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JDBC简介
Java DataBase Connectivity
是Java程序访问数据库的标准接口。
实际上，一个MySQL的JDBC的驱动就是一个jar包，它本身也是纯Java编写的。
我们自己编写的代码只需要引用Java标准库提供的java.sql包下面的相关接口，
由此再间接地通过MySQL驱动的jar包通过网络访问MySQL服务器，所有复杂的网络通讯都被封装到JDBC驱动中，
因此，Java程序本身只需要引入一个MySQL驱动的jar包就可以正常访问MySQL服务器：
使用JDBC的好处是：
- 各数据库厂商使用相同的接口，Java代码不需要针对不同数据库分别开发；
- Java程序编译期仅依赖java.sql包，不依赖具体数据库的jar包；
- 可随时替换底层数据库，访问数据库的Java代码基本不变。
1. JDBC查询-ps.executeQuery()
使用
PreparedStatement进行各种SELECT，然后处理结果集
1.1 添加Maven依赖
选择了MySQL作为数据库，所以我们首先得找一个MySQL的JDBC驱动。
所谓JDBC驱动，其实就是一个第三方jar包，我们直接添加一个Maven依赖就可以了：（根据自己的mysql版本）
mysql
mysql-connector-java
5.1.47
runtime
注意到这里添加依赖的scope是runtime，因为编译Java程序并不需要MySQL的这个jar包，只有在运行期才需要使用。
如果把runtime改成compile，虽然也能正常编译，但是在IDE里写程序的时候，会多出来一大堆类似com.mysql.jdbc.Connection这样的类，非常容易与Java标准库的JDBC接口混淆，所以坚决不要设置为compile。
1.2 创建数据库和表
有了驱动，我们还要确保MySQL在本机正常运行，并且还需要准备一点数据。这里我们用一个脚本创建数据库和表，然后插入一些数据：
-- 创建数据库learjdbc:
DROP DATABASE IF EXISTS learnjdbc;
CREATE DATABASE learnjdbc;
-- 创建登录用户learn/口令learnpassword
CREATE USER IF NOT EXISTS learn@'%' IDENTIFIED BY 'learnpassword';
GRANT ALL PRIVILEGES ON learnjdbc.* TO learn@'%' WITH GRANT OPTION;
FLUSH PRIVILEGES;
-- 创建表students:
USE learnjdbc;
CREATE TABLE students (
id BIGINT AUTO_INCREMENT NOT NULL,
name VARCHAR(50) NOT NULL,
gender TINYINT(1) NOT NULL,
grade INT NOT NULL,
score INT NOT NULL,
PRIMARY KEY(id)
) Engine=INNODB DEFAULT CHARSET=UTF8;
-- 插入初始数据:
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小明', 1, 1, 88);
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小红', 1, 1, 95);
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小军', 0, 1, 93);
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小白', 0, 1, 100);
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小牛', 1, 2, 96);
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小兵', 1, 2, 99);
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小强', 0, 2, 86);
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小乔', 0, 2, 79);
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小青', 1, 3, 85);
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小王', 1, 3, 90);
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小林', 0, 3, 91);
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小贝', 0, 3, 77);
1.3 JDBC连接
使用JDBC时，我们先了解什么是Connection。
Connection代表一个JDBC连接，它相当于Java程序到数据库的连接（通常是TCP连接）。
打开一个Connection时，需要准备URL、用户名和口令，才能成功连接到数据库。
URL是由数据库厂商指定的格式，例如，MySQL的URL是：
jdbc:mysql://:/?key1=value1&key2=value2
假设数据库运行在本机localhost，端口使用标准的3306，数据库名称是learnjdbc，那么URL如下：
jdbc:mysql://localhost:3306/learnjdbc?useSSL=false&characterEncoding=utf8
后面的两个参数表示不使用SSL加密，使用UTF-8作为字符编码（注意MySQL的UTF-8是utf8）。
获取数据库连接
要获取数据库连接，使用如下代码：
// JDBC连接的URL, 不同数据库有不同的格式:
String JDBC_URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
String JDBC_USER = "root";
String JDBC_PASSWORD = "password";
// 获取连接:
Connection conn = DriverManager.getConnection(JDBC_URL, JDBC_USER, JDBC_PASSWORD);
// TODO: 访问数据库...
// 关闭连接:
conn.close();
核心代码是DriverManager提供的静态方法getConnection()。
DriverManager会自动扫描classpath，找到所有的JDBC驱动，然后根据我们传入的URL自动挑选一个合适的驱动。
因为JDBC连接是一种昂贵的资源，所以使用后要及时释放。
使用try (resource)来自动释放JDBC连接是一个好方法：
try (Connection conn = DriverManager.getConnection(JDBC_URL, JDBC_USER, JDBC_PASSWORD)) {
...
}
关于try的写法：[深入理解 Java try-with-resource ]([http://www.kissyu.org/2016/10/06/深入理解Java try-with-resource/](http://www.kissyu.org/2016/10/06/深入理解Java try-with-resource/)) 或者 掘金
JDBC查询
获取到JDBC连接后，下一步我们就可以查询数据库了。查询数据库分以下几步：
- 通过
Connection提供的createStatement()方法创建一个Statement对象，用于执行一个查询； - 执行
Statement对象提供的executeQuery("SELECT * FROM students")并传入SQL语句，执行查询并获得返回的结果集，使用ResultSet来引用这个结果集； - 反复调用
ResultSet的next()方法并读取每一行结果。
完整查询代码如下：(有SQL注入的隐患)
try (Connection conn = DriverManager.getConnection(JDBC_URL, JDBC_USER, JDBC_PASSWORD)) {
try (Statement stmt = conn.createStatement()) {
try (ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT id, grade, name, gender FROM students WHERE gender=1")) {
while (rs.next()) {
long id = rs.getLong(1); // 注意：索引从1开始
long grade = rs.getLong(2);
String name = rs.getString(3);
int gender = rs.getInt(4);
}
}
}
}
注意要点：
-
Statment和ResultSet都是需要关闭的资源，因此嵌套使用try (resource)确保及时关闭； -
rs.next()用于判断是否有下一行记录，如果有，将自动把当前行移动到下一行（一开始获得ResultSet时当前行不是第一行）； -
ResultSet获取列时，索引从1开始而不是0； -
必须根据
SELECT的列的对应位置来调用getLong(1)，getString(2)这些方法，否则对应位置的数据类型不对，将报错。
SQL注入
由于执行的sql语句通常是 通过拼接字符串得到的，如
stmt.executeQuery("SELECT * FROM user WHERE login='" + name + "' AND pass='" + pass + "'");
其中的name和pass是通过网页输入后得到
在执行statement的 executQuery() 方法的时候，可能被传入精心构造的 字符串，造成SQL注入攻击
解决办法：
使用PreparedStatement
使用PreparedStatement可以完全避免SQL注入的问题，
因为PreparedStatement始终使用?作为占位符，并且把数据连同SQL本身传给数据库，这样可以保证每次传给数据库的SQL语句是相同的，只是占位符的数据不同，还能高效利用数据库本身对查询的缓存。
上述登录SQL如果用PreparedStatement可以改写如下：
User login(String name, String pass) {
...
String sql = "SELECT * FROM user WHERE login=? AND pass=?";
PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql);
ps.setObject(1, name);
ps.setObject(2, pass);
...
}
所以，PreparedStatement比Statement更安全，而且更快。
使用Java对数据库进行操作时，必须使用PreparedStatement，严禁任何通过参数拼字符串的代码！
改写上述查询：
我们把上面使用Statement的代码改为使用PreparedStatement：
try (Connection conn = DriverManager.getConnection(JDBC_URL, JDBC_USER, JDBC_PASSWORD)) {
try (PreparedStatement ps = conn.prepareStatement("SELECT id, grade, name, gender FROM students WHERE gender=? AND grade=?")) {
ps.setObject(1, "M"); // 注意：索引从1开始
ps.setObject(2, 3);
try (ResultSet rs = ps.executeQuery()) {
while (rs.next()) {
long id = rs.getLong("id");
long grade = rs.getLong("grade");
String name = rs.getString("name");
String gender = rs.getString("gender");
}
}
}
}
使用PreparedStatement和Statement稍有不同，
必须首先调用setObject()设置每个占位符?的值，最后获取的仍然是ResultSet对象。
另外注意到从结果集读取列时，使用String类型的列名比索引要易读，而且不易出错。
关于聚合查询结果的读取：
注意到JDBC查询的返回值总是ResultSet，即使我们写这样的聚合查询SELECT SUM(score) FROM ...，也需要按结果集读取：
ResultSet rs = ...
if (rs.next()) {
double sum = rs.getDouble(1);
}
数据类型的对应
使用JDBC的时候，我们需要在Java数据类型和SQL数据类型之间进行转换。JDBC在java.sql.Types定义了一组常量来表示如何映射SQL数据类型，但是平时我们使用的类型通常也就以下几种：
| SQL数据类型 | Java数据类型 |
|---|---|
| BIT, BOOL | boolean |
| INTEGER | int |
| BIGINT | long |
| REAL | float |
| FLOAT, DOUBLE | double |
| CHAR, VARCHAR | String |
| DECIMAL | BigDecimal |
| DATE | java.sql.Date, LocalDate |
| TIME | java.sql.Time, LocalTime |
注意：只有最新的JDBC驱动才支持LocalDate和LocalTime。
2. JDBC更新-ps.executeUpdate()
使用JDBC执行
INSERT、UPDATE和DELETE都可视为更新操作；更新操作使用
PreparedStatement的executeUpdate()进行，返回受影响的行数。
2.1 插入:INSERT
插入操作是INSERT，即插入一条新记录。
通过JDBC进行插入，本质上也是用PreparedStatement执行一条SQL语句，不过最后执行的不是executeQuery()，而是executeUpdate()。示例代码如下：
try (Connection conn = DriverManager.getConnection(JDBC_URL, JDBC_USER, JDBC_PASSWORD)) {
try (PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(
"INSERT INTO students (id, grade, name, gender) VALUES (?,?,?,?)")) {
ps.setObject(1, 999); // 注意：索引从1开始
ps.setObject(2, 1); // grade
ps.setObject(3, "Bob"); // name
ps.setObject(4, "M"); // gender
int n = ps.executeUpdate(); // 1
}
}
设置参数与查询是一样的，有几个?占位符就必须设置对应的参数。虽然Statement也可以执行插入操作，但我们仍然要严格遵循绝不能手动拼SQL字符串的原则，以避免安全漏洞。
当成功执行executeUpdate()后，返回值是int，表示插入的记录数量。此处总是1，因为只插入了一条记录。
2.2 插入并获取主键
如果数据库的表设置了自增主键，那么在执行INSERT语句时，并不需要指定主键，数据库会自动分配主键。对于使用自增主键的程序，有个额外的步骤，就是如何获取插入后的自增主键的值。
要获取自增主键，不能先插入，再查询。因为两条SQL执行期间可能有别的程序也插入了同一个表。获取自增主键的正确写法是在创建PreparedStatement的时候，指定一个RETURN_GENERATED_KEYS标志位，表示JDBC驱动必须返回插入的自增主键。示例代码如下：
try (Connection conn = DriverManager.getConnection(JDBC_URL, JDBC_USER, JDBC_PASSWORD)) {
try (PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(
"INSERT INTO students (grade, name, gender) VALUES (?,?,?)",
Statement.RETURN_GENERATED_KEYS)) {
ps.setObject(1, 1); // grade
ps.setObject(2, "Bob"); // name
ps.setObject(3, "M"); // gender
int n = ps.executeUpdate(); // 1
try (ResultSet rs = ps.getGeneratedKeys()) {
if (rs.next()) {
long id = rs.getLong(1); // 注意：索引从1开始
}
}
}
}
观察上述代码，有两点注意事项：
- 调用
prepareStatement()时，第二个参数必须传入常量Statement.RETURN_GENERATED_KEYS，否则JDBC驱动不会返回自增主键； - 执行
executeUpdate()方法后，必须调用getGeneratedKeys()获取一个ResultSet对象，这个对象包含了数据库自动生成的主键的值，读取该对象的每一行来获取自增主键的值。
如果一次插入多条记录，那么这个ResultSet对象就会有多行返回值。如果插入时有多列自增，那么ResultSet对象的每一行都会对应多个自增值（自增列不一定必须是主键）。
2.3 更新: UPDATE
更新操作是UPDATE语句，它可以一次更新若干列的记录。更新操作和插入操作在JDBC代码的层面上实际上没有区别，除了SQL语句不同：
try (Connection conn = DriverManager.getConnection(JDBC_URL, JDBC_USER, JDBC_PASSWORD)) {
try (PreparedStatement ps = conn.prepareStatement("UPDATE students SET name=? WHERE id=?")) {
ps.setObject(1, "Bob"); // 注意：索引从1开始
ps.setObject(2, 999);
int n = ps.executeUpdate(); // 返回更新的行数
}
}
executeUpdate()返回数据库实际更新的行数。返回结果可能是正数，也可能是0（表示没有任何记录更新）。
2.4 删除:DELETE
删除操作是DELETE语句，它可以一次删除若干列。和更新一样，除了SQL语句不同外，JDBC代码都是相同的：
try (Connection conn = DriverManager.getConnection(JDBC_URL, JDBC_USER, JDBC_PASSWORD)) {
try (PreparedStatement ps = conn.prepareStatement("DELETE FROM students WHERE id=?")) {
ps.setObject(1, 999); // 注意：索引从1开始
int n = ps.executeUpdate(); // 删除的行数
}
}
3. JDBC事务
数据库事务具有ACID特性：
- Atomicity：原子性
- Consistency：一致性
- Isolation：隔离性
- Durability：持久性
SQL标准定义了4种隔离级别，分别对应可能出现的数据不一致的情况：
| Isolation Level | 脏读（Dirty Read） | 不可重复读（Non Repeatable Read） | 幻读（Phantom Read） |
|---|---|---|---|
| Read Uncommitted | Yes | Yes | Yes |
| Read Committed | - | Yes | Yes |
| Repeatable Read | - | - | Yes |
| Serializable | - | - | - |
详细的关于 事务 的知识，查看 SQL 对应内容
事务代码
要在JDBC中执行事务，本质上就是如何把多条SQL包裹在一个数据库事务中执行。我们来看JDBC的事务代码：
Connection conn = openConnection();
try {
// 关闭自动提交:
conn.setAutoCommit(false);
// 执行多条SQL语句:
insert(); update(); delete();
// 提交事务:
conn.commit();
} catch (SQLException e) {
// 回滚事务:
conn.rollback();
} finally {
conn.setAutoCommit(true);
conn.close();
}
其中，开启事务的关键代码是conn.setAutoCommit(false)，表示关闭自动提交。
提交事务的代码在执行完指定的若干条SQL语句后，调用conn.commit()。
要注意事务不是总能成功，如果事务提交失败，会抛出SQL异常（也可能在执行SQL语句的时候就抛出了），此时我们必须捕获并调用conn.rollback()回滚事务。
最后，在finally中通过conn.setAutoCommit(true)把Connection对象的状态恢复到初始值。
实际上，默认情况下，我们获取到Connection连接后，总是处于“自动提交”模式，也就是每执行一条SQL都是作为事务自动执行的，这也是为什么前面几节我们的更新操作总能成功的原因：因为默认有这种“隐式事务”。只要关闭了Connection的autoCommit，那么就可以在一个事务中执行多条语句，事务以commit()方法结束。
设定事务隔离级别
如果要设定事务的隔离级别，可以使用如下代码：
// 设定隔离级别为READ COMMITTED:
conn.setTransactionIsolation(Connection.TRANSACTION_READ_COMMITTED);
如果没有调用上述方法，那么会使用数据库的默认隔离级别。MySQL的默认隔离级别是REPEATABLE READ。
例子：插入一个学生成绩记录
static void insertStudents(String name, boolean gender, int grade, int score) throws SQLException {
try (Connection conn = DriverManager.getConnection(jdbcUrl, jdbcUsername, jdbcPassword)) {
boolean isAutoCommit = conn.getAutoCommit();
conn.setAutoCommit(false); // 关闭自动提交事务
try (PreparedStatement ps = conn
.prepareStatement("INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES (?, ?, ?, ?)")) {
ps.setString(1, name);
ps.setBoolean(2, gender);
ps.setInt(3, grade);
ps.setInt(4, score);
int n = ps.executeUpdate();
System.out.println(n + " inserted.");
}
if (score > 100) {
conn.rollback();
System.out.println("rollback.");
} else {
conn.commit();
System.out.println("commit.");
}
conn.setAutoCommit(isAutoCommit); // 恢复AutoCommit设置
}
}
4 JDBC Batch
在JDBC代码中，我们可以利用SQL数据库的这一特性，把同一个SQL但参数不同的若干次操作合并为一个batch执行。我们以批量插入为例，示例代码如下：
try (PreparedStatement ps = conn.prepareStatement("INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES (?, ?, ?, ?)")) {
// 对同一个PreparedStatement反复设置参数并调用addBatch():
for (String name : names) {
ps.setString(1, name);
ps.setBoolean(2, gender);
ps.setInt(3, grade);
ps.setInt(4, score);
ps.addBatch(); // 添加到batch
}
// 执行batch:
int[] ns = ps.executeBatch();
for (int n : ns) {
System.out.println(n + " inserted."); // batch中每个SQL执行的结果数量
}
}
执行batch和执行一个SQL不同点在于，需要对同一个PreparedStatement反复设置参数并调用addBatch()，这样就相当于给一个SQL加上了多组参数，相当于变成了“多行”SQL。
第二个不同点是调用的不是executeUpdate()，而是executeBatch()，因为我们设置了多组参数，相应地，返回结果也是多个int值，因此返回类型是int[]，循环int[]数组即可获取每组参数执行后影响的结果数量。
例子
批量插入学生记录
static void batchInsertStudents(List names, boolean gender, int grade, int score) throws SQLException {
try (Connection conn = DriverManager.getConnection(jdbcUrl, jdbcUsername, jdbcPassword)) {
boolean isAutoCommit = conn.getAutoCommit();
conn.setAutoCommit(false); // 关闭自动提交事务
try (PreparedStatement ps = conn
.prepareStatement("INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES (?, ?, ?, ?)")) {
for (String name : names) {
ps.setString(1, name);
ps.setBoolean(2, gender);
ps.setInt(3, grade);
ps.setInt(4, score);
ps.addBatch(); // 添加到batch
}
int[] ns = ps.executeBatch(); // 执行batch
for (int n : ns) {
System.out.println(n + " inserted."); // batch中每个SQL执行的结果数量
}
}
conn.commit();
conn.setAutoCommit(isAutoCommit); // 恢复AutoCommit设置
}
}
5. JDBC连接池
在执行JDBC的增删改查的操作时，如果每一次操作都来一次打开连接，操作，关闭连接，那么创建和销毁JDBC连接的开销就太大了。为了避免频繁地创建和销毁JDBC连接，我们可以通过连接池（Connection Pool）复用已经创建好的连接。
JDBC连接池有一个标准的接口javax.sql.DataSource，注意这个类位于Java标准库中，但仅仅是接口。要使用JDBC连接池，我们必须选择一个JDBC连接池的实现。
常用的JDBC连接池
- HikariCP
- C3P0
- BoneCP
- Druid
目前使用最广泛的是HikariCP。我们以HikariCP为例，要使用JDBC连接池，先添加HikariCP的依赖如下：
com.zaxxer
HikariCP
2.7.1
创建连接池实例
紧接着，我们需要创建一个DataSource实例，这个实例就是
连接池：
HikariConfig config = new HikariConfig();
config.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/test");
config.setUsername("root");
config.setPassword("password");
config.addDataSourceProperty("connectionTimeout", "1000"); // 连接超时：1秒
config.addDataSourceProperty("idleTimeout", "60000"); // 空闲超时：60秒
config.addDataSourceProperty("maximumPoolSize", "10"); // 最大连接数：10
DataSource ds = new HikariDataSource(config);
注意创建DataSource也是一个非常昂贵的操作，所以通常DataSource实例总是作为一个全局变量存储，并贯穿整个应用程序的生命周期。
使用连接池
有了连接池以后，我们如何使用它呢？和前面的代码类似，只是获取Connection时，把DriverManage.getConnection()改为ds.getConnection()：
try (Connection conn = ds.getConnection()) { // 在此获取连接
...
} // 在此“关闭”连接
通过连接池获取连接时，并不需要指定JDBC的相关URL、用户名、口令等信息，因为这些信息已经存储在连接池内部了（创建HikariDataSource时传入的HikariConfig持有这些信息）。一开始，连接池内部并没有连接，所以，第一次调用ds.getConnection()，会迫使连接池内部先创建一个Connection，再返回给客户端使用。当我们调用conn.close()方法时（在try(resource){...}结束处），不是真正“关闭”连接，而是释放到连接池中，以便下次获取连接时能直接返回。
因此，连接池内部维护了若干个Connection实例，如果调用ds.getConnection()，就选择一个空闲连接，并标记它为“正在使用”然后返回，如果对Connection调用close()，那么就把连接再次标记为“空闲”从而等待下次调用。这样一来，我们就通过连接池维护了少量连接，但可以频繁地执行大量的SQL语句。
通常连接池提供了大量的参数可以配置，例如，维护的最小、最大活动连接数，指定一个连接在空闲一段时间后自动关闭等，需要根据应用程序的负载合理地配置这些参数。此外，大多数连接池都提供了详细的实时状态以便进行监控。