Java 学习笔记(16)——Java数据库操作

数据库操作是程序设计中十分重要的一个部分，Java内置JDBC来操作数据库

JDBC使用

JDBC——Java Database connecting Java数据库连接；本质上JDBC定义了操作数据库的一套接口，作为应用程序的开发人员来说只需要创建接口对应的对象即可，而接口的实现由各个数据库厂商去完成。要在应用程序中使用JDBC，需要根据数据库的不同导入对应的jar包。

使用步骤如下：

1. 导入相应jar包
2. 注册驱动
3. 获取数据库连接对象
4. 定义sql语句
5. 获取执行sql语句的对象
6. 执行sql并获取结果集对象
7. 从结果集中获取数据
8. 释放资源

相关对象的描述

DriverManager

在使用JDBC之前需要先注册驱动，也就是告诉JDBC，我们需要导入哪个jar包，这个工作由DriverManager对象来实现，可以调用它里面的方法 registerDriver 来实现，该方法的定义如下:

static void registerDriver(Driver driver);

这个方法需要传入一个driver 对象，driver对象是具体的数据库厂商来实现，后续相关操作其实是根据这个driver对象来调用相关代码，实现同一套接口操作不同数据库

我们查阅相关实现类的代码如下:

public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {
    //
    // Register ourselves with the DriverManager
    //
    static {
        try {
            java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver());
        } catch (SQLException E) {
            throw new RuntimeException("Can't register driver!");
        }
    }

    /**
     * Construct a new driver and register it with DriverManager
     *
     * @throws SQLException
     *             if a database error occurs.
     */
    public Driver() throws SQLException {
        // Required for Class.forName().newInstance()
    }
}

在Driver对象中发现，它在静态代码块中执行了registerDriver方法，也就是说我们只要加载对应的类，类就会自动帮助我们进行注册的操作。所以在第一步注册驱动的代码中可以这样写:

Class.forName("org.mariadb.jdbc.Driver"); //加载对应的Driver类到内存中

Connection对象

注册了驱动之后就是获取数据库的连接对象，在DriverManager中使用getConnection方法获取，它的定义如下:

static Connection getConnection(String url);
static Connection getConnection(String url, Properties info);
static Connection getConnection(String url, String user, String password);

上述3个方法中，常用的是第3个，参数分别为: 连接字串、用户名、密码

连接字串的格式为: jdbc:数据库类型://数据库IP：端口/数据库名称,比如 jdbc:mariadb://localhost:3306/test

获取连接字串的代码如下:

Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mariadb://localhost:3306/study", "root", "root");

执行sql语句

获取连接对象之后，需要向数据库传递sql语句并执行它，执行sql语句需要使用对象 Statement, 常用的方法如下:

boolean execute(String sql);
ResultSet executeQuery(String sql);
int executeUpdate(String sql);

一般可以使用execute来执行相关操作，如果是查询语句，可以使用executeQuery来执行并获取返回的结果集，如果需要执行DELTE、UPDATE、INSERT等语句可以使用executeUpdate来更新数据库

我们可以通过 Connection对象的createStatement方法获取一个Statement对象,代码如下:

Statement statement = conn.createStatement();
String strSql = "INSERT INTO student VALUES(2, '2b', 28, 78.9, '2017-12-30', NULL)";
statement.execute(strSql);
statement.close(); //最后别忘了关闭对象

获取返回结果

如果我们执行了像insert、delete、update等等语句，可能不需要关注具体的返回结果，但是如果使用的是select语句，则需要获取返回的结果

获取select语句返回的结果可以使用 executeQuery 方法，该方法会返回一个结果集对象

可以将结果集对象想象成一个二维的数组，保存了查询到的相关数据，每一行代表一条数据，行中的每一列是一个字段的数据。结果集中使用游标来遍历每一行数据。使用get相关函数来获取对应索引的数据。一行遍历完了使用next移动到下一行；其中get相关方法主要有:

Blob getBlob(int columnIndex);
Blob getBlob(String columnLabel);
boolean getBoolean(int columnIndex);
boolean getBoolean(String columnLabel);
byte getByte(int columnIndex);
byte getByte(String columnLabel);
byte[] getBytes(int columnIndex);
byte[] getBytes(String columnLabel);
Date getDate(int columnIndex);
Date getDate(int columnIndex, Calendar cal);
Date getDate(String columnLabel);
Date getDate(String columnLabel, Calendar cal);
double getDouble(int columnIndex);
double getDouble(String columnLabel);
float getFloat(int columnIndex);
float getFloat(String columnLabel);
int getInt(int columnIndex);
int getInt(String columnLabel);
long getLong(int columnIndex);
long getLong(String columnLabel);

在获取了结果之后需要关闭对应对象清理资源，这部分只需要调用对应的cloase方法即可

最终一个完整的demo 如下:

public class JDBCDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        Connection conn = null;
        Statement statement = null;
        ResultSet resultSet = null;
        try {
            Class.forName("org.mariadb.jdbc.Driver");
            conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mariadb://localhost:3306/test", "root", "root");
            String sql = "select * from student";
            statement = conn.createStatement();
            resultSet = statement.executeQuery(sql);

            while (resultSet.next()){
                int id = resultSet.getInt(1); //注意：这里面的索引是从1开始的
                String name = resultSet.getString(2);
                int age = resultSet.getInt(3);
                double score = resultSet.getDouble(4);
                Date birthday = resultSet.getDate(5);
                Timestamp insertTime = resultSet.getTimestamp(6);

                System.out.println(id + "\t" + name + "\t" + age + "\t" + score + "\t" + birthday + "\t" + insertTime);
            }
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try{
                if (resultSet != null){
                    resultSet.close();
                }

                if (statement != null){
                    statement.close();
                }
                if (conn != null){
                    conn.close();
                }
            }catch (SQLException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
}

参数化查询

我们知道使用sql拼接的方式来执行sql语句容易造成sql注入漏洞，即使针对某些关键字进行过滤也很难消除这个漏洞，一旦存在sql注入，那么数据库中的数据很容易就会被黑客窃取。而使用参数化查询的方式可以从根本上消除这个漏洞。

jdbc中参数化查询使用的对象是 PreparedStatement, 它与Statement对象不同在于，它会提前将sql语句进行编译，后续只会接收固定类型的参数；而Statement只会简单的去执行用户输入的sql语句。

在进行参数化查询的时候需要先准备sql语句，但是在查询参数中需要使用 ? 做标记，表示这个位置是一个参数，后续在真正执行前再传入，比如说可以准备这样的sql语句 update student set score = 100 where name = ?。

准备好sql语句之后，需要设置对应参数位置的值，我们可以使用 setXxx 方法来设置，setXxx 方法与之前介绍的get方法类似，根据不同的数据类型 Xxx 有不同的取值。

设置完参数之后，与Statement 一样，调用对应的execute方法来执行即可.

String sql = "update student set score = 100 where name = ?";
ps = conn.prepareStatement(sql);
ps.setString(1, "2b");
ps.executeUpdate();

数据库连接池

在需要频繁操作数据库的应用中，使用数据库连接池技术可以对数据库操作进行一定程度的优化。原理请自行百度。

如果要自己实现数据库连接池需要实现 javax.sql.DataSource 的getConnection方法。当然我学习Java只是为了学习一下Web相关的内容，并不想太过于深入，所以自然不会去管怎么实现的，只要调用第三方实现，然后使用就好了。

常见的开源的第三方库有: Apache commons-dbcp、C3P0 、Apache Tomcat内置的连接池（apache dbcp）、druid(由阿里巴巴提供)。

本着支持国产的心态，这次使用的主要是 druid。

druid 连接池需要提供一个配置文件来保存数据库的相关内容

driverClassName=org.mariadb.jdbc.Driver
url=jdbc:mariadb://localhost:3306/study
username=root
password=masimaro_1992
# 初始化时连接池中保留连接数
initialSize=5
# 最大连接数
maxActive=10
# 最大时间，超过这个时间没有任何操作则会关闭连接
maxWait=3000

在使用时主要需要如下步骤:

1. 加载配置文件
2. 调用 DruidDataSourceFactory.createDataSource 方法传入 配置，获取到 DataSource 对象
3. 调用DataSource.getConnection 方法获取Connection 对象
4. 执行后续操作

相关代码如下:

Connection conn = null;
Statement statement = null;

Properties properties = new Properties();
try {
    properties.load(JDBCDemo3.class.getResourceAsStream("druid.properties"));
    DataSource dataSource = DruidDataSourceFactory.createDataSource(properties);
    conn = dataSource.getConnection();
    statement = conn.createStatement(); 

    //do something
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
}

---