Java JDBC与数据库交互详解及最佳实践-优快云博客

1.JDBC介绍

我们之前学习MySQL时,为了使用MySQL服务,Wimbledon通常需要使用客户端与MySQL服务进行连接,然后才能输入SQL语句进行数据库的各种操作.客户端有命令行与图形界面两种

但是在更多的环进行,由我们的人直接操作数据时很低效的,比如双十一这种业务场景下,一秒钟往往要在库中生成上千万甚至几亿条数据,考人来手工操作是不现实的,只能依赖于程序进行这种高并发的操作.

程序语言有多重,比如java/python/C/C++等,程序语言如果想执行SQL语句,也必须要先与数据库进行连接,数据库也有多重,比如MySQL/Oracle/SQL server等

不同的程序语言去连接不同的数据库,如果没有一个

的标准或者规范，肯定是相当混乱的。Java语言对此的解决方案就是JDBC。

JDBC定义了一套规范标准，它对应的是各种接口与抽象类（通常对应java.sql包下面的各种类与接口），具体实现交给各数据库厂商去完成， MySQL的有自己的实现类并打成jar包发布，供程序开发人员使用；Oracle也有自己的实现jar包。

我们开发人员在使用的时候，要根据连接数据库的不同，去对应的官网上下载对应数据库版本与程序语言的数据库驱动（Java语言对应的是一个jar包）。（比如我们使用MySQL 5.1，就要去MySQL官网下载Java语言对应的jar包）

JDBC : Java DataBase Connectivity (java数据库链接)

是让java链接数据库的API

API : Application Programming Intergace (应用程序接口)

就是函数库

所以 JDBC 就是提供java连接数据库的应用程序接口的,只是接口或者抽象类

而JDBC就是java中提供的一个规范,基本都是接口和抽象类作为父类,具体的实现,是数据库厂商去弄的,只不过这些厂商需要按照我的接口标准来实现

如果我们要想操作数据库,就需要把厂商开发的实现类,导入进来

然后在项目上右键 -> Build Path -> Configure Build Path...，将之加入我们项目的CLASSPATH。

5. JDBC使用步骤

第0步: 导包

第1步：注册驱动 (仅仅做一次)

　　第2步：建立连接(Connection)

　　第3步：创建运行SQL的语句(Statement)

　　第4步：运行语句

　　第5步：处理运行结果(ResultSet)

第6步：释放资源

其中如果是添加,删除,更新操作,可以没有第5步,查询肯定会有第五步

5.0 导包

创建java项目

创建lib文件夹

把mysql-connector-java-5.1.38-bin.jar复制到lib中

右键 -> Build Path -> Add to Build Path

5.1 注冊驱动

创建java类 JDBC_01_Base_DQL

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

5.2 建立连接(Connection)

第一个参数是url

jdbc:mysql://IP:端口/数据库

第二个参数是数据库用户名

第三个参数是数据库密码

5.3 创建运行SQL的语句(Statement)

5.4 运行语句

5.5 处理运行结果(ResultSet)

while (rs.next()) {

// 在循环遍历中,把数据取出来

System.out.print(rs.getInt("id") + " ");

// 如果传入是整型值就会获取对应的列,比如下面就是获取第一列的值,不建议使用

System.out.print(rs.getInt(1) + " ");

System.out.print(rs.getString("id") + " ");

// 字符串不能用int来接收,除非这个字符串是纯数字

// System.out.print(rs.getInt("name") +" ");

System.out.print(rs.getString("name") + " ");

System.out.print(rs.getString("course") + " ");

System.out.print(rs.getDouble("score")+" ");

// 3 对应的是name列,如果更改表结构,把name列放到第四位了,那么这里就获取不到name了

// 所以不灵活,不推荐使用

System.out.println(rs.getString(3));

}

5.6 释放资源

先打开的资源后关闭

演示示例：JDBC_01_Base_DQL_00

课堂练习1：使用JDBC查询test_jdbc表

6 代码优化

上面程序中,有可能会导致释放资源出现问题

比如查询语句写错了等,这时候会抛出异常,那么关闭语句就不会执行

所以我们应该使用try...catch...finally来优化一下

以刚才的练习为例,对test_jdbc表的查询进行优化

Connection conn = null;

Statement stmt = null;

ResultSet rs = null ;

try {

// 1 加载驱动

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

// 2 创建数据库连接对象

// 导包使用的都是java.sql的

conn = DriverManager.getConnection(

"jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/_06_", "root", "root");

// 3 创建语句传输对象

String sql = "select * from test_jdbc";

stmt = conn.createStatement();

// 4 接收数据库结果集

rs = stmt.executeQuery(sql);

while (rs.next()) {

// 在循环遍历中,把数据取出来

System.out.print(rs.getInt("id") + " ");

System.out.print(rs.getString("name") + " ");

System.out.println(rs.getDouble("money")+" ");

}

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}finally{

try {

if (rs != null) {

rs.close();

}

if (stmt != null) {

stmt.close();

}

if (conn != null) {

conn.close();

}

} catch (SQLException e) {

e.printStackTrace();

}

演示示例：JDBC_01_Base_DQL_01

7 DML

Data Manipulation Language : 数据操作语言

涉及的关键字有 : delete,update,insert

和查询的操作几乎一样,就是把第4步和第5步更改一下

Connection conn = null;

Statement stmt = null;

ResultSet rs = null;

try {

// 1 加载驱动

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

// 2 创建数据库连接对象

conn = DriverManager.getConnection(

"jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/_06_", "root", "root");

// 3 语句传输对象

stmt = conn.createStatement();

String sql = "insert into test_jdbc (id,name,money) values (4,'小小',999.9)";

// sql = "update test_jdbc set money=money+1000 where id=1 ";

// sql = "delete from test_jdbc where id = 1";

// 如果是查询,就返回true,不是就返回false,价值不大,所以用的不多,添加,删除,更新都可以用这个方法

// stmt.execute(sql);

// 返回值是int,返回影响了几条数据(更改了几条/删除了几条/添加了几条),添加,删除,更新都可以用这个方法

int count = stmt.executeUpdate(sql);

System.out.println("影响了 " + count + " 条数据");

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

} finally {

try {

// 关闭资源,从上到下依次关闭,后打开的先关闭

if (rs != null) {

rs.close();

}

if (stmt != null) {

stmt.close();

}

if (conn != null) {

conn.close();

}

} catch (Exception e2) {

e2.printStackTrace();

}

演示示例：JDBC_02_DML

8. PreparedStatement

添加或者更新的时候,尽量使用 PreparedStatement ,而不是使用Statement

Statement 和 PreparedStatement 的区别

Statement用于执行静态SQL语句,在执行的时候,必须指定一个事先准备好的SQL语句,并且相对不安全,会有SQL注入的风险

PreparedStatement是预编译的SQL语句对象,sql语句被预编译并保存在对象中, 被封装的sql语句中可以使用动态包含的参数 ? ,

在执行的时候,可以为?传递参数

使用PreparedStatement对象执行sql的时候,sql被数据库进行预编译和预解析,然后被放到缓冲区,

每当执行同一个PreparedStatement对象时,他就会被解析一次,但不会被再次编译可以重复使用,可以减少编译次数,提高数据库性能

并且能够避免SQL注入,相对安全(把’ 单引号使用 \ 转义,避免SQL注入 )

8.1 DQL

使用PreparedStatement 执行查询

public static void load(int id) {

Connection conn = null;

PreparedStatement prst = null;

ResultSet rs = null;

try {

// 1 加载驱动

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

// 2 创建数据库连接对象

conn = DriverManager.getConnection(

"jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/_06_", "root", "root");

// 这里我们用? 问号代替值,可以叫占位符,也可以叫通配符

String sql = "select * from test_jdbc where id = ?";

// 3 语句传输对象

prst = conn.prepareStatement(sql);

// 设置第一个?的值

prst.setInt(1, id);

rs = prst.executeQuery();

while (rs.next()) {

System.out.print(rs.getInt("id") + " ");

System.out.print(rs.getString("name") + " ");

System.out.println(rs.getString("money") + " ");

}

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

} finally {

try {

// 关闭资源,从上到下依次关闭,后打开的先关闭

if (rs != null) {

rs.close();

}

if (prst != null) {

prst.close();

}

if (conn != null) {

conn.close();

}

} catch (Exception e2) {

e2.printStackTrace();

}

演示示例：JDBC_03_PreparedStatement_load

8.1 DML

使用PreparedStatement 执行增删改,以添加为例

public static void add(int id, String name, double money) {

Connection conn = null;

PreparedStatement prst = null;

try {

// 1 加载驱动

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

// 2 创建数据库连接对象

conn = DriverManager.getConnection(

"jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/_06_", "root", "root");

// 这里我们用? 问号代替值,可以叫占位符,也可以叫通配符

String sql = "insert into test_jdbc (id,name,money) values (?,?,?)";

// 3 语句传输对象

prst = conn.prepareStatement(sql);

// 设置第一个?的值

prst.setInt(1, id);

prst.setString(2, name);

prst.setDouble(3, money);

// 返回也是影响的条数

int count = prst.executeUpdate();

System.out.println("影响了 "+count+" 条数据");

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

} finally {

try {

// 关闭资源,从上到下依次关闭,后打开的先关闭

if (prst != null) {

prst.close();

}

if (conn != null) {

conn.close();

}

} catch (Exception e2) {

e2.printStackTrace();

}

演示示例：JDBC_03_PreparedStatement_add

9. 封装工具类

主要针对2个方面进行改进封装。

以下的代码我们每个方法中都会重复一次，这是没必要的，因为不同的方法其实只是具体执行的SQL语句的内容不同，对于获取连接与释放资源，对应的逻辑是相同的。我们完全可以把这一段逻辑抽取出来，形成独立的类与方法，再在实际应用时调用对应的类和方法就可以了。

1 创建连接这些

2 关闭资源这些

创建链接这些可以这样进行优化

public static Connection getConnection() throws ClassNotFoundException,

SQLException {

String username = "root";

String password = "root";

String url = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/_06_";

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

Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username,

password);

return connection;

}

关闭资源这些可以这样进行优化

因为Connection和Statement/PreparedStatement以及ResultSet都实现了AutoCloseable接口

所以我们可以直接写AutoCloseable

public static void close(AutoCloseable obj) {

if (obj != null) {

try {

obj.close();

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

演示示例：DBUtil和JDBC_04_TestDBUtil

课堂练习2：使用DBUtil对test_jdbc表进行增删改查各一次

10. Batch多语句操作

在一次任务中,执行多条数据

10.1 Statement实现

Connection conn = null;

Statement stmt = null;

try {

conn = DBUtil.getConnection();

stmt = conn.createStatement();

stmt.addBatch("insert into test_jdbc (id,name,money) values(21,'stmt多条测试1',99.12)");

stmt.addBatch("insert into test_jdbc (id,name,money) values(22,'stmt多条测试2',99.22)");

stmt.addBatch("insert into test_jdbc (id,name,money) values(23,'stmt多条测试3',99.32)");

stmt.addBatch("insert into test_jdbc (id,name,money) values(24,'stmt多条测试4',99.42)");

stmt.executeBatch();

System.out.println("执行成功");

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

} finally {

DBUtil.close(stmt);

DBUtil.close(conn);

}

演示示例：JDBC_05_Batch_Statement

10.2 PreparedStatement实现

Connection conn = null;

PreparedStatement prst = null;

try {

conn = DBUtil.getConnection();

String sql = "insert into test_jdbc (id,name,money) values(?,?,?)";

prst = conn.prepareStatement(sql);

prst.setInt(1, 31);

prst.setString(2, "prst多条测试1");

prst.setDouble(3, 11.1);

prst.addBatch();

prst.setInt(1, 32);

prst.setString(2, "prst多条测试2");

prst.setDouble(3, 21.1);

prst.addBatch();

prst.setInt(1, 33);

prst.setString(2, "prst多条测试3");

prst.setDouble(3, 31.1);

prst.addBatch();

prst.executeBatch();

System.out.println("执行成功");

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

} finally {

DBUtil.close(prst);

DBUtil.close(conn);

}

1. 事务机制管理

Transaction事务机制管理

默认情况下,是执行一条SQL语句就保存一次,那么比如我需要有三条数据同时成功同时失败,这个时候就需要开启事务机制了

如果开启事务机制,执行中发生问题,会回滚到没有操作之前,相当于什么也没有发生过

1. 没有事务处理的操作

Connection conn = null;

PreparedStatement prst = null;

Statement stmt = null;

try {

conn = DBUtil.getConnection();

String sql = "insert into test_jdbc (id,name,money) values(?,?,?)";

prst = conn.prepareStatement(sql);

prst.setInt(1, 31);

prst.setString(2, "事务测试1");

prst.setDouble(3, 11.1);

prst.addBatch();

prst.setInt(1, 32);

// 这里故意写成1,让报错

prst.setString(1, "事务测试2");

prst.setDouble(3, 21.1);

prst.addBatch();

prst.setInt(1, 33);

prst.setString(2, "事务测试3");

prst.setDouble(3, 31.1);

prst.addBatch();

prst.executeBatch();

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

} finally {

DBUtil.close(stmt);

DBUtil.close(prst);

DBUtil.close(conn);

}

插入三条数据,但是第二天添加失败,但是1和3都能添加成功,因为默认是一条SQL就提交一次

演示示例：JDBC_01_NoTransaction

如何才能让这三条数据同时成功失败呢?

1. 有事务处理的操作

Connection conn = null;

PreparedStatement prst = null;

Statement stmt = null;

try {

conn = DBUtil.getConnection();

// 取消自动提交

conn.setAutoCommit(false);

String sql = "insert into test_jdbc (id,name,money) values(?,?,?)";

prst = conn.prepareStatement(sql);

prst.setInt(1, 31);

prst.setString(2, "事务测试1");

prst.setDouble(3, 11.1);

prst.addBatch();

prst.setInt(1, 32);

// 这里故意写成1,让报错

prst.setString(1, "事务测试2");

prst.setDouble(3, 21.1);

prst.addBatch();

prst.setInt(1, 33);

prst.setString(2, "事务测试3");

prst.setDouble(3, 31.1);

prst.addBatch();

prst.executeBatch();

// 提交

conn.commit();

conn.setAutoCommit(true);

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

try {

// 事务回滚

conn.rollback();

conn.setAutoCommit(true);

} catch (SQLException e1) {

e1.printStackTrace();

}

} finally {

DBUtil.close(stmt);

DBUtil.close(prst);

DBUtil.close(conn);

}

第二条出错,三天数据都不插入

演示示例：JDBC_02_Transaction

SQL注入

所谓SQL注入，就是通过把SQL命令插入到Web表单提交或输入域名或页面请求的查询字符串，最终达到欺骗服务器执行恶意的SQL命令。具体来说，它是利用现有应用程序，将（恶意的）SQL命令注入到后台数据库引擎执行的能力，它可以通过在Web表单中输入（恶意）SQL语句得到一个存在安全漏洞的网站上的数据库，而不是按照设计者意图去执行SQL语句。

先模拟应用场景

2.1 导入示例数据

DROP TABLE IF EXISTS `t_user`;

CREATE TABLE `t_user` (

`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,

`username` varchar(255) NOT NULL,

`password` varchar(255) NOT NULL,

PRIMARY KEY (`id`)

) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8;

INSERT INTO `t_user` VALUES ('1', 'admin', 'admin');

INSERT INTO `t_user` VALUES ('2', 'root', 'root');

INSERT INTO `t_user` VALUES ('3', 'zrz', '123');

2.2 创建User实体类

2.3 创建IUserDao接口

提供一个登录和更新密码的功能

2.4 使用Statement技术实现IUserDao接口

public class UserDao_Statement implements IUserDao {

@Override

public void login(User user) {

Connection connection = null;

Statement statement = null;

ResultSet rs = null;

try {

connection = DBUtil.getConnection();

statement = connection.createStatement();

String sql = "select count(*) from t_user where username='"

+ user.getUsername() + "' and password = '"

+ user.getPassword() + "'";

rs = statement.executeQuery(sql);

rs.next();

if (rs.getInt(1) != 0) {

System.out.println("登录成功");

} else {

System.out.println("登录失败");

}

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

@Override

public void updatePwd(User user, String newPwd) {

Connection connection = null;

Statement statement = null;

try {

connection = DBUtil.getConnection();

statement = connection.createStatement();

String sql = "update t_user set password = '" + newPwd

+ "' where username = '" + user.getUsername() + "'";

int count = statement.executeUpdate(sql);

System.out.println("修改成功,修改了 " + count + " 条数据");

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

2.5 测试test

演示示例：SQL注入_Statement

2.6 使用PreparedStatement技术实现IUserDao接口

public class UserDao_PreparedStatement implements IUserDao {

@Override

public void login(User user) {

Connection connection = null;

PreparedStatement statement = null;

ResultSet rs = null;

try {

connection = DBUtil.getConnection();

String sql = "select count(*) from t_user where username=? and password = ?";

statement = connection.prepareStatement(sql);

statement.setString(1, user.getUsername());

statement.setString(2, user.getPassword());

rs = statement.executeQuery();

rs.next();

if (rs.getInt(1) != 0) {

System.out.println("登录成功");

} else {

System.out.println("登录失败");

}

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

@Override

public void updatePwd(User user, String newPwd) {

Connection connection = null;

PreparedStatement statement = null;

try {

connection = DBUtil.getConnection();

String sql = "update t_user set password = ? where username =?";

statement =connection.prepareStatement(sql);

statement.setString(1, user.getPassword());

statement.setString(2, user.getUsername());

int count = statement.executeUpdate();

System.out.println("修改成功,修改了 " + count + " 条数据");

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

2.7 测试test

重新导入示例数据,把示例数据还原

演示示例：SQL注入_PreparedStatement

Properties优化硬代码

如上，我们项目开发完成测试通过后，通常是要打包发布给别人使用的，如果我们把一些配置信息写死到代码中（这种行为叫硬编码，hardcode），别人就无法修改了

比如别人使用的MySQL服务器对应的IP是10.0.0.1，端口号是9300，用户名是mysqluser、密码是123456。

那么我们只能改代码再重新打包发布，如果有多个用户，他们对应的配置信息都不同，那么我们要针对不同的用户打包发布多次。

以上显然是没必要的，因为我们开发的是程序，只要业务需求/逻辑不变，我们就无需多次打包发布。对此我们的解决方案是，尽量避免硬编码，将数据与程序分离解耦，将配置信息存储到配置文件中，程序运行时读取配置文件，不同用户只需按自己的实际情况修改配置文件即可。

3.1 创建jdbc.properties配置文件

这种方式账号密码什么的如果发生改动,我只需要更改配置文件就可以

在src目录下创建jdbc.properties文件,内容如下

driver=com.mysql.jdbc.Driver

url=jdbc:mysql://localhost:3306/_06_

username=root

password=root

3.2 更改DBUtil工具类

public static Connection getConnection() throws ClassNotFoundException,

SQLException, IOException {

Properties properties = new Properties();

// getClassLoader : 获取类加载器

// getResourceAsStream : 把资源转换为流

// 这里定位到src.所以可以直接写文件名,而流是定位到项目

properties.load(DBUtil.class.getClassLoader().getResourceAsStream(

"jdbc.properties"));

// properties 本质就是一个map,可以通过key获取value

// username=root 读取到之后,以 = 分隔为数组,把username作为key,root作为value保存

// 所以我们就可以通过username 来获取root

String driver = properties.getProperty("driver");

String username = properties.getProperty("username");

String password = properties.getProperty("password");

String url = properties.getProperty("url");

Class.forName(driver);

Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username,

password);

return connection;

}

3.3 测试test

还是以刚才的SQL注入程序为例,只更改了DBUtil和添加了jdbc.properties

演示示例：JDBC_05_Properties_01

3.4 优化工具类

以上工具类中,我们没有必要每次获取链接对象都创建一个Properties对象,每次都去加载资源吧?

所以对加载资源这些再做一个优化

3.4.1创建PropertiesUtil

对Properties解析对象进行单例创建

public class PropertiesUtil {

private static Properties jdbcProperties = null;

private PropertiesUtil() {

}

public static Properties getProperties() {

try {

if (jdbcProperties == null) {

jdbcProperties = new Properties();

jdbcProperties.load(PropertiesUtil.class.getClassLoader()

.getResourceAsStream("jdbc.properties"));

}

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

return jdbcProperties;

}

3.4.2 更改DBUtil工具类

public static Connection getConnection() throws ClassNotFoundException,

SQLException, IOException {

Properties properties = PropertiesUtil.getProperties();

String driver = properties.getProperty("driver");

String username = properties.getProperty("username");

String password = properties.getProperty("password");

String url = properties.getProperty("url");

Class.forName(driver);

Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username,

password);

return connection;

}

3.4.3 测试test

以上面的Properties为例,

添加PropertiesUtil工具类,

更改DBUtil工具类

演示示例：JDBC_06_Properties_02

连接池

4.1 介绍

数据库连接池负责分配、管理和释放数据库连接，它允许应用程序重复使用一个现有的数据库连接，而不是再重新建立一个；

释放空闲时间超过最大空闲时间的数据库连接来避免因为没有释放数据库连接而引起的数据库连接遗漏。

这项技术能明显提高对数据库操作的性能

4.2 应用场景

上面我们抽取了样板代码，将配置信息与代码分离解耦。JDBC编程的效率从一定程度上提高了，如果我们只是为了学习或者开发一些小的简单的项目，到这个地步其实就足够了。如果我们要想更上一层楼，支持如下场景：

场景一：电商网站如淘宝、京东每年都会有双11这种活动，同一时刻，会有上亿甚至上十亿的用户访问数据库（因为要生成订单等数据），如果我们还使用上面的思路，显然是捉襟见肘。

场景二：某服务器上除了运行MYSQL服务，还有其他一些服务比如WEB服务。我们知道，数据库连接的创建维持不只消耗我们客户端（个人PC）的系统资源（CPU、内存、IO设备），更消耗服务器的系统资源，而假如我们在周末时并不会去访问数据库，这时候服务器上依然还维持着一条空闲的连接，假设占用了2M内存，现在服务器上内存已经都被分配出去了，WEB服务却要求新申请1M内存，很显然，由于内存不足，WEB服务就无法正常运行了。

以上2个场景，我们上面的代码，是无法支持的。

连接池的引入，则主要解决了以上2类问题：

能给多用户分配连接或者给一个用户分配多个连接；
在适当的时候回收空闲连接以节省系统资源。

JDBC连接池有一个对应的接口javax.sql.DataSource。它也是一个标准一个规范，目前实现了这套规范的连接池产品主要有：

DBCP（MyBatis通常使用这个连接池）、C3P0（Hibernate通常使用这个连接池）、JNDI（Tomcat的默认连接池）。

我们使用DBCP来讲解。

DBCP内部提供了一个“池子”，程序启动的时候，先创建一些连接对象放到这个池子中，备用，当调用连接池的getConnection()方法时，就从池子取出连接对象分配给多个用户/线程。使用完毕调用close()方法时，DBCP重写了close方法，它并不真正关闭连接，而是返还到池子中，由DBCP自动管理池子中的连接对象，在适当的时候真正关闭这些连接。

优点 :