JDBC、数据库连接池以及事务的基本概念与使用
1 关于JDBC
JDBC 全称为：Java DataBase Connectivity,它是可以执⾏SQL 语句的Java API。由Sun公司提供接口，数据库厂商负责实现，在使用不同数据库时，只要用数据库厂商提供的数据库驱动程序即可，大大简化学习成本。
1.1 步骤
- 导⼊MySQL或者Oracle驱动包，添加到路径
- 装载数据库驱动程序
- 获取到与数据库连接
- 获取可以执⾏SQL 语句的对象
- 执⾏SQL 语句
- 关闭连接
//简单示例
Class.forName(come.mysql.jdbc.Driver);
String username="root";
String password="123456";
String connectUrl="jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/db_test?useUnicode=true&characterEncodeing=UTF-8";
Connection conn=DriverManager.getConnection(connectionUrl,username,password);
System.out.println("连接成功");
conn.close();
system.out.println("关闭连接")；
1.2 Connection 对象
客户端与数据库所有的交互都是通过Connection 来完成的。常用方法如下：
//创建向数据库发送sql 的statement对象。
createcreateStatement ()
//创建向数据库发送预编译sql 的PrepareSatement对象。
prepareStatement (sql )
//创建执⾏存储过程的callableStatement对象
prepareCall (sql )
//设置事务⾃动提交
setAutoCommit (boolean autoCommit)
//提交事务
commit ()
//回滚事务
rollback (
1.3 Statement对象
Statement对象⽤于向数据库发送Sql语句，对数据库的增删改查都可以通过此对象发送sql语句完成，方法如下：
//查询
executeQuery(String sql )
//增删改
executeUpdate (String sql )
//任意sql 语句都可以，但是⽬标不明确，很少⽤
execute(String sql )
//把多条的sql 语句放进同⼀个批处理中
addBatch (String sql )
//向数据库发送⼀批sql 语句执⾏
executeBatch()
PreparedStatement对象
PreparedStatement 对象继承Statement对象，它⽐Statement对象更强⼤，使⽤起来更简单
- Statement 对象编译SQL 语句时，如果SQL 语句有变量，就需要使⽤分隔符来隔开，如果变量⾮常多，就会使SQL 变得⾮常复杂。PreparedStatement 可以使⽤占位符，简化sql的编写
- Statement 会频繁编译SQL 。PreparedStatement 可对SQL 进⾏预编译，提⾼效率，预编译的SQL 存储在PreparedStatement 对象中
- PreparedStatement 防⽌SQL 注⼊。【Statement 通过分隔符’++’, 编写永等式，可以不需要密码就进⼊数据库】
//模拟查询id为2的信息
String id = "2" ;
Connection connection = UtilsDemo.getConnection ();
String sql = "SELECT * FROM users WHERE id = ?";
PreparedStatement preparedStatement =
connection.preparedStatement(sql );
//第⼀个参数表示第⼏个占位符【也就是?号】，第⼆个参数表示值是多少
preparedStatement.setString(1,id);
ResultSet resultSet = preparedStatement.executeQuery()
//模拟查询id为2的信息
String id = "2" ;
Connection connection = UtilsDemo.getConnection ();
String sql = "SELECT * FROM users WHERE id = ?";
PreparedStatement preparedStatement =
connection.preparedStatement(sql );
//第⼀个参数表示第⼏个占位符【也就是?号】，第⼆个参数表示值是多少
preparedStatement.setString(1,id);
ResultSet resultSet = preparedStatement.executeQuery()
1.4 ResultSet对象
ResultSet 对象代表Sql语句的执⾏结果，当Statement 对象执⾏executeQuery()时，会返回⼀个ResultSet对象
ResultSet对象维护了⼀个数据⾏的游标【简单理解成指针】，调用ResultSet.next()⽅法，可以让游标指向具体的数据⾏，进⾏获取该⾏的数据。
1.5 MetaData元数据
对列字段的描述信息，在结果集中，不但由每一行的数据，还有元数据信息。包括列名、列标题、列类型等。对于增删改⽽⾔，只有SQL 和参数是不同的，我们为何不把这些相同的代码抽取成⼀个⽅法？对于查询⽽⾔，不同的实体查询出来的结果集是不⼀样的。我们要使⽤元数据获取结果集的信息，才能对结果集进⾏操作。
- ParameterMetaData – 参数的元数据
- ResultSetMetaData --结果集的元数据
- DataBaseMetaData --数据库的元数据
2 数据库连接池
数据库的连接的建⽴和关闭是⾮常消耗资源的、频繁地打开、关闭连接造成系统性能低下。
2.1 认识JDBC连接
每一个JDBC连接，内部实现上是创建了一个TCP/Socket连接。在MySQL中可以查看连接的情况。一个连接上可以执行多次SQL交互，连接要及时关闭，否则会导致连接量过大，到达上限后便不会接收新的连接。
SHOW STATUS LIKE 'Threads%' /*连接数量*/
SHOW processlist /*连接详情*/
SHOW full processlist
SHOW VARIABLES LIKE 'max_connections' /*查看最大连接数*/
连接超时：当一个连接到MySQL之后，如果长时间未作任何SQL交互，会被认定超时而断开。其中，wait_timeout即为超时时间的设定
SHOW GLOBAL VARIABLES LIKES '%timeout%'
2.2 连接效率
JDBC两种连接方式：
- 短连接方式：需要时连接，用完了就关闭。
- 优点：容易管理
- 缺点：连接费时，运行效率低
- 长连接方式：准备好一个连接，需要的时候就用，用完了不关闭。
- 优点：运行效率高
- 缺点：管理困难，在多线程环境下，并发难以处理。
2.3 c3p0连接池库
//一个DataSource指代一个数据源，内部有一个连接池，自动读取c3p0-config.xml的配置
ComboPooledDataSource pool=new ComboPooledDataSource();
//一个connection代表一次访问
Connection conn=pool.getConnection();
//下面建立statement对象，通过查询生成ResultSet
//用完之后
conn.close();//连接放回池子
pool.close();
- 池子中取得的connection，在取出之前就已经通过用户名密码验证，可以直接使用。
- 当conn.close()时，并没有关闭底层的socket连接，仅仅是把这个连接放回池子里。
- 连接池一般创建为全局对象(public static)，多个线程可以并发使用。
3 Transaction事务
一个业务单元：需要一次性地执行多个SQL操作，修改多个有关系的表。
事务的一般使用模式：
beginTrasaction();//开始事务
try{
sql1;
sql2;
sql3;
commit()//提交，确认所有修改
}catch(e){
rollback() //回滚，撤销所有修改
}
- 原子性（Atomicity）
事务被视为不可分割的最小单元，事务的所有操作要么全部提交成功，要么全部失败回滚。
回滚可以用日志来实现，日志记录着事务所执行的修改操作，在回滚时反向执行这些修改操作即可。 - 一致性（Consistency）
数据库在事务执行前后都保持一致性状态。在一致性状态下，所有事务对一个数据的读取结果都是相同的。 - 隔离性（Isolation）
一个事务所做的修改在最终提交以前，对其它事务是不可见的。 - 持久性（Durability）
一旦事务提交，则其所做的修改将会永远保存到数据库中。即使系统发生崩溃，事务执行的结果也不能丢失。
可以通过数据库备份和恢复来实现，在系统发生奔溃时，使用备份的数据库进行数据恢复。
3.2 事务的使用
举例:A向B转账，转账这个流程中如果出现问题，事务可以让数据恢复成⼀样【A账户的钱没变，B账户的钱也没变】。
/*
* 我们来模拟A向B账号转账的场景
* A和B账户都有1000块，现在我让A账户向B账号转500 块钱
*
* */
//JDBC默认的情况下是关闭事务的，下⾯我们看看关闭事务去操作转账操作有什么问题
//A 账户减去500 块
String sql = "UPDATE a SET money=money-500 " ;
preparedStatement = connection.prepareStatement (sql );
preparedStatement.executeUpdate ();
//B 账户多了500 块
String sql2 = "UPDATE b SET money=money+500";
preparedStatement = connection.prepareStatement (sql2);
preparedStatement.executeUpdate ();
模拟出现问题的情况,显然，上⾯代码是会抛出异常的，我们再来查询⼀下数据。A账户少了500 块钱，B账户的钱没有增加。这明显是不合理的。
//A 账户减去500 块
String sql = "UPDATE a SET money=money-500 " ;
preparedStatement = connection.prepareStatement (sql );
preparedStatement.executeUpdate ();
//这⾥模拟出现问题
int a = 3 / 0;
String sql2 = "UPDATE b SET money=money+500";
preparedStatement = connection.prepareStatement (sql2);
preparedStatement.executeUpdate ();
通过事务解决上面的问题
//开启事务,对数据的操作就不会⽴即⽣效。
connection.setAutoCommit (false);
//A 账户减去500 块
String sql = "UPDATE a SET money=money-500 " ;
preparedStatement = connection.prepareStatement (sql );
preparedStatement.executeUpdate ();
//在转账过程中出现问题
int a = 3 / 0;
//B 账户多500 块
String sql2 = "UPDATE b SET money=money+500";
preparedStatement = connection.prepareStatement (sql2);
preparedStatement.executeUpdate ();
//如果程序能执⾏到这⾥，没有抛出异常，我们就提交数据
connection.commit ();
//关闭事务【⾃动提交】
connection.setAutoCommit (true);
} catch (SQLException e) {
try {
//如果出现了异常，就会进到这⾥来，我们就把事务回滚【将数据变成原来那样】
connection.rollback ();
//关闭事务【⾃动提交】
connection.setAutoCommit (true);
} catch (SQLException e1) {
e1.printStackTrace();
}
上⾯的程序也⼀样抛出了异常，A账户钱没有减少，B账户的钱也没有增加。
注意：当Connection遇到⼀个未处理的SQLException时，系统会⾮正常退出，事务也会⾃动回滚，但如果程序捕获到了异常，是需要在catch 中显式回滚事务的.
3.3 事务的隔离级别
数据库定义了4个隔离级别：
- Serializable【可避免脏读，不可重复读，虚读】
- Repeatable read 【可避免脏读，不可重复读】
- Read committed 【可避免脏读】
- Read uncommitted 【级别最低，什么都避免不了】
分别对应Connection类中的4个常量
- TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED
- TRANSACTION_READ_COMMITTED
- TRANSACTION_REPEATABLE_READ
- TRANSACTION_SERIALIZABLE
脏读：一个事务读取到另外一个事务未提交的数据
不可重复读：⼀个事务读取到另外⼀个事务已经提交的数据，也就是说⼀个事务可以看到其他事务所做的修改
虚读(幻读)：是指在⼀个事务内读取到了别的事务插⼊的数据，导致前后读取不⼀致。注：和不可重复读类似，但虚读(幻读)会读到其他事务的插⼊的数据，导致前后读取不⼀致
MySQL数据库从入门到实战应用
注：关于事务更多问题在下一篇数据库相关文章中进行总结！