet来处理结果：

ResultSet rs = pstmt.executeQuery();
while (rs.next()) {String name = rs.getString("name");String email = rs.getString("email");// 处理结果
}
3.2.5 关闭资源

使用完毕后，应关闭PreparedStatement和其他数据库资源，以释放数据库连接和其他资源：

rs.close();
pstmt.close();
conn.close();

4. 批处理

4.1 addBatch方法

addBatch方法用于将一条SQL语句添加到批处理中。调用addBatch时，PreparedStatement当前设置的参数会被保存，并作为一条独立的SQL语句添加到批处理中。

4.2 executeBatch方法

executeBatch方法用于执行批处理中所有的SQL语句。该方法返回一个int数组，每个元素表示相应SQL语句执行所影响的行数。

4.3 示例代码

以下是一个完整的示例代码，演示如何使用addBatch和executeBatch进行批处理操作：

import java.sql.*;public class BatchProcessingExample {public static void main(String[] args) {String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/dbname";String username = "username";String password = "password";Connection conn = null;PreparedStatement pstmt = null;try {conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);// 插入操作String sql = "INSERT INTO users (name, email) VALUES (?, ?)";pstmt = conn.prepareStatement(sql);// 设置第一条记录pstmt.setString(1, "John Doe");pstmt.setString(2, "john.doe@example.com");pstmt.addBatch();// 设置第二条记录pstmt.setString(1, "Jane Doe");pstmt.setString(2, "jane.doe@example.com");pstmt.addBatch();// 设置第三条记录pstmt.setString(1, "Sam Smith");pstmt.setString(2, "sam.smith@example.com");pstmt.addBatch();// 执行批处理int[] result = pstmt.executeBatch();System.out.println("Batch executed successfully.");// 输出结果for (int i = 0; i < result.length; i++) {System.out.println("Statement " + (i + 1) + ": " + result[i] + " row(s) affected.");}} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();} finally {try {if (pstmt != null) pstmt.close();if (conn != null) conn.close();} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();}}}
}

5. 处理结果集

5.1 ResultSet对象

ResultSet对象用于存储从数据库查询返回的结果。常用方法包括next、getString、getInt等：

while (rs.next()) {int id = rs.getInt("id");String name = rs.getString("name");
}
5.2 ResultSet类型和并发性

创建Statement或PreparedStatement时，可以指定ResultSet的类型和并发性：

  • 类型：

    • ResultSet.TYPE_FORWARD_ONLY（默认）：结果集只能向前移动。
    • ResultSet.TYPE_SCROLL_INSENSITIVE：结果集可向前和向后移动，不受数据库更改的影响。
    • ResultSet.TYPE_SCROLL_SENSITIVE：结果集可向前和向后移动，会反映数据库更改。

  • 并发性：

    • ResultSet.CONCUR_READ_ONLY（默认）：结果集不可更新。
    • ResultSet.CONCUR_UPDATABLE：结果集可更新。

示例：

Statement stmt = conn.createStatement(ResultSet.TYPE_SCROLL_INSENSITIVE, ResultSet.CONCUR_UPDATABLE);
ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROM users");

6. 事务管理

6.1 自动提交

默认情况下，JDBC连接是自动提交的，即每条SQL语句在执行后都会自动提交。可以通过setAutoCommit方法关闭自动提交：

conn.setAutoCommit(false);
6.2 手动提交和回滚

在关闭自动提交后，可以使用commit和rollback方法手动提交或回滚事务：

try {// 执行SQL语句conn.commit();
} catch (SQLException e) {conn.rollback();
}

7. 数据库元数据

7.1 DatabaseMetaData对象

DatabaseMetaData对象提供关于数据库的元数据，如数据库版本、支持的功能等：

DatabaseMetaData metaData = conn.getMetaData();
System.out.println("Database Product Name: " + metaData.getDatabaseProductName());
7.2 ResultSetMetaData对象

ResultSetMetaData对象提供关于结果集的元数据，如列数、列名等：

ResultSetMetaData rsMetaData = rs.getMetaData();
int columnCount = rsMetaData.getColumnCount();
for (int i = 1; i <= columnCount; i++) {System.out.println("Column " + i + ": " + rsMetaData.getColumnName(i));
}

8. 异常处理

在JDBC中，所有与数据库操作相关的异常都是SQLException的子类。捕获并处理这些异常是良好的编程实践：

try {// 数据库操作
} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();
} finally {// 关闭资源
}

9. 关闭资源

关闭数据库资源（如ResultSet、Statement和Connection）以释放资源，是良好的编程实践：

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

10. 数据源和连接池

在实际应用中，直接使用DriverManager获取连接的方式不适用于高并发场景。此时，可以使用数据源（DataSource）和连接池来管理数据库连接。常用的连接池实现有HikariCP、Apache DBCP和C3P0等。

10.1 配置数据源

以HikariCP为例：

HikariConfig config = new HikariConfig();
config.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/dbname");
config.setUsername("username");
config.setPassword("password");
HikariDataSource ds = new HikariDataSource(config);try (Connection conn = ds.getConnection()) {// 使用连接进行数据库操作
}

11. 小、总结

通过理解和掌握上述常用JDBC知识点，可以编写更加高效、健壮和安全的数据库访问代码。这些知识点涵盖了从基本的数据库连接与操作，到高级的事务管理与批处理，甚至包括性能优化的连接池配置。熟练运用这些知识点，将显著提升Java数据库编程的能力。

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