【Java 进阶篇】JDBC（Java Database Connectivity）详解

news2024/11/28 10:36:08

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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：

  1. 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。

  2. 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。

  3. 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。

  4. 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。

  5. 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。

作者信息

作者 ： 繁依Fanyi
CSDN： https://techfanyi.blog.csdn.net
掘金：https://juejin.cn/user/4154386571867191

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