Servlet&JSP的那些事儿（十一）

作为web开发的一部分，数据库访问也是必不可少的。我们先了解一下JDBC吧。

JDBC

JDBC（java database connectivity，java数据库连接）是应用程序编程接口（API），它描述了一套访问关系数据库的标准java类库。使用这些API，可以连接数据库，然后执行sql语句对数据库进行操作。JDBC也为数据库厂商提供了一个标准的体系结构，厂商可以为自己的产品提供JDBC驱动程序，这些驱动程序就能让java应用程序直接访问他们的数据库产品，从而提高java程序访问数据库的效率。

JDBC驱动程序可以分为四种：JDBC-ODBC桥、部分本地API，部分java驱动程序、JDBC网络纯java驱动程序以及本地协议纯java驱动程序。

1）JDBC-ODBC桥顾名思义，就是用JDBC API调用ODBC去访问数据库，因为ODBC出现的比JDBC早，这适用于数据库产品只提供了ODBC驱动程序的情况，因为它的执行效率比较低。
2）部分本地API，部分java驱动程序即通过java程序调用本地API来实现数据库操作。JDBC API先调用本地API执行操作，执行结果通过本地API返回给JDBC驱动程序，再由JDBC驱动程序将结果转化为JDBC标准形式返回给用户。
3）JDBC网络纯java驱动程序利用作为中间件的应用服务器来访问数据库。
4）本地协议纯java驱动程序通过与数据库建立直接的套接字连接，采用具体于缠上的网络协议把JDBC API调用转化为直接的网络调用。这种驱动程序效率是最高的。

如何安装数据库在这里就不再赘述了。本文采用的是MySql数据库。下载地址为：点击打开链接

windows环境下有直接的安装器，还需要下载连接器。下载后安装与配置即可。（不会的话谷歌之~）

JDBC API

JDBC API包含在JDK中，被分为两个包：java.sql和javax.sql。java.sql包定义了访问数据库的接口和类。我们先看看访问数据库的过程 ：

1）加载并注册数据库驱动
2）建立到数据库的连接
3）访问数据库

代码示例为：

Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
Connection conn = DriverManger.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/book","root","shan");
Statement stmt = conn.createStatement();
ResultSet rs = stmt.executeQuery("select * form books");

加载并注册数据库驱动

java.sql.Driver接口是所有JDBC驱动程序需要实现的接口，它是给数据库厂商使用的，不同厂商实现该接口的类名是不同的。mysql实现Driver接口的类名为：com.mysql.jdbc.Driver。加载JDBC驱动是调用Class类的静态方法forName()，向其传递要加载的JDBC驱动的类名。在运行时，类加载器从CLASSPATH环境变量中定位和加载JDBC驱动类。加载驱动类后，会注册一个驱动类的实例。

建立到数据库的连接

我们在程序中不需要直接去访问实现了Driver接口的驱动类，而是由驱动管理程序来管理这些驱动。Driver接口中提供了一个Connect()方法，用来建立到数据库的连接。在建立连接时，我们使用DriverManager类（驱动管理程序）的getConnection()方法建立到数据库的连接，它返回一个Connection对象。DriverManager类提供了三个重载的getConnection()方法。如下所示：

public static Conection getConnection(String url) throws SQLException;
public static Conection getConnection(String url, String user, String passwd) throws SQLException;
public static Conection getConnection(String url, Properties info) throws SQLException;

url为数据库的url。整个url用冒号:分成三部分：协议、子协议和子名称。语法为：jdbc:subprotocol:subname。jdbc标识协议，子协议用于标识一个数据库驱动程序，子名称的语法与具体驱动程序有关。mysql的数据库url为：jdbc:mysql://localhost:3306/databasename。

user为用户名，passwd为密码。Properties包含了用于特定数据库所需要的参数，以键-值对的形式给定连接参数。

访问数据库

建立连接以后，我们就可以访问数据库了。java.sql包中给定了3个接口：Statement、PreparedStatement、CallableStatement。这三个接口分别定义了对数据库访问的不同方式。

1）Statement

Connection中定义了createStatement()方法，用于创建一个Statement对象。Statement对象用于执行静态的sql语句，返回执行的结果。Statement接口中定义了executeQuery(String sql)来执行sql语句，并返回一个ResultSet类型的结果。executeUpdate(String sql)用于执行insert，update或delete语句。execute(String sql)方法执行返回多个结果集的sql语句。

2）ResultSet

Statement接口中的executeQuery(String sql)方法返回一个ResultSet类型的结果。ResultSet对象维护了一个指向当前数据行的游标，初始的时候，游标在第一行之前，可通过ResultSet对象的next()方法移动游标到下一行。ResultSet接口中还定义了如getInt()、getString()等方法。可获取当前行中列的数据。

3）PreparedStatement

我们在程序中传递的sql语句在执行前必须被预编译，然后才能被数据库引擎执行。如果重复执行只有参数不同的sql语句，比较低效。而如果你要用不同的参数来多次执行同一个sql语句，可以使用PreparedStatement语句。用法如下：

PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement("insert student values (?,?)");

pstmt.setInt(1,1);
pstmt.setString(2,"shan");
pstmt.executeUpdate();

pstmt.setInt(1,2);
pstmt.setString(2,"dong");
pstmt.executeUpdate();

4）CallableStatement

CallableStatement用于执行sql存储过程。CallableStatement从PreparedStatement继承而来。在执行存储过程之前，凡是存储过程中类型为out的参数都必须被注册。可通过registerOutParameter()方法来完成。用法如下：

CallableStatement cstmt = conn.prepareCall("call p_changesal(?,?)");
cstmt.registerOutParameter(2,java.sql.Types.INTEGER);
cstmt.setInt(1,1234);
cstmt.execute();
int price = cstmt.getInt(2);

5）元数据

我们可能需要获取数据库表本身的信息。可以使用ResultSet对象的getMetaData()方法来得到ResultSetMetaData对象。ResultSetMetaData对象中定义了一些常用的方法，如getColumnCount()，getColumnDisplaySize()，getColunmName()等。

事务处理

如果网上购物的支付功能，用户进入结算中心，确认订单后，程序会获取单价和数目，然后计算总价，然后计算用户余额是否足够支付，之后更新货物数据。不过就在此时，服务器崩溃了，重新启动后，发现货物数目减少了，但收入却没有增加。因为更新用户余额的操作因为故障没有操作。要解决这种问题，就需要事务处理机制。

事务是指构成单个逻辑单元的操作集合。事务处理保证所有事务都作为一个工作单元来执行，即使出现硬件故障或系统失灵，也不能改变这种执行方式。为了将多个sql语句作为一个事务处理，需要调用Connection对象的setAutoCommit()方法，传入false来取消自动提交事务。在所有sql语句执行成功后，调用commit()方法提交，或者在出错时，调用rollback()方法来回滚（就是回到初始状态）。关于事务处理的具体概念，请参考数据库书籍理解。

JDBC数据源和连接池

前面我们讲到了连接数据库的一种方式。现在我们继续讲另外一种方式。在javax.sql包中，定义了DataSource接口，它为我们提供了另外一种连接方式。利用DataSource来建立数据库连接，不需要加载驱动，不需要使用管理类。在程序中，会通过向一个JNDI（java name and directory）服务器查询来得到DataSource对象，然后调用DataSource对象的getConnection()方法来建立数据库连接。使用方法如下：

javax.nameing.Context context = new javax.naming.InitialContext();
//lookup用来查询一个命名对象
javax.sql.DataSource ds = (javax.sql.DataSource)context.lookup("java:comp/env/jdbc/book");
java.sql.Connection conn = ds.getConnection();

conn.close();

java:comp/env是环境命名上下文（Environment Naming Context，ENC），引入它是为了解决JNDI命名冲突的问题。ENC将资源引用名与实际的JNDI名分开，从而提高了J2EE应用的移植性。

什么是连接池？

由于建立数据库连接相当耗时和耗费资源，而且一个数据库服务器能够同时建立的连接数目也是有限的，在大型web应用中，可能同时有上千个访问数据库的请求。如果数据库为每个用户建立连接，那性能会急剧下降。为了能够重复利用数据库连接，提高请求的性能，所以采用连接池技术。它预先建立多个数据库连接对象，然后将连接对象保存到连接池中，当用户请求到来，从池中取出一个连接对象为用户服务，请求完成后，用户程序调用close()方法，将连接对象放回池内。

tomcat提供了数据源和连接池的实现。在tomcat中，可以在<context>元素的内容中使用<Resource>元素来配置JDBC数据源。

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