第九部分 数据库管理系统及JDBC编程
第九部分 数据库管理系统
9.1 数据库管理系统概述（MySQL）
9.1.1 数据库概念
数据库的定义：长期存储在计算机内，有组织的，可共享的大量数据的集合。
数据库管理系统：能够提供数据定义、数据组织、存储、管理、操纵、数据库维护等功能的软件
数据库的三级两映射与数据库的独立性原理：
9.1.2 关系数据库语言SQL
1、库相关
创建库：CREATE DATABASE NAME;
删除库：DROP DAABASE NAME;
2、表相关
创建表：CREATE TABLE TABLENAME(
<列名>, 数据类型 [PRIMARY KEY/UNIQUE/.....]
......
);
修改表：ALTER ATBLE TABLENAME
ADD NEWCOLNAME,DATATYPE [PRIMARY KEY/UNIQUE/......];
或drop colname;
或alter colomn colname datatype;
删除表：drop table tablename;
3、索引相关
创建索引： create index indexname on colname[asc/desc];
修改索引： alter index oldname rename to newname;
删除索引： drop index indexname;
4、单表查询相关
select a[,b,...] [as name] fron tablename [限制条件];
限制条件分为如下几类：
where 为真条件 （如果要模糊匹配 alike b%）
in(A,B,...)
between a and b
group by [......] having 为真条件
关键字：distinct（去重）/asc（升序）/desc（降序）
聚合函数：count/sum/avg/max/min等
5、多表查询相关
表名.表内列名
6、连接相关
（left/right）join
7、子查询相关
嵌入在其他SQL语句的select语句
8、语句分类：
DDL：create、drop、alter等
DML：insert、delete、update等
DQL：select等
DCL：grant、revoke、commit等
9、数据操作相关
插入数据：insert into tablename values(a,b,....);
子查询插入数据：insert into tablename (子查询语句)；
修改数据： update tablename set tablename = value,.... where 成真条件；
删除数据： delete from tablename where 成真条件
10、空值处理
空值（null）一旦产生，无法参与运算，例如null与10相加的结果是null+10
空值不能直接赋值，向age=null这样的语句是错误的
9.1.3 数据库安全
1、视图
定义：视图是一个虚表，只保留了视图的定义，不存放对应的数据，是由一个或几个基本表/视图到处的表
语句：create view viewname as 子查询语句;
drop view viewname
视图名可以出现在任何增删改查的SQL语句中充当子查询语句
作用：简化用户操作/提供一定程度的逻辑独立性/提供安全保护/灵活的看待同一数据/适当使用可以更清晰的表达查询
2、视图与表的区别
a.视图是已经编译好的SQL语句，表不是
b.视图没有实际的物理记录，表拥有
c.表示内容，视图是窗口
d.表占用物理空间，视图不占用物理空间
e.表示内模式，视图是外模式
3、事务
事务是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做，要么全不做
事务的acid特性
a.原子性：事务中包含的操作要么全都做，要么都不做
c.一致性C:事务的执行结果必定是从一个一致性状态到另一个一致性状态
i.隔离性：一个事务的执行不能被其他事务所感染
d.持续性：事务一旦提交，数据的改变就是永久性的
9.2 数据库与JDBC编程
9.2.1 JDBC是什么
JDBC（Java DataBase Connectivity，Java数据库连接）技术的简称，是一种用于执行SQL语句的Java API，它由一组用Java编程语言编写的类和接口组成。这个API由java.sql.*/javax.sql.*包中的一些类和接口组成。
9.2.2 JDBC工作原理
JDBC为多种关系数据提供了统一的访问方式，作为特定厂商数据库访问API的一种高级抽象，他主要包含一些通用的接口类。真正的数据库访问操作实现是有各自数据库厂商提供的。通常把厂商提供的特定于数据库的访问API成为数据库JDBC驱动程序。
JDBC的优势：
1、Java语言访问数据库操作完全面向抽象接口编程
2、开发数据库应用不用限定在特定数据库厂商的API
3、程序的可移植性大大增强
9.2.3 JDBC的使用步骤
import java.sql.*;
public class JDBCtest {
public static void main(String[] args) {
try {
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
//标准加载驱动，需要手动导入jar包mysql-connector-java
//在SQL驱动5.1后可以不需要主动加载，但还是要求驱动在class-path目录下
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
//连接数据库，注意url格式
//jdbc:databaseName://host:port/databaseName?p1=v1&p2=v2;
//jdbc:mysql://localhost:3306/experment?
try {
Connection connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/experment?",
"root","Dived2014");
//创建命令
Statement statement = connection.createStatement();
//准备SQL语句，并且执行
ResultSet resultSet = statement.executeQuery("select Student_ID,Student_Name,SChinese from student");
//返回结果集，处理结果
while (resultSet.next()){
int id = resultSet.getInt("Student_ID");
String name = resultSet.getString("Student_Name");
//LocateDateTime time = resultSet.getTimestamp("colname").toLocalDateTime();
System.out.println(String.format("ID:%d,Name:%s",id,name));
}
//关闭结果集
resultSet.close();
//关闭命令
statement.close();
//关闭连接
connection.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
import java.sql.*;
public class JDBCtest {
public static void main(String[] args) {
try {
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
//标准加载驱动，需要手动导入jar包mysql-connector-java
//在SQL驱动5.1后可以不需要主动加载，但还是要求驱动在class-path目录下
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
//连接数据库，注意url格式
//jdbc:databaseName://host:port/databaseName?p1=v1&p2=v2;
//jdbc:mysql://localhost:3306/experment?
try {
Connection connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/experment?useSSL=false",
"root","Dived2014");
//创建命令
Statement statement = connection.createStatement();
//准备SQL语句，并且执行
int effect = statement.executeUpdate("delete from student where Student_ID = 6");
System.out.println(effect);
//关闭命令
statement.close();
//关闭连接
connection.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
import java.sql.*;
public class JDBCtest {
public static void main(String[] args) {
try {
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
//标准加载驱动，需要手动导入jar包mysql-connector-java
//在SQL驱动5.1后可以不需要主动加载，但还是要求驱动在class-path目录下
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
//连接数据库，注意url格式
//jdbc:databaseName://host:port/databaseName?p1=v1&p2=v2;
//jdbc:mysql://localhost:3306/experment?
try {
Connection connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/experment?useSSL=false",
"root","Dived2014");
//创建命令
Statement statement = connection.createStatement();
//准备SQL语句，并且执行
String sql = "insert into student values(6,'如来佛祖',55,85,45)";
int effect = statement.executeUpdate(sql);
System.out.println(effect);
//关闭命令
statement.close();
//关闭连接
connection.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
通过模板设计模式可以简化上面的操作
package com.Dived2014.JDBC;/*
*国伟
*2019/3/12
*13:43
*
*
*
*
*/
import java.sql.*;
public abstract class JdbcTemplate {
private Connection connection;
private Statement statement;
private ResultSet resultSet;
private int effect = -1;
private String url;
public JdbcTemplate(String host,Integer port,String username,
String password,String databaseName){
this.url = String.format("jdbc:mysql://%s:%d/%s?user=%s&password=%s&useSSL=false",
host,port,databaseName,username,password);
}
public final void call(){
//加载驱动
loadDriver();
//创建连接
createConnect();
//创建命令
createStatment();
//准备SQL语句
createSql();
//执行
execute();
//处理结果
//对于插入/删除/更新等返回数据变动数量
//对于查询返回结果集
handlerResult();
//关闭结果集等
closeAll();
}
private void closeAll() {
if(this.resultSet!=null){
try {
resultSet.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(this.statement!=null){
try {
statement.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(this.connection!= null){
try {
connection.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
effect = -1;
}
private void handlerResult() {
if(this.executeType()){
this.handlerR(resultSet);
}else{
this.handlerCUD(effect);
}
}
public abstract void handlerCUD(int effect);
public abstract void handlerR(ResultSet resultSet);
private void execute() {
String sql = this.createSql();
if(sql != null){
if(this.executeType()){
try {
resultSet = statement.executeQuery(sql);
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}else{
try {
effect = statement.executeUpdate(sql);
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
//用户覆写这个方法
public abstract String createSql();
/**
* @return true:查询语句 false:其他语句
*/
public abstract boolean executeType();
private void createStatment() {
try {
statement = connection.createStatement();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
private void createConnect() {
try {
connection = DriverManager.getConnection(this.url);
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
private void loadDriver() {
try {
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
//标准加载驱动，需要手动导入jar包mysql-connector-java
//在SQL驱动5.1后可以不需要主动加载，但还是要求驱动在class-path目录下
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
public class JDBCtest {
public static void main(String[] args) {
JdbcTemplate jdbcTemplate = new JdbcTemplate("localhost",
3306,"root","Dived2014",
"experment") {
@Override
public void handlerCUD(int effect) {
//do nothing
}
@Override
public void handlerR(ResultSet resultSet) {
try{
while (resultSet.next()){
int id = resultSet.getInt("Student_ID");
String name = resultSet.getString("Student_Name");
//LocateDateTime time = resultSet.getTimestamp("colname").toLocalDateTime();
System.out.println(String.format("ID:%d,Name:%s",id,name));
}
}catch (SQLException e){
}
}
@Override
public String createSql() {
return "select Student_ID,Student_Name from student";
}
@Override
public boolean executeType() {
return true;
}
};
jdbcTemplate.call();
}
}
然而上面的代码仍然存在只能使用一次的缺陷，可以结合工厂设计模式来进行优化。
9.2.4 SQL注入
SQL语句的拼接导致SQL注入，会引发安全性问题。
可以使用PreparedStatement这个接口可以防止SQL注入，属于一种预编译命令。具体实现方法是在SQL语句中用？占位，之后使用参数赋值。
import java.sql.*;
public class JDBCtest {
public static void main(String[] args) {
try {
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
//标准加载驱动，需要手动导入jar包mysql-connector-java
//在SQL驱动5.1后可以不需要主动加载，但还是要求驱动在class-path目录下
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
//连接数据库，注意url格式
//jdbc:databaseName://host:port/databaseName?p1=v1&p2=v2;
//jdbc:mysql://localhost:3306/experment?
try {
Connection connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/experment?",
"root","Dived2014");
//创建命令
String sql = "select Student_ID,Student_Name,SChinese from student where name=?";
//?为占位符，他不能表示多个参数
//建议对参数进行校验防止参数的字符串拼接
PreparedStatement statement = connection.prepareStatement(sql);
statement.setString(1,"唐僧");
//set的下标是从1开始的
//准备SQL语句，并且执行
ResultSet resultSet = statement.executeQuery();
//返回结果集，处理结果
while (resultSet.next()){
int id = resultSet.getInt("Student_ID");
String name = resultSet.getString("Student_Name");
//LocateDateTime time = resultSet.getTimestamp("colname").toLocalDateTime();
System.out.println(String.format("ID:%d,Name:%s",id,name));
}
//关闭结果集
resultSet.close();
//关闭命令
statement.close();
//关闭连接
connection.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
Statement/PreparedStatement/CallableStatement的区别
Statement：用于执行不带参数的简单SQL语句
PreparedStatement：用于执行带或者不带参数的SQL语句
SQL语句会预编译在数据库系统
执行速度快鱼Statement对象
可以防止常见的SQL注入攻击
CallableStatement：用于执行数据库存储过程的调用
9.2.5 JDBC事务
默认情况下，每执行一条语句就会自动向数据库系统提交语句，如果想要实现事务特性，可以connection.setAutoCommit(false);禁用（需要在创建连接后立刻设置），之后connection.commit()方法来手动提交，一旦提交失败（需要通过自己编程判断）则可以使用connection.rollback()来进行回滚。但是注意：一定要在捕获异常的时候也要rollback回滚。