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：
- ① JDBC直接访问数据库。
- ② JDO（Java Data Object）技术。
- ③ 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：

有了JDBC，Java程序访问数据库时是这样的：

总结如下：

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。

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.Driver或com.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 接口的驱动程序类都包含了静态代码块，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。

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。
在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：
- ① Statement：用于执行静态SQL语句并返回它所生成结果的对象。
- ② 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。
- ③ CallableStatement：用于执行SQL存储过程。

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。

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();
    }
}

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
boolean	BIT
byte	TINYINT
short	SMALLINT
int	INTEGER
long	BIGINT
String	CHAR,VARCHAR,LONGVARCHAR
byte array	BINARY , VAR BINARY
java.sql.Date	DATE
java.sql.Time	TIME
java.sql.Timestamp	TIMESTAMP

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)

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。

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和活动池。
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)
initialSize	0	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
maxActive	8	最大连接池数量
maxIdle	8	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。
poolPreparedStatements	false	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。
testOnBorrow	true	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。
testOnReturn	false	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
testWhileIdle	false	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

Jdbc入门到实战