系统架构设计师笔记第19期：应用程序与数据库的交互

应用程序与数据库交互可以通过使用数据库访问API来实现，如JDBC（Java Database Connectivity）。

数据库函数级别访问接口

JDBC是一种面向对象的应用程序接口（API），通过它可以访问各类关系数据库。JDBC也是Java核心类库的一部分，其最大特点是独立于具体的数据库，使得Java程序能方便地与数据库交互并处理所得的结果。

使用JDBC，所有Java程序（包括Java applications，applets和servlet）都能通过SQL语句或存储在数据库中的过程来存取数据库。要通过JDBC来存取某一特定的数据库，必须有相应的JDBC driver，它往往是由生产数据库的厂家提供，是连接JDBC API与具体数据库之间的桥梁。通常，Java程序首先使用JDBC API来与JDBC Driver Manager交互，由JDBC Driver Manager载入指定的JDBC drivers，以后就可以通过JDBC API来存取数据库。

ODBC是一个底层的数据库访问接口，通过它可以使用SQL语言编写的命令对关系型数据库进行操作。JDBC则是面向Java语言的数据库访问接口，它可以在Java应用程序中连接各种关系型数据库，并执行SQL语句。OleDB则是一个基于COM（Component Object Model）的数据库访问接口，它可以在各种编程语言中使用，包括Visual Basic、C++和Java等。

嵌入SQL访问接口

嵌入SQL访问接口是指将SQL语言作为子语言嵌入到宿主语言（如C、C++、Java等）中，以实现访问数据库的目的。这种访问方式通常使用嵌入式SQL编译器将SQL语句转换成宿主语言可以理解的格式，并使用宿主语言的API来连接和操作数据库。

在使用嵌入SQL访问接口时，通常需要进行以下步骤：

1. 编写SQL源文件：在文本编辑器中编写SQL语句，并将其保存为特定的文件格式（如.sql）。
2. 预编译SQL语句：使用嵌入式SQL编译器将SQL源文件转换成宿主语言可以理解的格式，并生成相应的宿主语言代码。
3. 连接数据库：使用宿主语言的API建立与数据库的连接。
4. 执行SQL语句：使用宿主语言的API执行SQL语句，并处理查询结果。

嵌入SQL访问接口提供了一种灵活且可维护的访问数据库的方式，适用于各种规模的应用程序。然而，由于需要使用嵌入式SQL编译器进行预编译，因此对于大规模应用程序，可能会存在一定的性能开销。

通用数据接口标准

通用数据接口标准是指一种规范化的协议，用于在不同的系统、应用程序或设备之间传输和交换数据。这种标准定义了一组通用的数据结构、编码方式和传输协议，以确保数据能够被正确地解析、传输和存储。

常见的通用数据接口标准包括JSON、XML、CSV等。JSON是一种轻量级的数据交换格式，具有易读、易写和易解析的特点，适用于在Web应用程序中传输结构化数据。XML则是一种通用的标记语言，可以用于定义任何结构化文档的格式，常用于在不同系统之间传输和交换数据。CSV则是一种以纯文本形式存储表格数据的格式，常用于在Excel等电子表格软件中导入和导出数据。

此外，还有一些特定的行业和领域使用的通用数据接口标准，例如EDI（Electronic Data Interchange）用于企业之间的数据交换，HL7（Health Level Seven）用于医疗保健行业的数据交换，IEEE 1073标准用于医疗设备之间的数据交换等。

ORM访问接口

ORM（Object Relational Mapping，对象关系映射）访问接口是一种用于访问关系型数据库的接口，它允许开发者使用面向对象编程语言操作数据库。ORM技术旨在解决面向对象编程语言和关系型数据库之间的不匹配问题，它可以将数据库中的表和记录映射到面向对象编程语言中的对象和属性。

ORM访问接口通常由ORM框架提供，如Hibernate、Mybatis和Spring Data JPA等。这些框架提供了许多便捷的方法和功能，如CRUD操作、分页、排序、复杂查询等，使得开发者可以更轻松地访问和操作数据库。

以Spring Data JPA为例，它提供了一组简化JPA（Java Persistence API）开发的框架。开发者可以使用约定好的命名规则写DAO层接口（DAO层是用来访问数据库的），而不需要手动编写所有接口实现。Spring Data JPA可以在不写接口实现的情况下实现对数据库的访问和操作，同时提供了基本的CRUD功能和其他功能，如分页、排序、复杂查询等。

总之，ORM访问接口提供了一种更加便捷和高效的方式来访问和操作关系型数据库，它可以让开发者使用面向对象编程语言来操作数据库，提高了开发效率和代码可读性。