JDBC核心技术解析：从基础连接到ORM演进之路（上）

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一、JDBC技术概述

JDBC（Java Database Connectivity）是Java平台的核心数据库访问接口，它通过统一的API为不同关系型数据库提供访问能力。该技术规范由java.sql和javax.sql两个核心包构成，包含DriverManager、Connection、Statement、ResultSet等关键接口，其分层架构如下图所示：

JDBC架构图

JDBC通过驱动适配模式（Driver SPI）实现数据库无关性，开发人员无需关心底层数据库差异，只需加载对应数据库驱动即可实现跨数据库访问。

二、通信协议与连接方式

1. 通信协议栈

典型的JDBC通信协议栈结构：
在这里插入图片描述

2. 连接特性

长连接机制：Connection对象代表物理TCP连接的抽象，默认保持打开状态直至显式调用close()

半双工通信：遵循请求-响应模式，客户端发送请求后必须等待服务端响应

协议示例：

MySQL：基于自定义二进制协议（端口3306）

PostgreSQL：基于改进的3.0版协议（端口5432）

Oracle：TTC（Two-Task Common）协议

三、数据库操作实战

1. 创建连接

String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydb";
String user = "root";
String password = "123456";

// 自动加载驱动（JDBC 4.0+）
try (Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password)) {
    // 数据库操作...
}

2. CRUD操作示例

插入数据（Create）

String sql = "INSERT INTO users(name,email) VALUES(?,?)";
try (PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {
    pstmt.setString(1, "张三");
    pstmt.setString(2, "zhangsan@example.com");
    int affectedRows = pstmt.executeUpdate();
}

查询数据（Read）

String sql = "SELECT * FROM users WHERE id=?";
try (PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {
    pstmt.setInt(1, 1001);
    ResultSet rs = pstmt.executeQuery();
    while(rs.next()) {
        String name = rs.getString("name");
        String email = rs.getString("email");
    }
}

更新数据（Update）

String sql = "UPDATE users SET email=? WHERE id=?";
try (PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {
    pstmt.setString(1, "new@example.com");
    pstmt.setInt(2, 1001);
    pstmt.executeUpdate();
}

删除数据（Delete）

String sql = "DELETE FROM users WHERE id=?";
try (PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {
    pstmt.setInt(1, 1001);
    pstmt.executeUpdate();
}

四、事务管理

conn.setAutoCommit(false); // 关闭自动提交
try {
    // 执行多个DML操作
    updateAccount(conn, 1001, -500);
    updateAccount(conn, 1002, +500);
    
    conn.commit(); // 提交事务
} catch (SQLException e) {
    conn.rollback(); // 回滚事务
}

五、性能瓶颈与连接池

原始JDBC连接问题

物理连接创建耗时（TCP三次握手、数据库认证）
并发连接数受数据库max_connections限制
频繁创建/销毁连接产生大量临时对象

连接池解决方案（底层基于JDBC创建连接）

// HikariCP示例配置
HikariConfig config = new HikariConfig();
config.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost/mydb");
config.setUsername("root");
config.setPassword("123456");
config.setMaximumPoolSize(10);

try (HikariDataSource ds = new HikariDataSource(config);
     Connection conn = ds.getConnection()) {
    // 使用连接...
}

六、对象关系映射演进

手动映射示例(在实际项目中，这种方式相当低效，大量重复逻辑)

List<User> users = new ArrayList<>();
String sql = "SELECT id, name, email FROM users";
try (Statement stmt = conn.createStatement();
     ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql)) {
    while (rs.next()) {
        User user = new User();
        user.setId(rs.getLong("id"));
        user.setName(rs.getString("name"));
        user.setEmail(rs.getString("email"));
        users.add(user);
    }
}