基于java实现的数据库管理系统

一、需求分析说明

通过对数据库系统原理的学习，掌握数据库管理系统的运行原理，尝试在给定的DBF文件操作框架的物理储存基础上通过java建立一个数据库管理系统，以更好的温习学习的知识。

基本功能如下：

实现创建表，并把约束条件存储到建立好的数据字典中

为表添加删除列操作和删除表操作

实现对表数据的插入操作，并实现插入前约束检测

实现对表数据删除操作

实现对表数据的修改操作，修改前对修改数据进行约束检测

实现对表数据的查询操作，完成多表查询，单条件多条件查询，单字段排序与多字段排序

实现对输入过的SQL语句进行系统日志记录，并添加时间

界面友好，易与操作，通过创建一个简单的窗口实现对SQL语句的输入和对运行结果的显示

二、模块分析

该系统存在于com.silence.mysql包中，系统文件夹目录下的data文件夹是数据库DBF文件的存储目录，logs文件夹是系统日志文件目录。

2.1系统主模块

该模块是数据库系统的主模块，在包主目录下，包括三个类DBMS.java、DBMSForm.java、MyException：

DBMS.java：系统的运行中心，通过输入的SQL语句开头将SQL语句传入到相应的子模块，并对SQL语句进行标准化预处理；通过对输入的正确的SQL语句实现对系统日志的记录

DBMSForm.java:系统的显示窗口，通过单例模式创建一个显示窗口，实现对SQl语句的输入操作和对运行结果的反馈显示，提供接口实现让其他模块运行时对UI界面的即时刷新，该类中的main函数是系统的运行入口

MyException.java：自定义异常，通过接收子模块抛出的运行时异常，实现将异常反馈输出到UI界面中供用户参考

2.2 DBF文件操作模块

该模块在包名下的dbf包中，通过javadbf4.1.jar包提供的DBF文件操作函数库，实现对数据库DBF文件的读写操作，该模块包括DBFContent.java和DBFUtils.java两个类。

DBFContent.java：这个是一个JavaBean，通过将读取到的DBF中数据存储到这个JavaBean中，实现对数据库中数据的操作

DBFUtils.java：DBF文件操作工具类，通过对javadbf4.1.jar中函数的调用，实现对DBF文件的读写操作，提供创建表，插入表和查询表的操作函数

2.3 where条件处理模块

该模块在包名下的where包中，通过对SQL字符串中提取的where块的解析，实现将where语句条件翻译成OR条件组，OR条件组中包括AND条件组，条件组类中提供对一条记录的条件匹配操作函数，进而实现对一条记录的where条件匹配操作，供数据库子模块使用。该模块包括两个类：OrOfWhere.java和AndOfWhere.java：

OrOfWhere.java：每个实例代表由OR连接的条件语句块的一边，OR语句块中可能包含多个And语句

AndOfWhere.java：每个实例代表一个AND连接的条件语句块的一边，AND语句块实现了Between…and…、=、<>、<、<=、>、>=条件匹配

2.4 数据库功能子模块

该模块在包名下的module包中，其中包括Create.java、Alter.java、Drop.java、Insert.java、Delete.java、Update.java、Select.java七个功能，每个模块的构造函数和init()函数执行对SQL语句的解析和信息提取，合成可视化的执行类，模块中的excuteSQL()函数是该模块的执行函数，执行结果返回到DBMSForm中进行UI刷新，信息反馈。

2.4.1 Create创建表模块（Create.java）

通过对Create table Student(列名 数据类型 约束条件 ………）;语句的截取得到表名，将“（”和“）”中间的字符串以逗号分开得到列字符串，再以空格分解得到列名，类型和约束条件。

通过对DBFUtils.createDBF()函数的调用实现表的创建操作，将约束条件作为记录添加到data目录下的“constraint.dbf”中实现对约束条件的数据字典存储，操作过程中，primary key,unique，not null模仿Linux中的权限数的方式，primary key为1，unique为2，not null为4，来实现一个整数记录三个约束条件的目的。

2.4.2 Alter添加删除列（Alter.java）

通过对SQL字符串拆分解析，提取表名、列名和“ADD”、“DROP”，将对应数据表中的数据读取到内存中，并根据列名对DBFContent中的字段数组进行增加和删除，再将执行后的DBFContent回写入DBF文件中，实现添加删除列操作。

2.4.3 DROP删除表（Drop.java)

由于每个数据库表以一个文件来存储，文件名即是表名，删除表操作实际上是提取SQL字符串中的表名，再到data文件夹下删除对应的文件。

2.4.4 Insert添加记录（Insert.java)

根据空格拆分SQL字符串，提取表名和列属性的键值对，通过查找“constraint.dbf”中的对应表的记录获取该表的列约束条件，将约束条件与插入数据键值对和原表中记录进行匹配，若违反约束条件将拒绝插入；符合约束条件将原表中的数据DBFContent中添加新插入的记录数据，并将数据回写入DBF文件中，从而实现数据插入操作。

2.4.5 Delete删除记录（Delete.java）

通过空格拆分SQL字符串得到待删除表名和删除Where条件，使用where模块中的OR和And条件组进行表中记录的条件匹配，将条件匹配的记录从DBFContent中删除，再把DBFContent回写入DBF文件，实现对表数据的删除操作。

2.4.6 Update修改操作（Update.java）

通过空格拆分SQL字符串得到待修改表名、修改键值对和修改Where条件，使用where中的OR和AND条件组实现对表中需修改记录的查询，再通过查询“constraint.dbf”中的约束条件，和原表中的需修改记录以外的记录进行匹配操作，若修改数据违反约束条件，拒绝修改；若符合约束条件，则将待修改记录的对应键值对修改完成后，添加到其他记录组成的DBFContent中，回写到DBF文件中，实现数据表的修改操作。

2.4.7 Select查询操作（Select.java）

通过以空格为分界点对SQL字符串进行拆分得到字符串数组，查找select,from,where,group by,order by限定字串的下标，将字符串数组拆分成各个限定子串的语句块。

Select后的语句块提取到Args类中，记录要查询的列名，特殊处理“*”为所有列名的通配符

From后的语句块为查询表表名，将其提取到List froms中

Where通过where模块的OR和AND条件组将条件提取封装到OR条件组List中

Group by后的语句块提取到List groups中

Order by后的语句块提取到List orders中

之后，通过对每个模块的数据处理

translateWhere():提取where数组中的字符串以OR和AND为分界点，循环处理每个单条件

singleAndTranslate():将单条件中的比较符号，比较符号两边的数值或列名提取并封装到AndOfWhere中。

读取froms中的所有表DBF数据，根据列名键值对应相等将两个表进行连接，把第二个表多出的数据添加到第一个表，之后再和第三个表进行连接操作，以此类推。

在执行SQL语句查询时，得到的结果集根据orders中的列名和升序降序条件构造Comparer比较器，通过比较器实现对数据库结果集的排序输出

点击下载源码