一 JDBC概述

1 Java中的数据存储技术

• JDBC（Java Database Connectivity）直接访问数据库；
• JDO（Java Data Object）技术；
• 第三方工具，如Hibernate, Mybatis 等。

后两种本质上是更好地封装了JDBC。

2 什么是JDBC

独立于特定数据库管理系统、通用的SQL数据库存取和操作的公共接口（一组API），定义了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。JDBC为访问不同的数据库提供了一种统一的途径，为开发者屏蔽了一些细节问题。

3 JDBC程序的编写步骤

二 Java连接数据库的方式

• 一个数据库连接就是一个 socket 连接。socket = (IP : port)
• 这种方式实现了数据与代码的分离，实现了解耦；如果需要修改配置文件信息，可以避免程序重新打包。

	public void getConnection5() throws Exception{//1.读取配置文件中的4个基本信息InputStream is = ClassLoader.getSystemClassLoader().getResourceAsStream("jdbc.properties");Properties pros = new Properties();pros.load(is);String user = pros.getProperty("user");String password = pros.getProperty("password");String url = pros.getProperty("url");String driverClass = pros.getProperty("driverClass");//2.加载驱动，注释部分会自动运行Class clazz = Class.forName(driverClass);  //也可省略 Class clazz =//Driver driver = (Driver) clazz.newInstance();//DriverManager.registerDriver(driver);//3.获取连接Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);}

三 使用 PreparedStatement 实现 CRUD 操作

1 数据库的调用的三个接口

• Statement（已淘汰）：用于执行静态 SQL 语句并返回它所生成结果的对象；
• PreparedStatement：SQL 语句被预编译并存储在此对象中（所以，一个 PreparedStatement 的实例表示一条预编译过的 SQL 语句），可以使用此对象多次高效地执行该语句，是Statement的子接口；
• CallableStatement：用于执行 SQL 存储过程，是Statement的子接口。
  

2 增Create/删Delete/改Update 操作

根据有无返回值，将增删改归为一类方法，查归为一类方法。

	/* 定义时 */public void commonOps(String sql, Object... args) {Connection conn = null;PreparedStatement ps = null;try {// 1.连接数据库，获得conn，并根据sql预加载psconn = JDBCUtils.getMyConnection();  // 自己封装的方法，实现同二部分ps = conn.prepareStatement(sql);  // PreparedStatement的特性：预编译sql语句// 2.填充占位符for (int i = 0; i < args.length; i++) {ps.setObject(i + 1, args[i]);  // sql索引从1开始}// 3.执行ps.execute();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {// 4.关闭资源JDBCUtils.closeMyResources(conn, ps);}}/* 使用时 */public void deleteTest() {String sql = "delete from customers where name = ?";String delete_name = "张三";commonOps(sql, delete_name);}

3 查Retrieval操作

• ResultSet 的 next() ，执行两步操作：如果下一项不为空，返回 true，并将指针下移。（和 Iterator 的方法相比，相当于一起执行了 hasNext() 和 next()）
• ResultSetMetaData 用于获取查询结果 ResultSet 的元数据，在此获取的是表的 列数、列名。
• 和 getColumnName() 相比，getColumnLabel() 避免了表名和属性名不统一，方便反射操作。如果表列名和属性名不一致，则在输入sql语句时需要将查询的别名设置为属性名。
• ORM object relational mapping思想：表的一行代表一个实例，表的一列代表一个属性。

执行步骤：

1. 执行连接，获取预编译 sql 的对象 ps ；
2. 填充 sql 语句的占位符，执行得到rs；
3. 遍历 rs 的每一条记录，使用反射，为每条记录建立一个对象并填充对应属性值；
4. 返回结果。

    public <T> List<T> allMultiResultCommonSelect(Class<T> clazz, String sql, Object... args) {Connection conn = null;PreparedStatement ps = null;ResultSet rs = null;List<T> result = new ArrayList<>();  // 返回结果try {conn = JDBCUtils.getMyConnection();ps = conn.prepareStatement(sql);for (int i = 0; i < args.length; i++) {ps.setObject(i + 1, args[i]);}rs = ps.executeQuery();while (rs.next()) {// 获取元数据，以得到结果的列数ResultSetMetaData rsmd = rs.getMetaData();// 利用*反射*动态创建类T res = clazz.newInstance();int col = rsmd.getColumnCount();// 向customer中填入查询结果for (int i = 0; i < col; i++) {Object property_value = rs.getObject(i + 1);  // 获取当前属性的值String property_name = rsmd.getColumnLabel(i + 1);  // 和 getColumnName相比，getColumnLabel避免了表名和属性名不统一Field field = res.getClass().getDeclaredField(property_name);  // 使用反射更改属性值field.setAccessible(true);field.set(res, property_value);}result.add(res);}return result;} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {JDBCUtils.closeMyResources(conn, ps, rs);}return null;}

4 批量插入操作

使用了两个技巧：

1. 批处理 sql ：1.addBatch()、executeBatch()、clearBatch()。MySQL 服务器默认是关闭批处理的，将 rewriteBatchedStatements=true 写在配置文件的url后面以开启。
2. 关闭自动提交，在所有的 sql 执行完之后统一提交。

	public void testInsert3() {Connection conn = null;PreparedStatement ps = null;try {conn = JDBCUtils.getConnection();//设置不允许自动提交数据conn.setAutoCommit(false);String sql = "insert into goods(name)values(?)";ps = conn.prepareStatement(sql);for(int i = 1;i <= 1000000;i++){ps.setObject(1, "name_" + i);//1.将一条sql加入到batchps.addBatch();if(i % 500 == 0){//2.执行batchps.executeBatch();//3.清空batchps.clearBatch();}}//提交数据conn.commit();} catch (Exception e) {	e.printStackTrace();}finally{JDBCUtils.closeResource(conn, ps);}}

四 数据库事务

1 事务

• 事务是一组逻辑操作单元，使数据从一种状态变换到另一种状态。
• 事务的操作要么全部执行，要么全不执行。

2 事务的 ACID 性质

• 原子性（DBMS保证）：事务的操作要么全部执行，要么全不执行。
• 一致性（用户保证）：如果事务的程序正确，并且事务启动时数据库处于一致状态，则事务结束时数据库也要处于一致状态。
• 隔离性（DBMS保证）：一个事务的执行不受其它事务的影响。
• 持久性（DBMS保证）：事务一旦提交，事务对数据库的修改一定全部持久地写到数据库中。

3 三种导致数据自动提交的操作

• DDL(Data Definition Language) 操作一旦执行，都会自动提交。
• DML(Data Manipulation Language) 默认情况下，一旦执行，就会自动提交。可以通过 conn.setAutoCommit(false) 的方式取消DML操作的自动提交。若此时 Connection 没有被关闭，还可能被重复使用，则需要恢复其自动提交状态 setAutoCommit(true)。尤其是在使用数据库连接池技术时，执行close()方法前，建议恢复自动提交状态。
• 默认在关闭连接时自动提交。

4 MySQL 的四种隔离级别

• READ UNCOMMITTED 读未提交：可能发生脏读、不可重复读、幻读；
• READ COMMITTED 读提交：可能发生不可重复读、幻读；
• REPEATABLE READ 可重复读：可能发生幻读；
• SERIALIZABLE 串行化：不会发生以上情况，但效率极低。

幻读举例：例如第一个事务对一个表中的数据进行了修改，比如这种修改涉及到表中的全部数据行。同时，第二个事务也修改这个表中的数据，这种修改是向表中插入一行新数据。那么，就会发生操作第一个事务的用户发现表中还存在没有修改的数据行，就好象发生了幻觉一样。

5 根据 ACID 改进实现

• 执行前关闭 connection 的自动提交。
• 在哪个方法创建的资源，在哪个方法关闭。
• finally 块负责方法的关闭，事务的提交，以及恢复 connection 的自动提交。
• catch 块负责 rollback。

五 DAO(Data Access Object) 逻辑架构

• DAO 基类设置为泛型类，因为要供所有的表使用。
• DAO 接口非泛型类，因为一张表对应一个接口，查询的返回对象类型是确定的。

六 数据库连接池

1 作用

• 为数据库连接建立一个“缓冲池”。预先在缓冲池中放入一定数量的连接，当需要建立数据库连接时，只需从“缓冲池”中取出一个，使用完毕之后再放回去。当数据库访问结束后，程序还是像以前一样关闭数据库连接：conn.close(); 但没有关闭数据库的物理连接，仅仅把数据库连接释放，归还给数据库连接池。
• 数据库连接池负责分配、管理和释放数据库连接，允许应用程序重复使用一个现有的数据库连接，而不是重新建立一个。
• 数据库连接池在初始化时将创建一定数量的数据库连接放到连接池中。通过限制最小和最大的连接数，保证数据库对连接数的控制。
• 使用时，数据库连接池只需创建一个，其中的连接可以创建多个。创建数据库连接池可以用静态代码块进行初始化。

2 C3P0 数据库连接池

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，稳定性较好。

使用 ComboPooledDataSource 类代替之前使用的 DriverManager 进行连接的获取。

    public void xmlTest () throws Exception {ComboPooledDataSource cpds = new ComboPooledDataSource("my_config");Connection conn = cpds.getConnection();}

其中 c3p0-config.xml 的内容如下（文件名不能更改）

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<c3p0-config><named-config name="my_config"><!-- 提供获取连接的4个基本信息 --><property name="driverClass">com.mysql.cj.jdbc.Driver</property><property name="jdbcUrl">jdbc:mysql:///test</property><property name="user">root</property><property name="password">123</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数据库连接池维护的最多的连接数 --><property name="maxPoolSize">100</property><!-- c3p0数据库连接池最多维护的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>

3 DBCP 数据库连接池

• Tomcat 的连接池采用该连接池实现。
• 速度相对C3P0较快，但存在 bug，不够稳定。

	@Testpublic void propertiesTest() throws Exception {/* 加载配置文件 */Properties properties = new Properties();// 获取输入流的方法1// FileInputStream is = new FileInputStream(new File("src/dbcp.properties"));// 方法2InputStream is = ClassLoader.getSystemClassLoader().getResourceAsStream("dbcp.properties");properties.load(is);/* 创建连接池 */DataSource source = BasicDataSourceFactory.createDataSource(properties);/* 获取连接 */Connection conn = source.getConnection();}

4 Druid 数据库连接池（实用） *

    @Testpublic void getConnectionTest () throws Exception {/* 加载配置文件 */Properties properties = new Properties();InputStream is = ClassLoader.getSystemClassLoader().getResourceAsStream("druid.properties");properties.load(is);/* 创建连接池 */DataSource source = DruidDataSourceFactory.createDataSource(properties);/* 获取连接 */Connection conn = source.getConnection();}

七 Apache-DBUtils 实现 CRUD 操作 *

1 实现

public class ApacheUtilsTest {// 初始化数据库连接池private static DataSource source;static {InputStream is = ClassLoader.getSystemClassLoader().getResourceAsStream("druid.properties");Properties properties = new Properties();try {properties.load(is);ApacheUtilsTest.source = DruidDataSourceFactory.createDataSource(properties);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}// 增删改@Testpublic void insertTest() throws SQLException {QueryRunner queryRunner = new QueryRunner();Connection conn = ApacheUtilsTest.source.getConnection();String sql = "insert into customers (name, email, birth) values (?, ?, ?)";int count = queryRunner.update(conn, sql, "伍佰", "500@gmail.com", "1966-08-08");System.out.println(count);conn.close();}// 查记录@Testpublic void selectTest() throws SQLException {QueryRunner queryRunner = new QueryRunner();Connection conn = ApacheUtilsTest.source.getConnection();String sql = "select name, email from customers where id > ?";/* 查询一条记录 */// ResultSetHandler 接口的一个实现类，用于封装表的一条记录// BeanHandler<Customer> beanHandler = new BeanHandler<>(Customer.class);// Customer customer = queryRunner.query(conn, sql, beanHandler, 19);/* 查询多条记录 */// ResultSetHandler 接口的一个实现类，用于封装表的多条记录，返回结果相应地使用 List<Customer> 类型BeanListHandler<Customer> beanListHandler = new BeanListHandler<>(Customer.class);List<Customer> customers = queryRunner.query(conn, sql, beanListHandler, 18);/** 查询多条记录还有 MapListHandler，将一条记录作为一个 Map，key 是列名，value 是列的具体值* 返回值类型是 List<Map<String, Object>>** 同理查询一条记录的 MapHandler 的返回值类型是 Map<String, Object>** 所以：xxHandler 代表查询的返回值类型是 xx ??* */System.out.println(customers);conn.close();}// 查特殊值：使用 ScalarHandler@Testpublic void selectScalarTest() throws SQLException{QueryRunner queryRunner = new QueryRunner();Connection conn = ApacheUtilsTest.source.getConnection();String sql = "select count(*) from customers";ScalarHandler scalarHandler = new ScalarHandler();Long count = (Long) queryRunner.query(conn, sql, scalarHandler);System.out.println(count);}
}

2 自定义 Handler

• ResultSetHandler 是所有 Handler 实现的接口。
• 自定义 Handler，重写 ResultSetHandler 接口下的 handle() 方法即可。

class MyHandler implements ResultSetHandler<Customer> {@Overridepublic Customer handle(ResultSet resultSet) throws SQLException {// 返回一条查询结果if (resultSet.next()) {int id = resultSet.getInt("id");String name = resultSet.getString("name");String email = resultSet.getString("email");Date birth = resultSet.getDate("birth");return new Customer(id, name, email, birth);} else {return null;}}}

3 资源的关闭

import org.apache.commons.dbutils.DbUtils;DbUtils.closeQuietly(connection);
DbUtils.closeQuietly(preparedStatement);
DbUtils.closeQuietly(resultSet);