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Jdbc入门到实战

Eric
2022-01-23 / 0 评论 / 0 点赞 / 185 阅读 / 9,583 字 / 正在检测是否收录...
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本文最后更新于 2023-12-12,若内容或图片失效,请留言反馈。部分素材来自网络,若不小心影响到您的利益,请联系我们删除。

1 JDBC概述

1.1 前言

  • 我们学习了Java SE,可以编写程序,将数据保存在变量、数组和集合等中,但是却无法进行持久化;后来又学习了IO流,可以将数据写入到文件中,但是却不方便管理数据以及维护数据之间的关系。

  • 我们学习了数据库管理软件MySQL,可以很方便的管理数据。

  • 那么如何将他们结合起来?即用Java程序操作MySQL数据库,来实现数据的存储和处理,这就是JDBC技术。

1.2 Java中的存储技术

  • 在Java中,数据库存取技术可以分为如下几类:

    • JDBC直接访问数据库
    • ② JDO(Java Data Object)技术。
    • 第三方O/R工具,如Hibernate、Mybatis等
  • JDBC是Java访问数据库的基石,JDO、Hibernate、Mybatis等只是其更好的封装。

1.3 JDBC介绍

  • JDBC(Java Database Connectivity)是一个独立于特定数据库管理系统、通用的SQL数据库存取和操作的公共接口(一组API),定义了用来访问数据库的标准Java类库,(java.sql,javax.sql)使用这些类库可以以一种标准的方法、方便地访问数据库资源。

  • JDBC为访问不同的数据库提供了一种统一的途径,为开发者屏蔽了一些细节问题。

  • JDBC的目标是使Java程序员使用JDBC可以连接任何提供了JDBC驱动程序的数据库系统,这样就使得程序员无需对特定的数据库系统的特点有过多的了解,从而大大简化和加快了开发过程。

  • 如果没有JDBC,那么Java程序访问数据库时是这样的:

img

  • 有了JDBC,Java程序访问数据库时是这样的:

img

  • 总结如下:

img

1.4 JDBC体系结构

  • JDBC接口(API)包括两个层次:

    • 面向应用的API:Java API,抽象接口,供应用程序开发人员使用(连接数据库,执行SQL语句,获得结果)。
    • 面向数据库的API:Java Driver API,供开发商开发数据库驱动程序用。

面向接口编程:

  • JDBC是sun公司提供一套用于数据库操作的接口,java程序员只需要面向这套接口编程即可。

  • 不同的数据库厂商,需要针对这套接口,提供不同实现。不同的实现的集合,即为不同数据库的驱动。

1.5 JDBC使用步骤

  • ① 注册驱动。

    • 驱动的Maven的pom.xml:
<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    <version>8.0.26</version>
</dependency>
    • 将驱动类加载到内存中:
Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
  • ② 获取数据库的连接。
// MySQL的url:jdbc:mysql://localhost:3306/数据库名?参数名=参数值
Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
  • ③ 创建SQL命令发送器Statement或PreparedStatement对象。

  • ④ 通过Statement或PreparedStatement对象发送SQL命令并得到结果。

  • ⑤ 获取结果并进行处理。

  • ⑥ 关闭资源。

img

2 获取数据库连接

2.1 要素一:Driver接口的实现类

2.1.1 Driver接口介绍

  • java.sql.Driver 接口是所有 JDBC 驱动程序需要实现的接口。这个接口是提供给数据库厂商使用的,不同数据库厂商提供不同的实现。

  • 在程序中不需要直接去访问实现了 Driver 接口的类,而是由驱动程序管理器类(java.sql.DriverManager)去调用这些Driver实现。

  • Oracle的驱动:oracle.jdbc.driver.OracleDriver

  • mySql的驱动:com.mysql.jdbc.Drivercom.mysql.cj.jdbc.Driver

2.1.2 加载与注册JDBC驱动

  • 加载驱动:加载 JDBC 驱动需调用 Class 类的静态方法 forName(),向其传递要加载的 JDBC 驱动的类名。
Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
  • 注册驱动:DriverManager 类是驱动程序管理器类,负责管理驱动程序>

    • 使用DriverManager.registerDriver(com.mysql.jdbc.Driver)来注册驱动。
    • 通常不用显式调用 DriverManager 类的 registerDriver() 方法来注册驱动程序类的实例,因为 Driver 接口的驱动程序类包含了静态代码块,在这个静态代码块中,会调用 DriverManager.registerDriver() 方法来注册自身的一个实例。下面是MySQL的Driver实现类的源码:
package com.mysql.cj.jdbc;

import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;

public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {
    public Driver() throws SQLException {
    }

    static {
        try {
            DriverManager.registerDriver(new Driver());
        } catch (SQLException var1) {
            throw new RuntimeException("Can't register driver!");
        }
    }
}

2.2 要素二:URL

  • JDBC URL用于标识一个被注册的驱动程序,驱动程序管理器通过这个URL选择正确的驱动程序,从而建立到数据库的连接。

  • JDBC URL的标准由三部分组成,各部分间用冒号分隔。

    • jdbc:子协议:子名称
    • 协议:JDBC URL中的协议总是jdbc 。
    • 子协议:子协议用于标识一个数据库驱动程序。
    • 子名称:一种标识数据库的方法。子名称可以依不同的子协议而变化,用子名称的目的是为了定位数据库提供足够的信息。包含主机名(对应服务端的ip地址),端口号数据库名

img

  • 几种常用数据库的 JDBC URL:

    • MySQL的连接URL编写方式:jdbc:mysql://主机名称:mysql服务端口号/数据库名称?参数=值&参数=值
jdbc:mysql://localhost:3306/test
// 如果JDBC程序与服务器端的字符集不一致,会导致乱码,那么可以通过参数指定服务器端的字符集
jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=Asia/Shanghai
jdbc:mysql://localhost:3306/test?user=root&password=123456
    • Oracle 9i的连接URL编写方式:jdbc:oracle:thin:@主机名称:oracle服务端口号:数据库名称
jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:test
    • SQLServer的连接URL编写方式:jdbc:sqlserver://主机名称:sqlserver服务端口号:DatabaseName=数据库名称
jdbc:sqlserver://localhost:1433:DatabaseName=test

2.3 要素三:用户名和密码

  • user,password可以用“属性名=属性值”方式告诉数据库。

  • 以调用 DriverManager 类的 getConnection() 方法建立到数据库的连接。

2.4 数据库连接方式

2.4.1 方式一(禁止)

  • 示例:显式出现了第三方数据库的API
@Test
public void testConnection1() {
    try {
        //1.提供java.sql.Driver接口实现类的对象
        Driver driver = null;
        driver = new com.mysql.cj.jdbc.Driver();

        //2.提供url,指明具体操作的数据
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=Asia/Shanghai";

        //3.提供Properties的对象,指明用户名和密码
        Properties info = new Properties();
        info.setProperty("user", "root");
        info.setProperty("password", "123456");

        //4.调用driver的connect(),获取连接
        Connection conn = driver.connect(url, info);
        System.out.println(conn);
    } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

2.4.2 方式二

  • 示例:相较于方式一,这里使用反射实例化Driver,不在代码中体现第三方数据库的API。体现了面向接口编程思想。
@Test
public void testConnection2() {
    try {
        //1.实例化Driver
        String className = "com.mysql.cj.jdbc.Driver";
        Class clazz = Class.forName(className);
        Driver driver = (Driver) clazz.newInstance();

        //2.提供url,指明具体操作的数据
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=Asia/Shanghai";

        //3.提供Properties的对象,指明用户名和密码
        Properties info = new Properties();
        info.setProperty("user", "root");
        info.setProperty("password", "123456");

        //4.调用driver的connect(),获取连接
        Connection conn = driver.connect(url, info);
        System.out.println(conn);

    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

2.4.3 方式三

  • 示例:使用DriverManager实现数据库的连接。体会获取连接必要的4个基本要素
@Test
public void testConnection3() {
    try {
        //1.数据库连接的4个基本要素:
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=Asia/Shanghai";
        String user = "root";
        String password = "123456";
        String driverName = "com.mysql.cj.jdbc.Driver";

        //2.实例化Driver
        Class clazz = Class.forName(driverName);
        Driver driver = (Driver) clazz.newInstance();
        //3.注册驱动
        DriverManager.registerDriver(driver);
        //4.获取连接
        Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);
        System.out.println(conn);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }

}

2.4.4 方式四

  • 示例:不必显式的注册驱动了。因为在DriverManager的源码中已经存在静态代码块,实现了驱动的注册
@Test
public void testConnection4() {
    try {
        //1.数据库连接的4个基本要素:
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=Asia/Shanghai";
        String user = "root";
        String password = "123456";
        String driverName = "com.mysql.cj.jdbc.Driver";

        //2.加载驱动 (①实例化Driver ②注册驱动)
        Class.forName(driverName);


        //Driver driver = (Driver) clazz.newInstance();
        //3.注册驱动
        //DriverManager.registerDriver(driver);
        /*
            可以注释掉上述代码的原因,是因为在mysql的Driver类中声明有:
            static {
                try {
                    DriverManager.registerDriver(new Driver());
                } catch (SQLException var1) {
                    throw new RuntimeException("Can't register driver!");
                }
            }

             */
        //3.获取连接
        Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);
        System.out.println(conn);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

2.4.5 方式五

  • 示例:使用配置文件的方式保存配置信息,在代码中加载配置文件

  • 配置文件声明在工程的src目录下:【jdbc.properties】

user=root
password=123456
url=jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=Asia/Shanghai
driverClass=ccom.mysql.cj.jdbc.Driver
@Test
public  void testConnection5() throws Exception {
    //1.加载配置文件
    InputStream is = ConnectionTest.class.getClassLoader().getResourceAsStream("jdbc.properties");
    Properties pros = new Properties();
    pros.load(is);

    //2.读取配置信息
    String user = pros.getProperty("user");
    String password = pros.getProperty("password");
    String url = pros.getProperty("url");
    String driverClass = pros.getProperty("driverClass");

    //3.加载驱动
    Class.forName(driverClass);

    //4.获取连接
    Connection conn = DriverManager.getConnection(url,user,password);
    System.out.println(conn);

}

使用配置文件的好处:

  • ① 实现了代码和数据的分离,如果需要修改配置信息,直接在配置文件中修改,不需要深入代码。

  • ② 如果修改了配置信息,省去重新编译的过程。

3 操作和访问数据库

  • 数据库连接被用于向数据库服务器发送命令和SQL语句,并接收数据库服务器返回的结果。其实一个数据库连接就是一个Socket连接

  • java.sql接口中有3个接口分别定义了对数据库调用的不同方式:

    • Statement:用于执行静态SQL语句并返回它所生成结果的对象。
    • PreparedStatement:SQL语句被预编译并存储在此对象中,可以使用此对象多次高效的执行该语句。
    • CallableStatement:用于执行SQL存储过程。

img

4 使用Statement实现CRUD操作

4.1 准备工作

  • SQL脚本:
# 创建数据库
DROP DATABASE IF exists `test`;
CREATE DATABASE IF NOT EXISTS `test` DEFAULT CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci;
# 使用数据库
USE `test`;
# 创建表
DROP TABLE IF EXISTS `user`;
CREATE TABLE `user`  (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
  `username` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci NULL DEFAULT NULL COMMENT '用户名',
  `password` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci NULL DEFAULT NULL COMMENT '密码',
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 1 CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_general_ci ROW_FORMAT = Dynamic;

4.2 新增数据

  • 示例:
package top.open1024.jdbc.demo1;

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;

/**
 * @author open1024
 * @version 1.0
 * @since 2021-10-16 12:52
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SQLException {
        // 加载驱动
        Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=Asia/Shanghai";
        String user = "root";
        String password = "123456";
        // 获取连接
        Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
        // 创建Statement对象
        Statement statement = connection.createStatement();
        // 准备SQL
        String sql = "INSERT INTO `user` (username,password) VALUES ('admin','123456')";
        // 发送SQL并获取结果
        int update = statement.executeUpdate(sql);
        System.out.println("update = " + update);
        // 关闭资源
        statement.close();
        connection.close();
    }
}

4.3 修改数据

  • 示例:
package top.open1024.jdbc.demo2;

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;

/**
 * @author open1024
 * @version 1.0
 * @since 2021-10-16 13:06
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) throws SQLException, ClassNotFoundException {
        // 加载驱动
        Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=Asia/Shanghai";
        String user = "root";
        String password = "123456";
        // 获取连接
        Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
        // 创建Statement对象
        Statement statement = connection.createStatement();
        // 准备SQL
        String sql = "UPDATE `user` SET password = 'root' WHERE username = 'admin' ";
        // 发送SQL并获取结果
        int update = statement.executeUpdate(sql);
        System.out.println("update = " + update);
        // 关闭资源
        statement.close();
        connection.close();
    }
}

4.4 查询数据

  • 示例:
package top.open1024.jdbc.demo3;

import java.sql.*;

/**
 * @author open1024
 * @version 1.0
 * @since 2021-10-16 13:24
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SQLException {
        // 加载驱动
        Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=Asia/Shanghai";
        String user = "root";
        String password = "123456";
        // 获取连接
        Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
        // 创建Statement对象
        Statement statement = connection.createStatement();
        // 准备SQL
        String sql = "SELECT * FROM user ";
        // 发送SQL并获取结果
        ResultSet rs = statement.executeQuery(sql);
        while (rs.next()) {
            int id = rs.getInt(1);
            String username = rs.getString(2);
            String password2 = rs.getString(3);
            System.out.println("id = " + id + ",username = " + username + ",password = " + password2);
        }
        // 关闭资源
        statement.close();
        connection.close();
    }
}

4.5 删除数据

  • 示例:
package top.open1024.jdbc.demo4;

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;

/**
 * @author open1024
 * @version 1.0
 * @since 2021-10-16 13:28
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SQLException {
        // 加载驱动
        Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=Asia/Shanghai";
        String user = "root";
        String password = "123456";
        // 获取连接
        Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
        // 创建Statement对象
        Statement statement = connection.createStatement();
        // 准备SQL
        String sql = "DELETE FROM `user` ";
        // 发送SQL并获取结果
        int update = statement.executeUpdate(sql);
        System.out.println("update = " + update);
        // 关闭资源
        statement.close();
        connection.close();
    }
}

5 使用PreparedStatement实现CRUD操作

5.1 使用Statement操作数据表的弊端

  • 通过调用Connection对象的createStatement()方法创建Statement对象,该对象用于执行静态的SQL语句,并且返回执行结果。

  • Statement接口中定义了如下的方法用于执行SQL:

    • 执行更新操作INSERT、UPDATE、DELETE:
int executeUpdate(String sql) throws SQLException;
    • 执行查询操作SELECT:
ResultSet executeQuery(String sql) throws SQLException;
  • 但是使用Statement操作数据表存在弊端:

    • ① 存在拼接SQL操作,非常繁琐。
    • ② 存在SQL注入问题。
  • SQL注入是利用某些系统没有对用户输入的数据进行充分的检查,而在用户输入数据中注入非法的SQL语句段或命令(如:SELECT user, password FROM user_table WHERE user='a' AND password = '123 OR '1' = '1') ,从而利用系统的 SQL 引擎完成恶意行为的做法。

  • 对于Java而言,要防范SQL注入,只要用PreparedStatement(从Statement扩展而来) 取代Statement就可以了。

img

  • 示例:使用Statement操作数据表进行拼接SQL操作
package top.open1024.jdbc.statement.demo5;

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;
import java.util.Scanner;

/**
 * Statement存在拼接SQL问题,非常繁琐
 *
 * @author open1024
 * @version 1.0
 * @since 2021-10-17 11:11
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SQLException {
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        System.out.print("请输入用户名:");
        String name = input.next();
        System.out.print("请输入密码:");
        String pwd = input.next();
        // 加载驱动
        Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=Asia/Shanghai";
        String user = "root";
        String password = "123456";
        // 获取连接
        Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
        // 创建Statement对象
        Statement statement = connection.createStatement();
        // 准备SQL
        String sql = " INSERT INTO `user` (username,password) VALUES ('" + name + "','" + pwd + "') ";
        // 发送SQL
        int update = statement.executeUpdate(sql);
        System.out.println("update = " + update);
        // 关闭资源
        statement.close();
        connection.close();
    }
}
  • 示例:使用Statement操作数据表演示SQL注入问题
package top.open1024.jdbc.statement.demo6;

import java.sql.*;
import java.util.Scanner;

/**
 * @author open1024
 * @version 1.0
 * @since 2021-10-17 11:31
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SQLException {
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入用户名:");
        String name = input.next();
        input.nextLine();
        System.out.println("请输入密码:");
        String pwd = input.nextLine();
        // 加载驱动
        Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=Asia/Shanghai";
        String user = "root";
        String password = "123456";
        // 获取连接
        Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
        // 创建Statement对象
        Statement statement = connection.createStatement();
        // 准备SQL
        String sql = "SELECT id, username, password FROM `user` WHERE username ='" + name + "' and password = '" + pwd + "'";
        System.out.println("sql = " + sql);
        // 发送SQL
        ResultSet rs = statement.executeQuery(sql);
        while (rs.next()) {
            int id = rs.getInt(1);
            String username = rs.getString(2);
            String password2 = rs.getString(3);
            System.out.println("id = " + id + ",username = " + username + ",password = " + password2);
        }
        // 关闭资源
        statement.close();
        connection.close();
    }
}

img

5.2 PreparedStatement的使用

5.2.1 PreparedStatement介绍

  • 可以通过调用Connection对象的preparedStatement(String sql)方法获取PreparedStatement对象。

  • PreparedStatement接口是Statement的子接口,它表示一条预编译过的SQL语句

  • PreparedStatement对象所代表的SQL语句中的参数用问号(?)来表示,调用PreparedStatement对象的setXxx()方法来设置这些参数,setXxx()方法有两个参数,第一个参数是要设置的SQL语句中的索引(从1开始),第二个是设置的SQL语句中的参数的值。

5.2.2 PreparedStatement vs Statement

  • 代码的可读性和可维护性。

  • PreparedStatement能最大可能提高性能

    • 数据库服务器会对预编译的SQL提供性能优化:因为预编译语句有可能被重复调用,所以语句在被数据库服务器的编译器编译后的执行代码被缓存下来,那么下次调用时只要是相同的预编译语句就不需要编译,只要将参数直接传入编译过的语句执行代码中就会得到执行。
    • 在statement语句中,即使是相同操作但因为数据内容不一样,所以整个语句本身不能匹配,没有缓存语句的意义。事实是没有数据库会对普通语句编译后的执行代码缓存。这样每执行一次都要对传入的语句编译一次。
    • (语法检查,语义检查,翻译成二进制命令,缓存)。
  • PreparedStatement可以防止SQL注入。

5.2.3 Java与SQL对应数据类型转换表

Java类型SQL类型
booleanBIT
byteTINYINT
shortSMALLINT
intINTEGER
longBIGINT
StringCHAR,VARCHAR,LONGVARCHAR
byte arrayBINARY , VAR BINARY
java.sql.DateDATE
java.sql.TimeTIME
java.sql.TimestampTIMESTAMP

5.2.4 使用PreparedStatement实现增、删、改操作

  • 示例:
package top.open1024.jdbc.preparedstatement;

import org.junit.After;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;

import java.sql.*;

/**
 * @author open1024
 * @version 1.0
 * @since 2021-10-17 13:07
 */
public class PreparedStatementTest {
    private Connection connection;
    private PreparedStatement preparedstatement;

    @Before
    public void Before() {
        try {
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
            String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=Asia/Shanghai";
            String user = "root";
            String password = "123456";
            connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
        } catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 增加
     *
     * @throws SQLException
     */
    @Test
    public void insert() throws SQLException {
        String sql = " INSERT INTO `user` (username,password) VALUES (?,?) ";
        preparedstatement = connection.prepareStatement(sql);
        preparedstatement.setString(1, "zhangsan");
        preparedstatement.setString(2, "123456");
        int executeUpdate = preparedstatement.executeUpdate();
        System.out.println("executeUpdate = " + executeUpdate);
    }

    /**
     * 删除
     *
     * @throws SQLException
     */
    @Test
    public void delete() throws SQLException {
        String sql = " DELETE FROM `user` WHERE id = ? ";
        preparedstatement = connection.prepareStatement(sql);
        preparedstatement.setInt(1, 1);
        int executeUpdate = preparedstatement.executeUpdate();
        System.out.println("executeUpdate = " + executeUpdate);
    }


    /**
     * 修改
     *
     * @throws SQLException
     */
    @Test
    public void update() throws SQLException {
        String sql = "UPDATE `user` SET password = ? WHERE username = ? ";
        preparedstatement = connection.prepareStatement(sql);
        preparedstatement.setString(1, "12345");
        preparedstatement.setString(2, "test");
        int executeUpdate = preparedstatement.executeUpdate();
        System.out.println("executeUpdate = " + executeUpdate);
    }

    /**
     * 查询
     *
     * @throws SQLException
     */
    @Test
    public void query() throws SQLException {
        String sql = " SELECT * FROM `user` WHERE id = ? ";
        preparedstatement = connection.prepareStatement(sql);
        preparedstatement.setInt(1, 2);
        ResultSet rs = preparedstatement.executeQuery();
        while (rs.next()) {
            int id = rs.getInt(1);
            String username = rs.getString(2);
            String password2 = rs.getString(3);
            System.out.println("id = " + id + ",username = " + username + ",password = " + password2);
        }
    }


    @After
    public void after() {
        if (null != preparedstatement) {
            try {
                preparedstatement.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if (null != connection) {
            try {
                connection.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

5.3 获取自动增长的key值

  • Connection接口中的prepareStatement有个重载方法,其中autoGeneratedKeys需要传递Statement.RETURN_GENERATED_KEYS:
PreparedStatement prepareStatement(String sql, int autoGeneratedKeys)
        throws SQLException;
  • PreparedStatement中的getGeneratedKeys方法key用来获取自动增长的key值:
ResultSet getGeneratedKeys() throws SQLException;
  • 示例:
package top.open1024.jdbc.preparedstatement;

import org.junit.After;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;

import java.sql.*;

/**
 * @author open1024
 * @version 1.0
 * @since 2021-10-17 13:07
 */
public class PreparedStatementTest3 {
    private Connection connection;
    private PreparedStatement preparedstatement;

    @Before
    public void Before() {
        try {
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
            String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=Asia/Shanghai";
            String user = "root";
            String password = "123456";
            connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
        } catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 增加
     *
     * @throws SQLException
     */
    @Test
    public void insert() throws SQLException {
        String sql = " INSERT INTO `user` (username,password) VALUES (?,?) ";
        preparedstatement = connection.prepareStatement(sql, Statement.RETURN_GENERATED_KEYS);
        preparedstatement.setString(1, "zhangsan");
        preparedstatement.setString(2, "123456");
        int executeUpdate = preparedstatement.executeUpdate();
        System.out.println("executeUpdate = " + executeUpdate);
        // 获取自增长的key值
        ResultSet rs = preparedstatement.getGeneratedKeys();
        if (rs.next()) {
            Object key = rs.getObject(1);
            System.out.println("key = " + key);
        }

    }


    @After
    public void after() {
        if (null != preparedstatement) {
            try {
                preparedstatement.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if (null != connection) {
            try {
                connection.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

6 操作BLOB类型字段(了解)

6.1 MySQL的BLOB类型

  • MySQL中,BLOB是一个二进制大型对象,是一个可以存储大量数据的容器,它能容纳不同大小的数据。

  • 插入BLOB类型的数据必须使用PreparedStatement,因为BLOB类型的数据无法使用字符串拼接写的。

  • MySQL的四种BLOB类型(除了在存储的最大信息量上不同外,他们是等同的)

img

  • 实际使用中根据需要存入的数据大小定义不同的BLOB类型。

  • 需要注意的是:如果存储的文件过大,数据库的性能会下降。

  • 如果在指定了相关的Blob类型以后,还报错:xxx too large,那么在mysql的安装目录下,找my.ini文件加上如下的配置参数: max_allowed_packet=16M。同时注意:修改了my.ini文件之后,需要重新启动mysql服务。

温馨提示:实际开发中,压根不会向数据库中插入二进制的文件,一般都会使用文件服务器、视频服务器等,MySQL中只是存储上传的文件在文件服务器或视频服务器中的地址而已。

6.2 向数据库表中插入BLOB类型的字段

  • 准备工作:
# 创建数据库
DROP DATABASE IF exists `test`;
CREATE DATABASE IF NOT EXISTS `test` DEFAULT CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci;
# 使用数据库
USE `test`;
# 创建表
DROP TABLE IF EXISTS `user`;
CREATE TABLE `user` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
  `username` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '用户名',
  `password` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '密码',
  `photo` blob COMMENT '图片',
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 ROW_FORMAT=DYNAMIC;
  • 示例:
package top.open1024.jdbc.preparedstatement;

import org.junit.After;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.SQLException;

/**
 * @author open1024
 * @version 1.0
 * @since 2021-10-17 13:07
 */
public class PreparedStatementTest2 {
    private Connection connection;
    private PreparedStatement preparedstatement;

    @Before
    public void Before() {
        try {
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
            String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=Asia/Shanghai";
            String user = "root";
            String password = "123456";
            connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
        } catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 增加
     *
     * @throws SQLException
     */
    @Test
    public void insert() throws SQLException, FileNotFoundException {
        String sql = " INSERT INTO `user` (username,password,photo) VALUES (?,?,?) ";
        preparedstatement = connection.prepareStatement(sql);
        preparedstatement.setString(1, "lisi");
        preparedstatement.setString(2, "123456");
        preparedstatement.setBlob(3, new FileInputStream("C:\\Users\\xudaxian\\Pictures\\枪械少女.jpg"));
        int executeUpdate = preparedstatement.executeUpdate();
        System.out.println("executeUpdate = " + executeUpdate);
    }


    @After
    public void after() {
        if (null != preparedstatement) {
            try {
                preparedstatement.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if (null != connection) {
            try {
                connection.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

7 批量插入

7.1 概述

  • 当需要成批插入或者更新记录的时候,可以采用Java的批量更新机制。这一机制允许多条语句一次性提交给数据库批量处理,通常情况下比单独提交处理更有效率。

  • JDBC的批量处理语句包括下面三个方法:

    • 添加一组批量参数:
void addBatch() throws SQLException;
    • 执行批量处理语句:
int[] executeBatch() throws SQLException;
    • 清空缓存的数据:
void clearBatch() throws SQLException;

7.2 批量插入应用示例

  • 示例:需要在url参数末尾添加rewriteBatchedStatements=true
package top.open1024.jdbc.preparedstatement;

import org.junit.After;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.SQLException;
import java.time.Duration;
import java.time.Instant;

/**
 * @author open1024
 * @version 1.0
 * @since 2021-10-17 13:07
 */
public class PreparedStatementTest4 {
    private Instant start;
    private Connection connection;
    private PreparedStatement preparedstatement;

    @Before
    public void Before() {
        start = Instant.now();
        try {
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
            String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=Asia/Shanghai&rewriteBatchedStatements=true";
            String user = "root";
            String password = "123456";
            connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
        } catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 增加
     *
     * @throws SQLException
     */
    @Test
    public void insert() throws SQLException {
        String sql = " INSERT INTO `user` (username,password) VALUES (?,?) ";
        preparedstatement = connection.prepareStatement(sql);
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            preparedstatement.setString(1, String.valueOf(i));
            preparedstatement.setString(2, String.valueOf(i));
            // “攒”sql
            preparedstatement.addBatch();
            // 每隔1000条执行一次
            if (i % 1000 == 0) {
                // 执行
                preparedstatement.executeBatch();
                // 清空
                preparedstatement.clearBatch();
            }
        }


    }


    @After
    public void after() {
        Instant end = Instant.now();
        if (null != preparedstatement) {
            try {
                preparedstatement.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if (null != connection) {
            try {
                connection.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        Duration between = Duration.between(start, end);
        long seconds = between.toSeconds();
        System.out.println("耗时 = " + seconds); // 耗时 = 4
    }
}

8 事务处理

8.1 概述

  • 事务:一组逻辑操作单元,使数据从一种状态变换到另一种状态。

  • 事务处理(事务操作):保证所有事务都作为一个工作单元来执行,即使出现了故障,都不能改变这种执行方式。当在一个事务中执行多个操作时,要么所有的事务都被提交(commit),那么这些修改就永久地保存下来;要么数据库管理系统将放弃所作的所有修改,整个事务回滚(rollback)到最初状态。

  • 为确保数据库中数据的**一致性**,数据的操纵应当是离散的成组的逻辑单元:当它全部完成时,数据的一致性可以保持,而当这个单元中的一部分操作失败,整个事务应全部视为错误,所有从起始点以后的操作应全部回退到开始状态。

8.2 JDBC事务处理

  • 数据一旦提交,就不可回滚。

  • 数据什么时候意味着提交?

    • 当一个连接对象被创建时,默认情况下是自动提交事务:每次执行一个 SQL 语句时,如果执行成功,就会向数据库自动提交,而不能回滚。
    • 关闭数据库连接,数据就会自动的提交:如果多个操作,每个操作使用的是自己单独的连接,则无法保证事务。即同一个事务的多个操作必须在同一个连接下。
  • JDBC程序中为了让多个 SQL 语句作为一个事务执行:

    • 调用Connection对象的setAutoCommit(false);以取消自动提交事务。
    • 在所有的SQL语句都成功执行后,调用commit();方法提交事务。
    • 在出现异常时,调用rollback(); 方法回滚事务。

若此时 Connection 没有被关闭,还可能被重复使用,则需要恢复其自动提交状态 setAutoCommit(true)。尤其是在使用数据库连接池技术时,执行close()方法前,建议恢复自动提交状态。

  • 准备工作:
-- ----------------------------
-- 创建数据库
-- ----------------------------
DROP DATABASE IF exists `test`;
CREATE DATABASE IF NOT EXISTS `test` DEFAULT CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci;
-- ----------------------------
-- 使用数据库
-- ----------------------------
USE `test`;
-- ----------------------------
-- 创建数据库
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `account`;
CREATE TABLE `account`  (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
  `username` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci NULL DEFAULT NULL COMMENT '姓名',
  `balance` double NULL DEFAULT NULL COMMENT '余额',
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 3 CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_general_ci ROW_FORMAT = Dynamic;

-- ----------------------------
-- 新增数据
-- ----------------------------
INSERT INTO `account` VALUES (1, '张三', 1000);
INSERT INTO `account` VALUES (2, '李四', 1000);
  • 示例:转账
package top.open1024.jdbc.tx;

import org.junit.Test;

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.SQLException;

/**
 * @author open1024
 * @version 1.0
 * @since 2021-10-17 13:07
 */
public class TxTest {

    /**
     * 增加
     */
    @Test
    public void insert() {
        Connection connection = null;
        PreparedStatement pstmt = null;
        try {
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
            String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=Asia/Shanghai&rewriteBatchedStatements=true";
            String user = "root";
            String password = "123456";
            connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
            // 开启事务
            connection.setAutoCommit(false);
            // 张三转出500
            String sql = " UPDATE account SET balance = balance - ? WHERE username = ? ";
            pstmt = connection.prepareStatement(sql);
            pstmt.setObject(1, 500);
            pstmt.setObject(2, "张三");
            pstmt.executeUpdate();

            // 模拟异常
            int i = 10 / 0;

            // 李四转入500
            sql = " UPDATE account SET balance = balance + ? WHERE username = ? ";
            pstmt = connection.prepareStatement(sql);
            pstmt.setObject(1, 500);
            pstmt.setObject(2, "李四");
            pstmt.executeUpdate();

            // 提交事务
            connection.commit();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            // 回滚事务
            try {
                connection.rollback();
            } catch (SQLException ex) {
                ex.printStackTrace();
            }
        } finally {
            if (null != pstmt) {
                try {
                    pstmt.close();
                } catch (SQLException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (null != connection) {
                try {
                    connection.setAutoCommit(true);
                    connection.close();
                } catch (SQLException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

    }
}

9 数据库连接池

9.1 什么是连接池?

  • 连接池是Connection对象的缓冲区,它里面会存放一些Connection对象,当我们的Java程序需要使用Connection对象的时候,如果连接池中有就直接从连接池中取出,而不需要去创建新的Connection对象。

  • 连接池让Java程序能够复用连接和管理连接。

img

9.2 为什么要使用连接池?

  • ① 每次创建和销毁连接都会带来较大的系统开销(CPU资源)。

  • ② 每次创建和销毁连接都要消耗大概0.05 ~ 1秒的时间。

  • ③ 可以防止大量用户并发访问数据库服务器。

9.3 连接池的好处

  • ① 资源重用:由于数据库连接得到了重用,避免了频繁创建、释放连接引起的大量性能开销。在减少系统消耗的基础上,另一方面也增进了系统运行环境的平稳性(减少内存碎片以及数据库临时进程/线程的数量)。

  • ② 更快的系统响应速度:数据库连接池在初始化过程中,往往已经创建了若干个数据库连接置于池中备用,此时连接的初始化工作均已完成。对于业务请求处理而言,直接利用现有可用连接,避免了数据库连接初始化和释放过程的时间开销,从而缩减了系统的整体响应时间。

  • ③ 新的资源分配手段:对于多应用共享同一数据库的系统而言,可用在应用层通过数据库连接的配置,实现数据库连接池技术,几年前也许还是新鲜话题,但是对于目前的业务系统而言,如果设计中还没有考虑到连接池的应用,那么尽快在设计文档中加上这部分内容。某一应用最大可用数据量连接数量的限制,避免某一应用独占所有数据库资源。

  • ④ 统一的连接管理,避免数据库连接泄露:在较为完备的数据库连接池实现中,可根据预先的连接占用超时设定,强制收回被占用的连接,从而避免了常规数据库连接操作中可能出现的资源泄露。

9.4 连接池的原理

  • ① 连接池维护着两个容器空闲池活动池

  • ② 空闲池用于存放未使用的连接,活动池用于存放正在使用的连接,活动池中的连接使用完之后要归还回空闲池。

  • ③ 当Java程序需要连接时,先判断空闲池中是否有连接,如果空闲池中有连接则取出一个连接放置到活动池供Java程序使用。

  • ④ 当Java程序需要连接时,如果空闲池中没有连接了,则先判断活动池的连接数是否已经达到了最大连接数,如果未达到最大连接数,则会新创建一个连接放置到活动池,供Java程序使用。

  • ⑤ 如果空闲池中没有连接了,活动池中的连接也已经达到了最大连接数,则不能新创建连接了,那么此时会判断是否等待超时,如果没有等待超时则需要等待活动池中的连接归还回空闲池。

  • ⑥ 如果等待超时了,则可以采取多种处理方式,例如:直接抛出超时异常,或者将活动池中使用最久的连接移除掉归还回空闲池以供Java程序使用。

9.5 连接池的实现

9.5.1 DataSource接口

  • JDBC的数据库连接池使用javax.sql.DataSource来表示,DataSource只是一个接口(通常被称为数据源),所有的Java数据库连接池都需要实现该接口。

  • 该接口通常由服务器(Weblogic, WebSphere, Tomcat)提供实现,也有一些开源组织提供实现。

9.5.2 常见的数据库连接池

  • DBCP是Apache提供的数据库连接池,速度相对c3p0较快,但因自身存在BUG,Hibernate3已不再提供支持。

  • C3P0是一个开源组织提供的一个数据库连接池,速度相对较慢,稳定性还可以

  • Proxool是sourceforge下的一个开源项目数据库连接池,有监控连接池状态的功能,稳定性较c3p0差一点

  • HikariCP俗称光连接池,是目前速度最快的连接池。

  • Druid 是阿里提供的数据库连接池,据说是集DBCP 、C3P0 、Proxool 优点于一身的数据库连接池。

9.5.3 Druid的使用

  • pom.xml
<dependency>
    <groupId>com.alibaba</groupId>
    <artifactId>druid</artifactId>
    <version>1.2.8</version>
</dependency>
  • 创建druid连接池的配置文件druid.properties文件,放置到类路径下:
driverClassName=com.mysql.cj.jdbc.Driver
url=jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=Asia/Shanghai&rewriteBatchedStatements=true
username=root
password=123456
initialSize=5
maxActive=10
maxWait=1000
  • 使用工厂模式创建DataSource对象:
InputStream resourceAsStream = JdbcUtils.class.getClassLoader().getResourceAsStream("jdbc.properties");
Properties properties = new Properties();
try {
    properties.load(resourceAsStream);
    DataSource datasource = DruidDataSourceFactory.createDataSource(properties);
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
}
  • 使用连接池对象获取连接:
Connection connection = datasource.getConnection();

9.5.4 Druid连接池的配置参数列表

配置缺省说明
name 配置这个属性的意义在于,如果存在多个数据源,监控的时候可以通过名字来区分开来。 如果没有配置,将会生成一个名字,格式是:”DataSource-” + System.identityHashCode(this)
url 连接数据库的url,不同数据库不一样。例如:mysql : jdbc:mysql://10.20.153.104:3306/druid2 oracle : jdbc:oracle:thin:@10.20.149.85:1521:ocnauto
username 连接数据库的用户名
password 连接数据库的密码。如果你不希望密码直接写在配置文件中,可以使用ConfigFilter。详细看这里:http://github.com/alibaba/druid/wiki/使用ConfigFilter
driverClassName 根据url自动识别 这一项可配可不配,如果不配置druid会根据url自动识别dbType,然后选择相应的driverClassName(建议配置下)
initialSize0初始化时建立物理连接的个数。初始化发生在显示调用init方法,或者第一次getConnection时
maxActive8最大连接池数量
maxIdle8已经不再使用,配置了也没效果
minIdle 最小连接池数量
maxWait 获取连接时最大等待时间,单位毫秒。配置了maxWait之后,缺省启用公平锁,并发效率会有所下降,如果需要可以通过配置useUnfairLock属性为true使用非公平锁。
poolPreparedStatementsfalse是否缓存preparedStatement,也就是PSCache。PSCache对支持游标的数据库性能提升巨大,比如说oracle。在mysql下建议关闭。
maxOpenPreparedStatements-1要启用PSCache,必须配置大于0,当大于0时,poolPreparedStatements自动触发修改为true。在Druid中,不会存在Oracle下PSCache占用内存过多的问题,可以把这个数值配置大一些,比如说100
validationQuery 用来检测连接是否有效的sql,要求是一个查询语句。如果validationQuery为null,testOnBorrow、testOnReturn、testWhileIdle都不会其作用。
testOnBorrowtrue申请连接时执行validationQuery检测连接是否有效,做了这个配置会降低性能。
testOnReturnfalse归还连接时执行validationQuery检测连接是否有效,做了这个配置会降低性能
testWhileIdlefalse建议配置为true,不影响性能,并且保证安全性。申请连接的时候检测,如果空闲时间大于timeBetweenEvictionRunsMillis,执行validationQuery检测连接是否有效。
timeBetweenEvictionRunsMillis 有两个含义: 1)Destroy线程会检测连接的间隔时间2)testWhileIdle的判断依据,详细看testWhileIdle属性的说明
numTestsPerEvictionRun 不再使用,一个DruidDataSource只支持一个EvictionRun
minEvictableIdleTimeMillis
connectionInitSqls 物理连接初始化的时候执行的sql
exceptionSorter 根据dbType自动识别 当数据库抛出一些不可恢复的异常时,抛弃连接
filters 属性类型是字符串,通过别名的方式配置扩展插件,常用的插件有: 监控统计用的filter:stat日志用的filter:log4j防御sql注入的filter:wall
proxyFilters 类型是List,如果同时配置了filters和proxyFilters,是组合关系,并非替换关系
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