文章目录
- 前言
- 2.3 Connnection
- 2.3.1 JDBC驱动程序的类型
- 2.3.1.1 JDBC-ODBC Bridge Driver
- 2.3.1.2 Native API Driver
- 2.3.1.3 HDBC-Net Driver
- 2.3.1.4 Native Protocol Driver
- 2.3.2 java.sql.Driver
- 2.3.2.1 静态代码块加载驱动类
- 2.3.2.2 SPI机制加载驱动类
- 2.3.3 DriverManager
- 2.3.3.1 registerDriver&deregisterDriver
- 2.3.3.2 getConnection
- 2.3.4 javax.sql.DataSource
- 2.3.4.1 DataSource接口介绍
- 2.3.4.2 使用JNDI提高可移植性
- 2.3.6 关闭Connection
前言
本节将详细研究Connection接口的相关内容，例如JDBC驱动程序的类型、DriverManager类、Driver接口以及DataSource接口等。
2.3 Connnection
一个Connection对象表示通过JDBC驱动程序与数据源建立的连接。
这里的数据源可以是关系型数据库管理系统（DBMS）、文件系统或者其他通过JDBC驱动访问的数据源。
使用JDBC API的应用程序可能需要维护多个Connection对象，一个Connection对象可能访问多个数据源，也可能访问单个数据源。
获取JDBC中的Connection对象有两种方式：
（1）通过JDBC API中提供的DriverManager类获取；
（2）通过DataSource接口的实现类获取（推荐使用）。
目前使用比较广泛的数据库连接池，如C3P0、DBCP、Druid等都是javax.sql.DataSource接口的具体实现。
2.3.1 JDBC驱动程序的类型
2.3.1.1 JDBC-ODBC Bridge Driver
SUN公司发布JDBC规范时，市面上并没有成熟的JDBC驱动程序可用，但微软的ODBC（Open-DataBase-Connectivity，开放式数据库互连）技术已经非常成熟，通过ODBC驱动程序可以连接所有类型的数据源。
因此，SUN公司发布了JDBC-ODBC桥接驱动，在JDBC和ODBC之间建立一个桥连接，利用现成的ODBC框架将JDBC调用转换为ODBC调用。
但是，由于桥连接的限制，并非所有功能都能直接转换并正常调用，同时多层调用转换对性能也有一定的影响，在JDBC规范中一般不推荐采用该方式。
2.3.1.2 Native API Driver
这类驱动程序会直接调用数据库提供的原生链接库或客户端，因为没有中间过程，访问速度通常表现良好。
但由于驱动程序和链接库或客户端绑定，无法达到JDBC跨平台的基本目的，因此在JDBC规范中也不推荐该类驱动程序。
2.3.1.3 HDBC-Net Driver
这类驱动程序会将JDBC调用转换为独立于数据库的协议，然后通过特定的中间件或服务器转换为数据库通信协议，主要目的是获取更好的架构灵活性。
然而，通过中间服务器转换会对性能造成一定影响。这类驱动程序并不常见，微软的ADO.NET属于这种架构。
2.3.1.4 Native Protocol Driver
这是最常见的JDBC驱动程序，开发中使用的驱动包基本都属于此类，通常由数据库厂商直接提供，例如mysql-connector-java。
这类驱动程序会把JDBC调用转换为数据库特定的网络通信协议，而使用网络通信，驱动程序可以纯Java实现，支持跨平台部署，性能也较好。
2.3.2 java.sql.Driver
2.3.2.1 静态代码块加载驱动类
所有的JDBC驱动都必须实现Driver接口，而且实现类必须包含一个静态代码块，在该静态代码块中向DriverManager注册自己的一个实例。如MyBatis内置的HSQLDB数据库的驱动程序实现类如下：
源码1：org.hsqldb.jdbc.JDBCDriver
public JDBCDriver() {
}
public static final JDBCDriver driverInstance = new JDBCDriver();
static {
try {
DriverManager.registerDriver(driverInstance);
} catch (Exception e) {
}
}
由 源码1 可知，当加载驱动类JDBCDriver时，上面的静态代码块就会执行，向DriverManager注册一个JDBCDriver驱动类的实例。
这也是为什么在使用JDBC操作数据库时需要先使用Class.forName()方法加载驱动类。而为了确保驱动类可以使用Class.forName()方法进行加载，它必须提供一个无参数的构造方法。
2.3.2.2 SPI机制加载驱动类
在JDBC 4.0版本之前，使用DriverManager获取Connection对象都需要通过代码显式地加载驱动类，如：
Class.forName("org.hsqldb.jdbcDriver");
JDBC 4.0及以上的版本，对DriverManager的getConnection方法做了增强，可以通过Java的SPI机制加载驱动。
符合JDBC 4.0及以上版本的驱动程序的jar包中必须存在一个 META-INF\services\java.sql.Driver 文件，并在该文件中指定Driver接口的实现类。
如hsqldb-2.4.0.jar中：
在DriverManager类中，定义了一段静态代码块：
源码2：DriverManager.java
static {
loadInitialDrivers();
println("JDBC DriverManager initialized");
}
private static void loadInitialDrivers() {
String drivers;
try {
drivers = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<String>() {
public String run() {
// 读取jdbc.drivers属性指定的驱动类
return System.getProperty("jdbc.drivers");
}
});
} catch (Exception ex) {
drivers = null;
}
AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
public Void run() {
// 通过SPI机制加载Driver接口的实现类
ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class);
Iterator<Driver> driversIterator = loadedDrivers.iterator();
try {
while (driversIterator.hasNext()) {
driversIterator.next();
}
} // catch ...
return null;
}
});
println("DriverManager.initialize: jdbc.drivers = " + drivers);
if (drivers == null || drivers.equals("")) {
return;
}
String[] driversList = drivers.split(":");
println("number of Drivers:" + driversList.length);
for (String aDriver : driversList) {
try {
println("DriverManager.Initialize: loading " + aDriver);
// 依次加载jdbc.drivers属性指定的驱动类
Class.forName(aDriver, true,
ClassLoader.getSystemClassLoader());
} catch (Exception ex) {
println("DriverManager.Initialize: load failed: " + ex);
}
}
}
由 源码2 可知，静态代码块会调用loadInitialDrivers方法，该方法通过两种方式加载驱动实现类。
在loadInitialDrivers方法中，首先会读取jdbc.drivers属性指定的驱动类（只是读取属性，还没加载），例如在使用命令启动项目时使用jdbc.drivers属性指定驱动类：
java -Djdbc.drivers=org.hsqldb.jdbcDriver -jar xxx.jar
随后，通过SPI机制，借助ServiceLoader读取 META-INF\services\java.sql.Driver 文件中配置的Driver接口的实现类，完成驱动实现类的加载。
最后，如果jdbc.drivers属性不为空，则使用Class.forName依次加载jdbc.drivers属性指定的驱动类。
通过一个简单示例来调试一下：
- 自定义一个驱动实现类，并配置到VM参数中
public class MyDriver implements Driver {
static {
try {
DriverManager.registerDriver(new MyDriver());
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public MyDriver() {
}
// 重写Driver接口的方法 ...
}
- 编写测试类
public class Example01 {
@Test
public void testSPI() {
try {
DriverManager.getConnection("jdbc:hsqldb:mem:mybatis", "sa", "");
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
以Debug方式启动项目，可以发现DriverManager中注册了2个驱动类，恰好就是自定义的MyDriver以及 META-INF\services\java.sql.Driver 文件中定义的org.hsqldb.jdbc.JDBCDriver，说明上述的两种配置方式都生效了。
2.3.3 DriverManager
由类名可知，这是一个驱动管理器，为JDBC客户端管理一组可用的驱动实现。
源码3：DriverManager.java
// 注册驱动实现类
public static synchronized void registerDriver(java.sql.Driver driver)
throws SQLException {...}
public static synchronized void registerDriver(java.sql.Driver driver,
DriverAction da) throws SQLException {...}
// 解除驱动注册
public static synchronized void deregisterDriver(Driver driver)
throws SQLException {...}
// 获取数据库连接
public static Connection getConnection(String url)
throws SQLException {...}
public static Connection getConnection(String url,
String user, String password) throws SQLException {...}
public static Connection getConnection(String url,
java.util.Properties info) throws SQLException {...}
2.3.3.1 registerDriver&deregisterDriver
由 源码3 可知，registerDriver方法用于将驱动实现类注册到DriverManager中，这个方法会在驱动实现类加载时通过静态代码块隐式调用。registerDriver方法有2个重载方法：
registerDriver(java.sql.Driver driver)：直接注册驱动实现类；registerDriver(java.sql.Driver driver, DriverAction da)：注册一个驱动实现类的同时，并注册一个DriverAction的实现类，以监听DriverManager使用deregisterDriver方法解除该监听器的注册时回调。
2.3.3.2 getConnection
这个方法是提供给JDBC客户端调用的，可以接收一个JDBC URL作为参数，DriverManager会对所有注册的驱动实现类进行遍历，找到能够识别该URL的驱动实现，并调用connect方法与数据库建立连接，然后返回Connection对象。
由 源码3 可知，getConnection方法有3个重载方法：
getConnection(String url)：当连接数据库不需要用户名和密码时使用；getConnection(String url, String user, String password)：当连接数据库只需要用户名、密码时使用；getConnection(String url, java.util.Properties info)：当连接数据库除了需要用户名、密码，还需要其他额外的参数时使用。
JDBC URL的格式为：jdbc:<subprotocol>:<subname>。其中subprotocol用于指定数据库连接机制由一个或者多个驱动程序提供支持；subname的内容取决于subprotocol。
常用的数据库驱动程序的驱动实现类的类名及JDBC URL如下：
（1）Oracle
驱动程序类名：oracle.jdbc.driver.OracleDriver
JDBC URL：jdbc:oracle:thin:@//<host>:<port>/<ServiceName>或jdbc:oracle:thin:@//<host>:<port>/<SID>
（2）MySql
驱动程序类名：com.mysql.jdbc.Driver
JDBC URL：jdbc:mysql://<host>:<port>/<database>
（3）IBM DB2
驱动程序类名：com.ibm.db2.jcc.DB2Driver
JDBC URL：jdbc:db2://<host>:<port>/<database>
2.3.4 javax.sql.DataSource
2.3.4.1 DataSource接口介绍
DataSource是比较推荐的获取数据源连接的一种方式。JDBC驱动程序都会实现DataSource接口，通过DataSource接口实现类的实例，返回一个Connection对象的实例。
DataSource对象表示能够提供数据源连接的数据源对象。如果数据库相关信息发生了变化，则可以简单地修改DataSource对象的属性来反映这种变化，而不用修改应用程序的任何代码。
JDBC API中有3种类型的DataSource对象,分别是DataSource、XADataSource（支持分布式事务）、ConnectionPoolDataSource（提供连接池提高系统性能和伸缩性）。
而具体有哪些DataSource对象的属性，却决于具体的实现类，不同的实现类的属性略有差异。例如在MySQL驱动的实现类MysqlDataSource对象中具有以下属性（列举部分）：
- databaseName：数据库名称；
- user：用户名；
- password：密码；
- hostName：主机名；
- port：监听端口；
- url：JDBC URL；
- encoding：编码。
DataSource对象的实现类会为这些属性提供对应的getter和setter方法，并在创建对象时初始化这些属性。
2.3.4.2 使用JNDI提高可移植性
使用JNDI（Java Naming and Directory Interface，Java命名和目录接口）可以提高应用程序的可移植性。在应用程序中，使用JNDI API，就可以仅通过一个逻辑名称来获取DataSource对象。当数据源的属性发生变化时，不会影响JDBC客户端的代码。
JNDI为应用程序提供了一种通过网络访问远程服务的方式，可以把一个逻辑名称和数据源建立映射关系。
下面是使用JNDI的一个示例：
public class Example02 {
@Before
public void before() throws IOException {
// 创建MyBatis提供的数据源工厂
DataSourceFactory dataSourceFactory = new PooledDataSourceFactory();
Properties dsProps = new Properties();
InputStream inputStream = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResourceAsStream("database.properties");
dsProps.load(inputStream);
dataSourceFactory.setProperties(dsProps);
// 获取数据源对象
DataSource dataSource = dataSourceFactory.getDataSource();
try {
// Apache Tomcat提供的JNDI实现
Properties jndiProps = new Properties();
jndiProps.put(Context.INITIAL_CONTEXT_FACTORY, "org.apache.naming.java.javaURLContextFactory");
jndiProps.put(Context.URL_PKG_PREFIXES, "org.apache.naming");
InitialContext ctx = new InitialContext(jndiProps);
// 将逻辑名称"java:testJNDI"和数据源DataSource绑定起来
ctx.bind("java:testJNDI", dataSource);
} catch (NamingException e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Test
public void testJNDI() {
try {
// Apache Tomcat提供的JNDI实现
Properties jndiProps = new Properties();
jndiProps.put(Context.INITIAL_CONTEXT_FACTORY, "org.apache.naming.java.javaURLContextFactory");
jndiProps.put(Context.URL_PKG_PREFIXES, "org.apache.naming");
InitialContext ctx = new InitialContext(jndiProps);
// 通过逻辑名称"java:testJNDI"获取数据源DataSource
DataSource dataSource = (DataSource)ctx.lookup("java:testJNDI");
Connection connection = dataSource.getConnection();
Assert.assertNotNull(connection);
System.out.println("成功获取到Connection对象...");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
在示例的代码中，创建了一个javax.naming.InitialContext实例，然后调用该实例的bind方法将字符串形式的逻辑名称 java:testJNDI 和数据源DataSource对象绑定在一起。
在testJNDI方法中，调用InitialContext实例的lookup方法，传入逻辑名称 java:testJNDI，获取已经绑定的数据源DataSource对象，如果成功获取到，说明JNDI确实生效了。
需要注意的是，JDK只是提供了JNDI的规范，具体的实现由不同厂商来完成。当前示例使用的是Apache Tomcat中提供的JNDI实现，因此需要在项目中的pom.xml文件中添加相关依赖：
<dependency>
<groupId>tomcat</groupId>
<artifactId>naming-java</artifactId>
<version>5.0.28</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>tomcat</groupId>
<artifactId>naming-common</artifactId>
<version>5.0.28</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>commons-logging</groupId>
<artifactId>commons-logging</artifactId>
<version>1.1.1</version>
</dependency>
在实际的Java EE项目中，JNDI命名服务的创建通常由应用服务器（如Tomcat、WebLogic等）来创建，开发者只需要查找命名服务并使用即可。例如，在Tomcat服务器中，通过配置其 context.xml 配置文件就可以配置JNDI数据源：
<Resource name="java:testJNDI"
scope="Shareable"
type="javax.sql.DataSource"
factory="org.apache.ibatis.datasource.pooled.PooledDataSourceFactory"
username="sa"
password=""
driverClassName="org.hsqldb.jdbcDriver"
url="jdbc:hsqldb:mem:mybatis"/>
2.3.6 关闭Connection
源码4：Connection.java
public interface Connection extends Wrapper, AutoCloseable {
void close() throws SQLException;
boolean isClosed() throws SQLException;
boolean isValid(int timeout) throws SQLException;
}
当使用完Connection对象后，需要显式地关闭该对象。由 源码4 可知，Connection接口提供了几个方法处理Connection对象地关闭。
- close：关闭Connection对象。当调用该方法时，由该Connection对象创建的所有Statement对象都会被关闭；
- isClosed：判断Connection对象是否已被关闭；
- isValid：判断Connection对象是否有效。
…
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