JDBC接口讲解与底层实现分析（上）
一、JDBC为什么需要数据库驱动？
数据库是一个产品，想要访问它，就得通过它定义的方式去访问。你可能觉得平时操作时好像并没有按照什么协议访问呀，就是敲了下SQL命令，就有返回结果了。但你记得你是在什么环境下访问的吗？你在cmd终端下输入mysql启动的就是mysql client，是一个客户端，这个客户端其实就是一段程序，它的内部逻辑对你来说是透明的，你给它一段SQL，其实它是会做一定包装的，然后通过一些协议发送给mysql的server服务端。
抓包工具：WireShark
然后打脸了，并没有抓到3306端口的网络包
然后查阅了下《MySQL技术内幕InnoDB存储引擎》:
常用的进程间通信方式有：管道，命名管道，命名字，TCP套接字，Unix域套接字。而MySQL提供的连接方式从本质上看都是上述提及的进程通信方式
1.TCP/IP
TCP/IP套接字的方式是MySQL在任何平台上都提供的连接方式，也是用的最多的。一般情况客户端一台机器去连接服务器另一台机器。两台机器之间就是通过TCP/IP连接。客户端会向服务器MySQL实例发出TCP/IP连接请求，并连接成功
2,。命名管道和共享内存
Windows2003、vista及在此之上的平台，如果两个需要进程通信的进程在同一台机器上，那么可以使用命名管道，配置文件启用--enable-named-pipe。也可以使用共享内存的连接方式，只需要进行配置。
无论哪种方式，与数据库服务器通信肯定还是有一定的协议的
那么mysql，oracle，DB2他们的协议是一样的吗？不是。那么JAVA为每一个协议都去写一个类，是不切合实际的。首先这个协议是别人定的，第二数据库产品太多了。所以JAVA定义了一套接口，也就是JDBC。而协议的实现与通讯就由数据库厂商来提供了，这也就是驱动程序的JAR包。
看一下标准的连接语句
//声明Connection对象
Connection con;
//驱动程序名
String driver = "com.mysql.jdbc.Driver";
//URL指向要访问的数据库名test
String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
String user = "root";
String password = "root";
//遍历查询结果集
try {
//加载驱动程序
Class.forName(driver);
//1.getConnection()方法，连接MySQL数据库
con = DriverManager.getConnection(url,user,password);
//2.创建statement类对象，用来执行SQL语句
Statement statement = con.createStatement();
//要执行的SQL语句
String sql = "select * from student";
//3.ResultSet类，用来存放获取的结果集！！
ResultSet rs = statement.executeQuery(sql);
while(rs.next()){
//获取name这列数据
name = rs.getString("name");
//获取uid这列数据
id = rs.getString("uid");
}
rs.close();
con.close();
} catch(ClassNotFoundException e) {
//数据库驱动类异常处理
System.out.println("Sorry,can`t find the Driver!");
e.printStackTrace();
} catch(SQLException e) {
//数据库连接失败异常处理
e.printStackTrace();
}catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
e.printStackTrace();
}finally{
System.out.println("数据库数据成功获取！！");
}
}所以这个过程总结起来就是:
1.注册一个Driver
2.建立一个到数据库的连接
3.创建一个Statement
4.执行SQL语句
5.处理结果
6.关闭JDBC对象
但是我们都是面向接口编程的，但运行时的对象还是使用的底层实现
来看一个图，看我们是如何使用驱动的（很明显的体现出来了面向接口编程）
二、为什么使用Class.forName来加载数据库驱动，DriverManager的作用
我们平时用Class.forName去加载驱动，可能很多初学者都没太懂这个底层。所以我们来解释下
我们先用最直观的方式连接一下：
Driver driver=new com.mysql.jdbc.Driver();
Connection conn=driver.connect(url, info);
System.out.println(conn);
读者可以用这种方式去试试，看能不能获取连接（肯定是可以的啦 (＠・ˍ・) ）
这个方式就非常直观了，前面是接口，后面是实现类。也就是驱动类。
那么为什么我们平时不用这种直观的方式呢？
因为这样我们的类就与com.mysql.jdbc.Driver这个类直接耦合了
所以我们可以这样改一下：
String driverString="com.mysql.jdbc.Driver";
Driver driver=Class.forName(driverString).newInstance();
Connection conn=driver.connect(url, info);
System.out.println(conn);当系统中多个Driver时，我们手动控制是很麻烦的
DriverManager就是java.sql中的一个工具类,你给它注册进去所有的Driver，它帮你管理，你调用它的getConnection
会智能帮你选择合适的Driver并创建连接Connection
String driverString="com.mysql.jdbc.Driver";
Driver driver=Class.forName(driverString).newInstance();
String driverString2="oracle.jdbc.driver.OracleDriver";
Driver driver2=Class.forName(driverString).newInstance();
DriverManager.registerDriver(driver1);
DriverManager.registerDriver(driver2);
con = DriverManager.getConnection(url,user,password);但这样去写其实也是很繁琐的，进一步简化就成为第一部分的简化方案：
//加载驱动程序
Class.forName(driver);
//1.getConnection()方法，连接MySQL数据库
con = DriverManager.getConnection(url,user,password);源码：
它自己会保存一份所有driver的列表
// List of registered JDBC drivers
private final static CopyOnWriteArrayList registeredDrivers = new CopyOnWriteArrayList(); 我们前面已经调用Class.forName()，系统已经加载了我们所需要的实现类
DriverManager加载进来时会执行以下静态语句
static {
loadInitialDrivers();
println("JDBC DriverManager initialized");
}然后我们调用getConnection时，它就会遍历列表的驱动，帮我们找到合适的驱动Driver并使用
（下面是部分重点代码，完整的请参考Java源码）
// Worker method called by the public getConnection() methods.
private static Connection getConnection(
String url, java.util.Properties info, Class caller) throws SQLException {
// Walk through the loaded registeredDrivers attempting to make a connection.
// Remember the first exception that gets raised so we can reraise it.
SQLException reason = null;
for(DriverInfo aDriver : registeredDrivers) {
// If the caller does not have permission to load the driver then
// skip it.
if(isDriverAllowed(aDriver.driver, callerCL)) {
try {
println(" trying " + aDriver.driver.getClass().getName());
Connection con = aDriver.driver.connect(url, info);
if (con != null) {
// Success!
println("getConnection returning " + aDriver.driver.getClass().getName());
return (con);
}
} catch (SQLException ex) {
if (reason == null) {
reason = ex;
}
}
} else {
println(" skipping: " + aDriver.getClass().getName());
}
}
// if we got here nobody could connect.
if (reason != null) {
println("getConnection failed: " + reason);
throw reason;
}
println("getConnection: no suitable driver found for "+ url);
throw new SQLException("No suitable driver found for "+ url, "08001");
}
}三、Statement与PreparedStatment区别
PreparedStatement是带预编译功能的
使用的规律就是他们都是connection创建出来，
但Statement是没有参数的，
而PreparedStatement的参数是sql的字符串（因为它要预编译sql嘛，所以必须要有sql参数）
摘取http://www.52testing.com/showart.asp?id=67
1.什么叫预编译：
通过Statement对象执行SQL语句时，需要将SQL语句发送给DBMS，由DBMS首先进行编译后再执行。
预编译语句和Statement不同，在创建PreparedStatement 对象时就指定了SQL语句，该语句立即发送给DBMS进行编译。当该编译语句被执行时，DBMS直接运行编译后的SQL语句，而不需要像其他SQL语句那样首先将其编译。
2、什么时候使用预编译语句
一般是在需要反复使用一个SQL语句时才使用预编译语句，预编译语句常常放在一个fo r或者while循环里面使用，通过反复设置参数从而多次使用该SQL语句。为了防止SQL注入漏洞，在某些数据操作中也使用预编译语句。
3、为什么使用预编译语句
(1) 防止SQL注入
(2)提高效率
数据库处理一个SQL语句，需要完成解析SQL语句、检查语法和语义以及生成代码，一般说来，处理时间要比执行语句所需要的时间长。预编译语句在创建的时候已经是将指定的SQL语句发送给了DBMS，完成了解析、检查、编译等工作。因此，当一个SQL语句需要执行多次时，使用预编译语句可以减少处理时间，提高执行效率。
(3)提高代码的可读性和可维护性
将参数与SQL语句分离出来，这样就可以方便对程序的更改和扩展，同样，也可以减少不必要的错误。
http://www.cnblogs.com/springside-example/archive/2008/02/03/2529943.html
这样生成数据库底层的内部命令（编译后的SQL），并将该命令封装在preparedStatement对象中，可以减轻数据库负担，提高访问数据库速度。
并没有找到很多这块的资料，所以个人理解是：
Statement创建时不需要传参数，只有execute时才一条一条SQL发送给服务器然后从服务器获取结果
而PreparedStatement则创建时需要创建参数，它会先发送这个SQL给数据库，进行解析检查编译成编译后的语句。关键就在这里：存的不是SQL，而是编译后的语句。这个编译出来的语句还会留出坑：放参数
这样使用起来就不需要再编译了，将坑填满，放入参数。所以效率很高，尤其在于反复使用同一个语句。
那么如何防止SQL注入：我的理解是
(1) 首先在PreparedStatement中可以有相关的过滤，类型不同。比如应该传入int型的，传入了123‘ or 1=1'，肯定是能判断出来的。而Statement是不做这种判断的，直接拼接传入数据库了，就SQL注入攻击成功了
(2) 我们刚刚说了存放的编译的语句，然后有放参数的坑，这个参数就非常严格了。也许 or 这样的SQL语句编译之后已经不是or 这样的字符串。所以你传入123‘ or 1=1' （or是没有编译前的SQL），和已经编译后的语句拼接，那肯定是不能成功被解析为or这个逻辑的（仅仅是个人理解！！！！！！）
所以说字符串的SQL注入也是不能成功的，也就是说类型相同，如本该传入String型‘aaa’ 而传入aaa‘ or 1=1'。按照刚刚的第一条过滤应该判断不了，所以第二条的原因，还是不能成功注入
（证明见下面的使用API的代码）
贴一段JAVA JDK源码
这是Connection.prepareStatement(sql)语句
/**
* Creates a PreparedStatement object for sending
* parameterized SQL statements to the database.
*
* A SQL statement with or without IN parameters can be
* pre-compiled and stored in a PreparedStatement object. This
* object can then be used to efficiently execute this statement
* multiple times.
*
*
Note: This method is optimized for handling
* parametric SQL statements that benefit from precompilation. If
* the driver supports precompilation,
* the method prepareStatement will send
* the statement to the database for precompilation. Some drivers
* may not support precompilation. In this case, the statement may
* not be sent to the database until the PreparedStatement
* object is executed. This has no direct effect on users; however, it does
* affect which methods throw certain SQLException objects.
*
* Result sets created using the returned PreparedStatement
* object will by default be type TYPE_FORWARD_ONLY
* and have a concurrency level of CONCUR_READ_ONLY.
* The holdability of the created result sets can be determined by
* calling {@link #getHoldability}.
*
* @param sql an SQL statement that may contain one or more '?' IN
* parameter placeholders
* @return a new default PreparedStatement object containing the
* pre-compiled SQL statement
* @exception SQLException if a database access error occurs
* or this method is called on a closed connection
*/
PreparedStatement prepareStatement(String sql)
throws SQLException;
注释也说了，是把预编译的语句存放在PreparedStatement对象中的
那么我们看下PreparedStatement这个类中是不是有呢：
class ParseInfo {
char firstStmtChar = 0;
boolean foundLoadData = false;
long lastUsed = 0;
int statementLength = 0;
int statementStartPos = 0;
boolean canRewriteAsMultiValueInsert = false;
byte[][] staticSql = null;
boolean isOnDuplicateKeyUpdate = false;
int locationOfOnDuplicateKeyUpdate = -1;
String valuesClause;
boolean parametersInDuplicateKeyClause = false;
/**
* Represents the "parsed" state of a client-side prepared statement, with the statement broken up into it's static and dynamic (where parameters are
* bound) parts.
*/
ParseInfo(String sql, MySQLConnection conn, java.sql.DatabaseMetaData dbmd, String encoding, SingleByteCharsetConverter converter) throws SQLException {
this(sql, conn, dbmd, encoding, converter, true);
}我觉得上述内部类和方法就是存放编译后的SQL语句了，存放方式蛮复杂的，二进制数组等等
看下使用API方法
Connection conn=driver.connect(url, p);
while(rs.next())
{
System.out.println(rs.getString(1));
}
Statement s=conn.createStatement();
rs=s.executeQuery("select * from wk where username='xx' or 1=1");
System.out.println("using Statement");
while(rs.next())
{
System.out.println(rs.getString(1));
}
PreparedStatement ps=conn.prepareStatement("select * from wk where username=?");
ps.setString(1, "xx' or 1=1");
ResultSet rs=ps.executeQuery();
System.out.println("using PreparedStatement"); 这个过程：
（这个程序运行可以发现字符串的SQL注入是没成功的）
好了 ，剩下的部分下一篇再写吧，要不然文章太长了
四、
那么这个实现类在系统中是否是单例呢？
五、连接池
使用了动态代理模式
六、spring中如何使用JDBC