Java开发笔记（一百四十六）JDBC的应用原理

关系数据库使得海量信息的管理成为现实，但各家数据库提供的编程接口不尽相同，就连SQL语法也有所差异，像Oracle、MySQL、SQL Server都拥有自己的开发规则，倘若Java针对每个数据库单独做一套方法，这些数据库操作方法将变得又庞大又冗余。为了解决不同数据库各自为政的问题，Java设计了统一的JDBC规范，只要程序员按照JDBC的方法操作，那么不管什么数据库都能在JDBC框架下正常处理。
JDBC全称“Java DataBase Connectivity”，意思是Java语言的数据库连接管理。JDBC由JDK内部的数据库管理工具类组成，它提供了标准的数据库操作方法，帮助程序员使用统一的方式开展数据库编程，从而提高了数据库编程的开发效率。然而因为JDBC屏蔽了相关的内部细节，所以在操作具体数据库之前，需要额外引入对应的数据库连接器，也就是导入该数据库的jar包。
以MySQL为例，它的Java版本连接器可前往官网下载，下载页面是https://dev.mysql.com/downloads/connector/j/，在该页面的下方选择操作系统“Platform Independent”之后，会显示两种压缩包（tar.gz格式与zip格式），在其中一种的右边单击Download按钮开始下载。下载完毕将文件解压，找到里面的Java连接器如mysql-connector-java-8.0.16.jar，把jar文件添加到Java工程的依赖库，之后即可在Java代码中操作MySQL数据库了。
对于每个数据库来说，JDBC都要求提供下列四个要素：
1、数据库的驱动：要连接哪种数据库，Oracle还是MySQL，这得通过驱动名称来区分。MySQL的驱动类型是com.mysql.cj.jdbc.Driver。
2、数据库的连接地址：如同http地址那样，数据库也有入口的访问地址，该地址包含协议、IP、端口、数据库实例等信息。就MySQL而言，它的连接地址格式形如“jdbc:mysql://IP地址:端口号/数据库实例名称”，注意新版的MySQL还需在地址后面补充时区信息，否则运行会报错。下面是一个完整的MySQL连接地址例子：

jdbc:mysql://localhost:3306/study?serverTimezone=GMT%2B8

3、数据库的用户名：登录数据库时候的用户名称，不同用户拥有不同的权限。
4、数据库的密码：与用户名对应的密码，登录之时会校验用户名与密码是否正确。
只有正确提供上述四个要素，方能通过JDBC连接指定的数据库。完整的连接过程分成两个步骤：加载数据库驱动、根据用户名和密码连接数据库，分别介绍如下：
1、加载数据库驱动
由于数据库的驱动以字符串展现，因此必须借助于反射技术加载驱动，加载数据库驱动的代码示例如下：

String driver_class = "com.mysql.cj.jdbc.Driver"; // 数据库的驱动类
try {
	Class.forName(driver_class); // 加载数据库的驱动（包含初始化动作）
} catch (ClassNotFoundException e) {
	e.printStackTrace();
}

正常情况下，程序只要在运行时加载一次驱动，加载动作本身包含了初始化操作，后续就不必重复加载驱动了。

2、根据用户名和密码连接数据库
连接数据库的本质是获取该数据库的可用连接，调用DriverManager管理类的getConnection方法，输入连接地址、用户名、密码三个参数，校验通过即可获得当前的数据库连接，也就是Connection对象。获取数据库连接的代码例子如下所示：

// 数据库的连接地址。MySQL需要在地址后面添加时区，否则会报错
String dbUrl = "jdbc:mysql://localhost:3306/study?serverTimezone=GMT%2B8";
String dbUserName = "root"; // 数据库的用户名
String dbPassword = "222@@@wwwWWW"; // 数据库的密码
try (Connection conn = DriverManager.getConnection(dbUrl, dbUserName, dbPassword)) {
	// 此处省略了详细的数据库操作代码
} catch (SQLException e) {
	e.printStackTrace();
}

上面代码之所以将Connection对象的赋值动作放到try的圆括号内部，是因为Connection类实现了AutoCloseable接口，意味着只要把它放入try语句，那么无论是否发生异常，系统都会自动调用close方法关闭数据库连接。除了close方法，Connection还提供了下面几个方法：
isClosed：获取数据库的连接状态，返回true表示连接已关闭，返回false表示连接未关闭。
getCatalog：获取该连接的数据库实例名称。
getAutoCommit： 获取数据库的自动提交标志。如果该标志设置为true，则每次执行一条SQL语句，系统都会自动提交该语句的修改内容。
setAutoCommit：设置自动提交的标志，默认为true表示自动提交。
commit：提交数据库的修改。
rollback：回滚数据库的修改。注意要先关闭自动提交，才能通过rollback方法回滚事务。否则报错“Can’t call rollback when autocommit=true”。
createStatement：创建数据库操作的执行报告。
prepareStatement：创建数据库操作的预备报告。
接下来把以上两个连接步骤串起来，形成以下的数据库连接代码：

String driver_class = "com.mysql.cj.jdbc.Driver"; // 数据库的驱动类
// 数据库的连接地址。MySQL需要在地址后面添加时区，否则会报错
String dbUrl = "jdbc:mysql://localhost:3306/study?serverTimezone=GMT%2B8";
String dbUserName = "root"; // 数据库的用户名
String dbPassword = "222@@@wwwWWW"; // 数据库的密码
try {
	Class.forName(driver_class); // 加载数据库的驱动（包含初始化动作）
	// 根据连接地址、用户名、密码来获取数据库的连接
	try (Connection conn = DriverManager.getConnection(dbUrl, dbUserName, dbPassword)) {
		String desc = String.format("数据库%s的连接状态为“%s”，已%s自动提交。", 
				conn.getCatalog(), // 获取该连接的数据库实例名称
				conn.isClosed() ? "关闭" : "连上", // 获取数据库的连接状态
				conn.getAutoCommit() ? "开启" : "关闭" // 获取数据库的自动提交标志
		);
		System.out.println(desc);
	} catch (SQLException e) {
		e.printStackTrace();
	}
} catch (ClassNotFoundException e) {
	e.printStackTrace();
}

运行上面的连接代码，观察到下面的输出日志，由日志可见成功连上了MySQL数据库。

数据库study的连接状态为“连上”，已开启自动提交。

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