【Java 进阶篇】JDBC（Java Database Connectivity）详解
JDBC（Java Database Connectivity）是 Java 中用于连接和操作数据库的标准 API。它允许 Java 应用程序与不同类型的数据库进行交互，执行查询、插入、更新和删除等操作。本文将详细介绍 JDBC 的各个类及其用法，以帮助您更好地理解和使用 JDBC。
JDBC 架构
在了解 JDBC 的各个类之前，让我们先了解 JDBC 的基本架构。JDBC 架构主要由以下几个部分组成：
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JDBC API：这是 JDBC 的核心部分，包括一组接口和类，用于在 Java 应用程序和数据库之间建立连接以及执行 SQL 查询和更新操作。
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JDBC 驱动程序管理器：这是 JDBC 驱动程序的管理器，用于加载并管理不同数据库的 JDBC 驱动程序。
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JDBC 驱动程序：JDBC 驱动程序是数据库供应商提供的实现 JDBC 接口的类库，用于连接和与数据库进行通信。每个数据库都有自己的 JDBC 驱动程序。
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数据库：这是要访问和操作的实际数据库，可以是各种类型的数据库，如 MySQL、Oracle、SQL Server 等。
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JDBC 数据源：JDBC 数据源是一种管理数据库连接的方式，它可以在应用程序和数据库之间提供连接池的功能，以提高性能和资源利用率。
现在，让我们深入了解 JDBC 的各个类以及它们的作用。
1. java.sql.DriverManager
DriverManager 类是 JDBC 的入口点之一，用于管理 JDBC 驱动程序的加载和数据库连接的建立。您可以使用以下方法来与数据库建立连接：
getConnection(String url, String username, String password)：通过指定数据库的 URL、用户名和密码来建立与数据库的连接。返回一个Connection对象，用于后续的数据库操作。
示例代码：
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
public class JDBCDemo {
public static void main(String[] args) {
String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase";
String username = "root";
String password = "password";
try {
Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);
// 使用 connection 执行数据库操作
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
2. java.sql.Connection
Connection 接口表示与数据库的连接，它提供了一系列方法用于执行 SQL 查询和更新操作，以及管理事务。一旦通过 DriverManager 建立了连接，您就可以创建 Statement、PreparedStatement 或 CallableStatement 对象来执行 SQL 语句。
示例代码：
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;
public class JDBCDemo {
public static void main(String[] args) {
String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase";
String username = "root";
String password = "password";
try {
Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);
Statement statement = connection.createStatement();
// 使用 statement 执行 SQL 查询或更新操作
// ...
// 关闭连接和 statement
statement.close();
connection.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
3. java.sql.Statement
Statement 接口用于执行简单的 SQL 查询和更新操作。它允许您执行一次性 SQL 语句，但不支持参数化查询。要执行参数化查询，通常使用 PreparedStatement。
示例代码：
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;
public class JDBCDemo {
public static void main(String[] args) {
String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase";
String username = "root";
String password = "password";
try {
Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);
Statement statement = connection.createStatement();
// 执行查询
String query = "SELECT * FROM employees";
statement.executeQuery(query);
// 执行更新
String update = "UPDATE employees SET salary = 50000 WHERE department = 'IT'";
statement.executeUpdate(update);
// 关闭连接
statement.close();
connection.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
4. java.sql.PreparedStatement
PreparedStatement 接口用于执行参数化的 SQL 查询和更新操作。与 Statement 不同，PreparedStatement 可以提高性能和安全性，因为它允许您预编译 SQL 语句并设置参数值，以避免 SQL 注入攻击。
示例代码：
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.SQLException;
public class JDBCDemo {
public static void main(String[] args) {
String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase";
String username = "root";
String password = "password";
try {
Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);
// 预编译 SQL 查询
String sql = "SELECT * FROM employees WHERE department = ?";
PreparedStatement preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
// 设置参数值
preparedStatement.setString(1, "IT");
// 执行查询
preparedStatement.executeQuery();
// 关闭连接和 preparedStatement
preparedStatement.close();
connection.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
5. java.sql.ResultSet
ResultSet 接口表示从数据库查询返回的结果集。它允许您迭代结果集并获取查询结果的数据。
示例代码：
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
public class JDBCDemo {
public static void main(String[] args) {
String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase";
String username = "root";
String password = "password";
try {
Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);
// 预编译 SQL 查询
String sql = "SELECT * FROM employees WHERE department = ?";
PreparedStatement preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
// 设置参数值
preparedStatement.setString(1, "IT");
// 执行查询
ResultSet resultSet = preparedStatement.executeQuery();
// 迭代结果集
while (resultSet.next()) {
int id = resultSet.getInt("id");
String name = resultSet.getString("name");
double salary = resultSet.getDouble("salary");
// 处理查询结果
System.out.println("ID: " + id + ", Name: " + name + ", Salary: " + salary);
}
// 关闭连接、preparedStatement 和 resultSet
resultSet.close();
preparedStatement.close();
connection.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
6. java.sql.CallableStatement
CallableStatement 接口用于执行存储过程或函数的调用。存储过程是一组预定义的 SQL 语句，可以在数据库中执行，并且可以包含输入参数、输出参数和返回结果。
示例代码：
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.CallableStatement;
import java.sql.Types;
import java.sql.SQLException;
public class JDBCDemo {
public static void main(String[] args) {
String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase";
String username = "root";
String password = "password";
try {
Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);
// 调用存储过程
String callProcedure = "{CALL calculate_salary(?, ?)}";
CallableStatement callableStatement = connection.prepareCall(callProcedure);
// 设置输入参数
callableStatement.setInt(1, 1001);
// 注册输出参数
callableStatement.registerOutParameter(2, Types.DOUBLE);
// 执行存储过程
callableStatement.execute();
// 获取输出参数值
double salary = callableStatement.getDouble(2);
System.out.println("Calculated Salary: " + salary);
// 关闭连接和 callableStatement
callableStatement.close();
connection.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
7. java.sql.BatchUpdateException
BatchUpdateException 是一个异常类，用于处理 JDBC 批处理操作时的异常情况。JDBC 批处理允许一次性执行多个 SQL 语句，通常用于提高数据库操作的性能。
示例代码：
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.Statement;
import java.sql.BatchUpdateException;
import java.sql.SQLException;
public class JDBCDemo {
public static void main(String[] args) {
String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase";
String username = "root";
String password = "password";
try {
Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);
Statement statement = connection.createStatement();
// 添加多个 SQL 语句到批处理
statement.addBatch("INSERT INTO employees (name, department, salary) VALUES ('Alice', 'HR', 5000)");
statement.addBatch("INSERT INTO employees (name, department, salary) VALUES ('Bob', 'IT', 6000)");
statement.addBatch("UPDATE employees SET salary = 5500 WHERE name = 'Alice'");
// 执行批处理
int[] result = statement.executeBatch();
// 处理执行结果
for (int i = 0; i < result.length; i++) {
if (result[i] == Statement.EXECUTE_FAILED) {
System.err.println("SQL command failed: " + i);
} else {
System.out.println("SQL command successful: " + i);
}
}
// 关闭连接和 statement
statement.close();
connection.close();
} catch (BatchUpdateException e) {
int[] updateCounts = e.getUpdateCounts();
for (int i = 0; i < updateCounts.length; i++) {
if (updateCounts[i] == Statement.EXECUTE_FAILED) {
System.err.println("SQL command failed: " + i);
} else {
System.out.println("SQL command successful: " + i);
}
}
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
8. javax.sql.DataSource
DataSource 是 Java 中用于管理数据库连接池的接口。连接池可以帮助提高数据库连接的性能和资源利用率，因为它可以重复使用连接，而不需要每次都创建新连接。
示例代码：
import javax.sql.DataSource;
import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;
public class JDBCDemo {
public static void main(String[] args) {
// 使用连接池获取数据库连接
DataSource dataSource = MyDataSourceFactory.getDataSource();
try (Connection connection = dataSource.getConnection()) {
// 执行数据库操作
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
在上面的示例中，MyDataSourceFactory 是一个自定义的连接池工厂类，用于创建和配置连接池。使用连接池可以减少连接的创建和销毁开销，提高应用程序的性能和响应速度。
总结
本文介绍了 JDBC（Java Database Connectivity）的核心类和接口，包括 java.sql.Connection、java.sql.Statement、java.sql.PreparedStatement、java.sql.ResultSet、java.sql.CallableStatement、java.sql.BatchUpdateException 和 javax.sql.DataSource。这些类和接口允许 Java 应用程序与数据库进行连接、查询和更新操作，是与数据库交互的重要工具。
JDBC 提供了多种方式来执行 SQL 查询和更新操作，包括简单的 Statement、参数化的 PreparedStatement、存储过程的 CallableStatement，以及批处理操作。连接池也是 JDBC 中常用的工具，用于管理数据库连接的复用和释放。
希望本文能够帮助您更好地理解 JDBC，并在 Java 应用程序中有效地使用数据库。如果您有任何问题或需要进一步的帮助，请随时提出。
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