67、Java JDBC 数据库编程全解析

apple5

于 2025-08-04 14:59:25 发布

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分类专栏：探索《Java编程思想》的深度与广度文章标签： Java JDBC 数据库编程

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Java JDBC 数据库编程全解析

在 Java 编程中，使用 JDBC（Java Database Connectivity）进行数据库操作是一项重要的技能。下面将详细介绍如何让 JDBC 示例程序正常工作，以及一些相关的注意事项和更复杂的示例。

让示例程序正常工作

要让 JDBC 示例程序正常工作，需要完成以下几个步骤：
1. 找到 JDBC 驱动 ：程序中包含 Class.forName("sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver"); 语句，但在某些 JDK 1.1 安装中，可能找不到 JdbcOdbcDriver.class 文件。如果加载语句不起作用，可能是 Java 版本更改导致名称改变，需要重新查阅文档。可以通过注释掉加载语句之后到 catch 子句之前的代码来测试驱动加载是否正常，如果程序没有抛出异常，则说明驱动加载正常。
2. 配置数据库 ：以 32 位 Windows 系统为例，具体步骤如下：
- 打开控制面板，选择“32bit ODBC”图标。
- 在打开的选项卡对话框中，对于 JDBC - ODBC 桥，重要的是在“System DSN”中设置数据库，同时为了测试配置和创建查询，还需要在“File DSN”中设置数据库。
- 选择一个已有的数据库，例如将多年维护的“people”数据库导出为逗号分隔的 ASCII 文件（通常扩展名为 .csv ）。在“System DSN”部分选择“Add”，选择文本驱动来处理该文件，并取消勾选“use current directory”，指定导出数据文件的目录。
- 数据库通常表示为单个目录下的一组文件，每个文件通常包含一个表。只包含单个表的数据库称为平面文件数据库，而需要多个表通过连接来产生所需结果的数据库称为关系数据库。
3. 测试配置 ：可以通过运行 JDBC 程序示例，直到 Connection c = DriverManager.getConnection(dbUrl, user, password); 语句。如果抛出异常，则说明配置不正确。也可以使用查询生成工具，如 Microsoft Query（随 Microsoft Office 提供）。该工具需要知道数据库的位置，需要在 ODBC 管理员的“File DSN”选项卡中添加新条目，指定文本驱动和数据库所在目录。
4. 生成 SQL 查询 ：使用查询工具（如 Microsoft Query）创建查询。以搜索姓氏为“Eckel”且有电子邮件地址的记录为例，步骤如下：
- 启动新查询并使用查询向导，选择“people”数据库。
- 选择“people”表，选择 FIRST 、 LAST 和 EMAIL 列。
- 在“Filter Data”中，选择 LAST 并选择“equals”，参数为“Eckel”，点击“AND”单选按钮。
- 选择 EMAIL 并选择“Is not Null”。
- 在“Sort By”中选择 FIRST 。
- 点击 SQL 按钮，将自动生成正确的 SQL 代码：

SELECT people.FIRST, people.LAST, people.EMAIL
FROM people.csv people
WHERE (people.LAST='Eckel') AND  
(people.EMAIL Is Not Null)
ORDER BY people.FIRST

修改并粘贴查询 ：由于查询工具使用了全限定名称，对于只涉及一个表的查询，可以选择移除大部分名称的“people”限定符：

SELECT FIRST, LAST, EMAIL
FROM people.csv people
WHERE (LAST='Eckel') AND  
(EMAIL Is Not Null)
ORDER BY FIRST

为了使程序能够根据命令行参数搜索不同的姓氏，将 SQL 语句改为动态创建的字符串：

"SELECT FIRST, LAST, EMAIL " +
"FROM people.csv people " +
"WHERE " +
"(LAST='" + args[0] + "') " +
" AND (EMAIL Is Not Null) " +
"ORDER BY FIRST";

GUI 版本的查找程序

为了更方便地使用查找程序，可以创建一个 GUI 版本。以下是示例代码：

//: c15:jdbc:VLookup.java
// GUI version of Lookup.java.
// <applet code=VLookup
// width=500 height=200></applet>
import javax.swing.*;  
import java.awt.*; 
import java.awt.event.*; 
import javax.swing.event.*; 
import java.sql.*; 
import com.bruceeckel.swing.*; 

public class VLookup extends JApplet { 
    String dbUrl = "jdbc:odbc:people"; 
    String user = ""; 
    String password = ""; 
    Statement s; 
    JTextField searchFor = new JTextField(20); 
    JLabel completion =  
        new JLabel("                        "); 
    JTextArea results = new JTextArea(40, 20); 
    public void init() { 
        searchFor.getDocument().addDocumentListener( 
            new SearchL()); 
        JPanel p = new JPanel(); 
        p.add(new Label("Last name to search for:")); 
        p.add(searchFor); 
        p.add(completion); 
        Container cp = getContentPane(); 
        cp.add(p, BorderLayout.NORTH); 
        cp.add(results, BorderLayout.CENTER); 
        try { 
            // Load the driver (registers itself) 
            Class.forName( 
                "sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver"); 
            Connection c = DriverManager.getConnection( 
                dbUrl, user, password); 
            s = c.createStatement(); 
        } catch(Exception e) { 
            results.setText(e.toString()); 
        } 
    } 
    class SearchL implements DocumentListener { 
        public void changedUpdate(DocumentEvent e){} 
        public void insertUpdate(DocumentEvent e){ 
            textValueChanged(); 
        } 
        public void removeUpdate(DocumentEvent e){ 
            textValueChanged(); 
        } 
    } 

    public void textValueChanged() { 
        ResultSet r; 
        if(searchFor.getText().length() == 0) { 
            completion.setText(""); 
            results.setText(""); 
            return; 
        } 
        try { 
            // Name completion: 
            r = s.executeQuery( 
                "SELECT LAST FROM people.csv people " + 
                "WHERE (LAST Like '" + 
                searchFor.getText()  +  
                "%') ORDER BY LAST"); 
            if(r.next())  
                completion.setText( 
                    r.getString("last")); 
            r = s.executeQuery( 
                "SELECT FIRST, LAST, EMAIL " + 
                "FROM people.csv people " + 
                "WHERE (LAST='" +  
                completion.getText() + 
                "') AND (EMAIL Is Not Null) " + 
                "ORDER BY FIRST"); 
        } catch(Exception e) { 
            results.setText( 
                searchFor.getText() + "\n"); 
            results.append(e.toString()); 
            return;  
        } 
        results.setText(""); 
        try { 
            while(r.next()) { 
                results.append( 
                    r.getString("Last") + ", "  
                    + r.getString("fIRST") +  
                    ": " + r.getString("EMAIL") + "\n"); 
            } 
        } catch(Exception e) { 
            results.setText(e.toString()); 
        } 
    } 
    public static void main(String[] args) { 
        Console.run(new VLookup(), 500, 200); 
    } 
} ///:~

这个程序添加了名称补全功能，当在文本框中输入姓氏时，会自动查找以该输入开头的姓氏，并显示第一个匹配的姓氏。然后根据该姓氏进行查询并显示结果。

为什么 JDBC API 看起来如此复杂

浏览 JDBC 的在线文档时，可能会觉得它很复杂。特别是 DatabaseMetaData 接口，包含了很多方法，如 dataDefinitionCausesTransactionCommit() 、 getMaxColumnNameLength() 等。这是因为数据库从一开始就处于不断变化的状态，虽然有 SQL 标准，但存在很多变体。JDBC 提供了庞大的 DatabaseMetaData 接口，以便代码能够发现当前连接的特定“标准”SQL 数据库的功能。可以编写简单、可移植的 SQL，但如果要优化速度，就需要深入研究特定数据库的功能，代码量会大幅增加。

更复杂的示例：社区兴趣数据库（CID）

一个更复杂的示例是社区兴趣数据库（Community Interests Database，CID），它是一个位于服务器上的多表数据库，用于提供社区活动的存储库，并允许人们报名参加这些活动。以下是相关的代码和说明：
1. 数据库连接信息 ：将数据库驱动、URL、用户名和密码放在一个单独的类中：

//: c15:jdbc:CIDConnect.java
// Database connection information for 
// the community interests database (CID). 

public class CIDConnect { 
    // All the information specific to CloudScape: 
    public static String dbDriver =  
        "COM.cloudscape.core.JDBCDriver"; 
    public static String dbURL = 
        "jdbc:cloudscape:d:/docs/_work/JSapienDB"; 
    public static String user = ""; 
    public static String password = ""; 
} ///:~

数据库表结构 ：数据库由多个表组成，包含社区成员信息、活动信息、活动地点信息以及成员与活动的关联信息。以下是创建这些表的 SQL 字符串：

//: c15:jdbc:CIDSQL.java
// SQL strings to create the tables for the CID. 

public class CIDSQL { 
    public static String[] sql = { 
        // Create the MEMBERS table: 
        "drop table MEMBERS", 
        "create table MEMBERS " + 
        "(MEM_ID INTEGER primary key, " + 
        "MEM_UNAME VARCHAR(12) not null unique, "+ 
        "MEM_LNAME VARCHAR(40), " + 
        "MEM_FNAME VARCHAR(20), " + 
        "ADDRESS VARCHAR(40), " + 
        "CITY VARCHAR(20), " + 
        "STATE CHAR(4), " + 
        "ZIP CHAR(5), " + 
        "PHONE CHAR(12), " + 
        "EMAIL VARCHAR(30))", 
        "create unique index " + 
        "LNAME_IDX on MEMBERS(MEM_LNAME)", 
        // Create the EVENTS table 
        "drop table EVENTS", 
        "create table EVENTS " + 
        "(EVT_ID INTEGER primary key, " + 
        "EVT_TITLE VARCHAR(30) not null, " + 
        "EVT_TYPE VARCHAR(20), " + 
        "LOC_ID INTEGER, " + 
        "PRICE DECIMAL, " + 
        "DATETIME TIMESTAMP)", 
        "create unique index " + 
        "TITLE_IDX on EVENTS(EVT_TITLE)", 
        // Create the EVTMEMS table 
        "drop table EVTMEMS", 
        "create table EVTMEMS " + 
        "(MEM_ID INTEGER not null, " + 
        "EVT_ID INTEGER not null, " + 
        "MEM_ORD INTEGER)", 
        "create unique index " + 
        "EVTMEM_IDX on EVTMEMS(MEM_ID, EVT_ID)", 
        // Create the LOCATIONS table 
        "drop table LOCATIONS", 
        "create table LOCATIONS " + 
        "(LOC_ID INTEGER primary key, " + 
        "LOC_NAME VARCHAR(30) not null, " + 
        "CONTACT VARCHAR(50), " + 
        "ADDRESS VARCHAR(40), " + 
        "CITY VARCHAR(20), " + 
        "STATE VARCHAR(4), " + 
        "ZIP VARCHAR(5), " + 
        "PHONE CHAR(12), " + 
        "DIRECTIONS VARCHAR(4096))", 
        "create unique index " + 
        "NAME_IDX on LOCATIONS(LOC_NAME)", 
    }; 
} ///:~

创建数据库表 ：以下程序使用 CIDConnect 和 CIDSQL 信息加载 JDBC 驱动，连接到数据库，并创建上述表结构：

//: c15:jdbc:CIDCreateTables.java
// Creates database tables for the 
// community interests database. 
import java.sql.*; 

public class CIDCreateTables { 
    public static void main(String[] args)  
    throws SQLException, ClassNotFoundException, 
    IllegalAccessException { 
        // Load the driver (registers itself) 
        Class.forName(CIDConnect.dbDriver); 
        Connection c = DriverManager.getConnection( 
            CIDConnect.dbURL, CIDConnect.user,  
            CIDConnect.password); 
        Statement s = c.createStatement(); 
        for(int i = 0; i < CIDSQL.sql.length; i++) { 
            System.out.println(CIDSQL.sql[i]); 
            try { 
                s.executeUpdate(CIDSQL.sql[i]); 
            } catch(SQLException sqlEx) { 
                System.err.println( 
                    "Probably a 'drop table' failed"); 
            } 
        } 
        s.close(); 
        c.close(); 
    } 
} ///:~

第一次运行该程序时，“drop table”命令可能会失败，会捕获并报告异常，但忽略该异常。这样做是为了方便实验，可以修改定义表的 SQL 并重新运行程序，用新表替换旧表。
4. 加载和测试数据库 ：以下程序将一些示例数据加载到数据库中，并进行查询测试：

//: c15:jdbc:LoadDB.java
// Loads and tests the database. 
import java.sql.*; 

class TestSet { 
    Object[][] data = { 
        { "MEMBERS", new Integer(1), 
            "dbartlett", "Bartlett", "David", 
            "123 Mockingbird Lane", 
            "Gettysburg", "PA", "19312", 
            "123.456.7890",  "bart@you.net" }, 
        { "MEMBERS", new Integer(2), 
            "beckel", "Eckel", "Bruce", 
            "123 Over Rainbow Lane", 
            "Crested Butte", "CO", "81224", 
            "123.456.7890", "beckel@you.net" }, 
        { "MEMBERS", new Integer(3), 
            "rcastaneda", "Castaneda", "Robert", 
            "123 Downunder Lane", 
            "Sydney", "NSW", "12345", 
            "123.456.7890", "rcastaneda@you.net" }, 
        { "LOCATIONS", new Integer(1), 
            "Center for Arts", 
            "Betty Wright", "123 Elk Ave.", 
            "Crested Butte", "CO", "81224", 
            "123.456.7890", 
            "Go this way then that." }, 
        { "LOCATIONS", new Integer(2), 
            "Witts End Conference Center", 
            "John Wittig", "123 Music Drive", 
            "Zoneville", "PA", "19123", 
            "123.456.7890", 
            "Go that way then this." }, 
        { "EVENTS", new Integer(1), 
            "Project Management Myths", 
            "Software Development", 
            new Integer(1), new Float(2.50), 
            "2000-07-17 19:30:00" }, 
        { "EVENTS", new Integer(2), 
            "Life of the Crested Dog", 
            "Archeology", 
            new Integer(2), new Float(0.00), 
            "2000-07-19 19:00:00" }, 
        // Match some people with events 
        {  "EVTMEMS",  
            new Integer(1),  // Dave is going to 
            new Integer(1),  // the Software event. 
            new Integer(0) }, 
        { "EVTMEMS",  
            new Integer(2),  // Bruce is going to 
            new Integer(2),  // the Archeology event. 
            new Integer(0) }, 
        { "EVTMEMS",  
            new Integer(3),  // Robert is going to 
            new Integer(1),  // the Software event. 
            new Integer(1) }, 
        { "EVTMEMS",  
            new Integer(3), // ... and  
            new Integer(2), // the Archeology event. 
            new Integer(1) }, 
    }; 
    // Use the default data set: 
    public TestSet() {} 
    // Use a different data set: 
    public TestSet(Object[][] dat) { data = dat; } 
} 

public class LoadDB { 
    Statement statement; 
    Connection connection; 
    TestSet tset; 
    public LoadDB(TestSet t) throws SQLException { 
        tset = t; 
        try { 
            // Load the driver (registers itself) 
            Class.forName(CIDConnect.dbDriver); 
        } catch(java.lang.ClassNotFoundException e) { 
            e.printStackTrace(System.err); 
        } 
        connection = DriverManager.getConnection( 
            CIDConnect.dbURL, CIDConnect.user,  
            CIDConnect.password); 
        statement = connection.createStatement(); 
    } 
    public void cleanup() throws SQLException { 
        statement.close(); 
        connection.close(); 
    } 
    public void executeInsert(Object[] data) { 
        String sql = "insert into "  
            + data[0] + " values("; 
        for(int i = 1; i < data.length; i++) { 
            if(data[i] instanceof String) 
                sql += "'" + data[i] + "'"; 
            else 
                sql += data[i]; 
            if(i < data.length - 1) 
                sql += ", "; 
        } 
        sql += ')'; 
        System.out.println(sql); 
        try { 
            statement.executeUpdate(sql); 
        } catch(SQLException sqlEx) { 
            System.err.println("Insert failed."); 
            while (sqlEx != null) { 
                System.err.println(sqlEx.toString()); 
                sqlEx = sqlEx.getNextException(); 
            } 
        }  
    } 
    public void load() { 
        for(int i = 0; i< tset.data.length; i++) 
            executeInsert(tset.data[i]); 
    } 
    // Throw exceptions out to console: 
    public static void main(String[] args)  
    throws SQLException { 
        LoadDB db = new LoadDB(new TestSet()); 
        db.load(); 
        try { 
            // Get a ResultSet from the loaded database: 
            ResultSet rs = db.statement.executeQuery( 
                "select " + 
                "e.EVT_TITLE, m.MEM_LNAME, m.MEM_FNAME "+ 
                "from EVENTS e, MEMBERS m, EVTMEMS em " + 
                "where em.EVT_ID = 2 " + 
                "and e.EVT_ID = em.EVT_ID " + 
                "and m.MEM_ID = em.MEM_ID"); 
            while (rs.next()) 
                System.out.println( 
                    rs.getString(1) + "  " +  
                    rs.getString(2) + ", " + 
                    rs.getString(3)); 
        } finally { 
            db.cleanup(); 
        } 
    } 
} ///:~

TestSet 类包含一个默认的数据集，可以使用不同的数据集创建 TestSet 对象。 executeInsert() 方法使用运行时类型识别（RTTI）来区分字符串数据和非字符串数据，构建 SQL 命令并发送到数据库。 LoadDB 类的构造函数建立数据库连接， load() 方法遍历数据集并调用 executeInsert() 插入每条记录， cleanup() 方法关闭语句和连接。数据库加载完成后，使用 executeQuery() 语句生成一个示例结果集，该查询是一个连接多个表的示例。

通过以上步骤和示例，你可以掌握使用 JDBC 进行数据库操作的基本方法，包括简单的查询和复杂的多表操作。同时，了解了 JDBC API 复杂的原因以及如何处理不同数据库的差异。在实际开发中，可以根据具体需求选择合适的数据库和查询方式，以提高程序的性能和可维护性。

Java JDBC 数据库编程全解析

不同场景下的 JDBC 应用分析

简单查询与复杂查询的区别

在前面的示例中，我们看到了简单查询和复杂查询的不同实现。简单查询通常只涉及单个表，如在“people”数据库中搜索特定姓氏的记录：

SELECT FIRST, LAST, EMAIL
FROM people.csv people
WHERE (LAST='Eckel') AND  
(EMAIL Is Not Null)
ORDER BY FIRST

而复杂查询可能涉及多个表的连接，如在社区兴趣数据库（CID）中查询参加特定活动的成员信息：

select 
e.EVT_TITLE, m.MEM_LNAME, m.MEM_FNAME 
from EVENTS e, MEMBERS m, EVTMEMS em 
where em.EVT_ID = 2 
and e.EVT_ID = em.EVT_ID 
and m.MEM_ID = em.MEM_ID

简单查询的优点是代码简单、易于理解和维护，适用于对单个表进行基本的数据检索。复杂查询则可以处理更复杂的业务逻辑，通过连接多个表来获取更全面的数据，但代码复杂度和性能开销相对较高。

性能优化考虑

当使用 JDBC 进行数据库操作时，性能优化是一个重要的考虑因素。以下是一些性能优化的建议：
1. 合理使用索引 ：在数据库表中创建适当的索引可以加快查询速度。例如，在 CID 数据库中，为 MEMBERS 表的 MEM_LNAME 列创建了唯一索引：

create unique index 
LNAME_IDX on MEMBERS(MEM_LNAME)

这样在根据姓氏进行查询时，数据库可以更快地定位到相关记录。
2. 批量操作 ：如果需要插入或更新大量数据，使用批量操作可以减少与数据库的交互次数，提高性能。例如，可以使用 PreparedStatement 的 addBatch() 和 executeBatch() 方法。
3. 避免不必要的查询 ：在编写代码时，要确保只查询需要的数据，避免查询过多的列或记录。可以使用 SELECT 语句指定需要的列，而不是使用 SELECT * 。

JDBC 操作流程总结

为了更清晰地展示 JDBC 操作的流程，我们可以用以下 mermaid 流程图表示：

graph TD
    A[加载 JDBC 驱动] --> B[建立数据库连接]
    B --> C[创建 Statement 对象]
    C --> D{执行 SQL 语句}
    D -->|查询| E[获取 ResultSet 结果集]
    D -->|更新| F[获取受影响的行数]
    E --> G[处理结果集]
    F --> H[处理更新结果]
    G --> I[关闭 ResultSet]
    H --> I
    I --> J[关闭 Statement]
    J --> K[关闭数据库连接]

常见问题及解决方法

在使用 JDBC 进行数据库操作时，可能会遇到一些常见的问题，以下是一些问题及解决方法：
|问题|原因|解决方法|
|----|----|----|
|驱动加载失败|驱动类名错误、驱动文件未找到|检查驱动类名是否正确，确保驱动文件存在于类路径中|
|数据库连接失败|数据库 URL、用户名或密码错误，数据库服务未启动|检查数据库连接信息是否正确，确保数据库服务已启动|
|SQL 语句执行异常|SQL 语法错误、表名或列名错误|检查 SQL 语句的语法，确保表名和列名正确|

总结与展望

通过本文的介绍，我们详细了解了使用 JDBC 进行数据库操作的方法，包括让示例程序正常工作的步骤、GUI 版本的查找程序、JDBC API 复杂的原因以及更复杂的多表数据库示例。在实际开发中，我们可以根据具体需求选择合适的数据库和查询方式，同时注意性能优化和常见问题的处理。

随着技术的不断发展，JDBC 也在不断演进，未来可能会有更多的优化和改进。同时，也会有更多的数据库连接框架和工具出现，帮助开发者更高效地进行数据库操作。但无论如何，掌握 JDBC 的基本原理和操作方法仍然是非常重要的，它是进行 Java 数据库编程的基础。希望本文能对大家在使用 JDBC 进行数据库开发时有所帮助。