JDBC 的诞生

昨天我们介绍了JDBC的使用,可到底为什么要这样用,JDBC又是怎么设计来的呢?这里向大家推荐一篇文章,本文转载自「码农翻身」的「JDBC的诞生」

网络访问

随着 Oracle, Sybase, SQL Server, DB2, Mysql 等人陆陆续续住进数据库村,这里呈现出一片兴旺发达的景象,无数的程序在村里忙忙碌碌,读写数据库,实际上一个村落已经容不下这么多人了,数据库村变成了数据镇。

这一天,数据库镇发生了一件大事: 它连上了网络!

外部的花花世界一下全部打开,很多程序开始离开这个拥挤的城镇,住到更加宜居的地方去。

可是他们的工作还是要读写数据库, 大家都在想办法能不能通过网络来访问数据库镇的数据库。

其中移居到Tomcat村的Java 最为活跃,这小子先去拜访了一下 Mysql ,相对于Oracle, Sybase 等大佬, Mysql 还很弱小,也许容易搞定。

Java 说: “Mysql 先生, 现在已经网络时代了,您也得与时俱进啊,给我们开放下网络接口吧。 ”

Mysql 说: “还网络时代,你们这些家伙越来越懒了,都不愿意到我们家里来了! 说说吧,你想怎么开放? ”

Java 说: “很简单,您听说过 TCP/IP 还有 Socket 没有? 没有吗?! 没关系, 您的操作系统肯定知道,它内置实现了 TCP/IP 和 Socket,您只需要和他商量一下,需要申请一个 ip,确定一个端口,然后您在这个端口监听,我每次想访问数据了,就会创建一个 socket ,向你发起连接请求,你接受了就行了。 ”

“这么麻烦啊?”

“其实也简单, 您的操作系统会帮忙的, 他非常熟悉, 再说只需要做一次就行, 把这个网络访问建立起来, 到时候很多程序都会来访问您, 您会发财的。 ”

“不会这么简单吧, 假设说, 我是说假设啊, 通过 socket 我们建立了连接, 通过这个连接, 你给我发送什么东西? 我又给你发什么东西?” Mysql非常老练, 直击命门。

“呃, 这个.... ”

Java 其实心里其实非常明白, 这需要和Mysql定义一个应用层的协议, 就是所谓的你发什么请求, 我给你什么响应

例如:

客户端程序先给Mysql 打个招呼, Mysql也回应一下, 俗称握手。 怎么做认证、授权, 数据加密, 数据包分组。 用什么格式发送查询语句, 用什么格式来发送结果。 如果结果集很大, 要一下子全发过来吗? 怎么做数据缓冲? ……

等等一系列让人头痛的问题。

本来Java是想独自定义, 这样自己也许能占点便宜, 没想到Mysql 直接提出来了。

“这样吧 ” Java 说 “我们先把这个应用层的协议定义下来, 然后您去找操作系统来搞定socket如何? ”

“这还差不多 ” 。 Mysql 同意了。

两人忙活了一星期,才把这个应用层协议给定义好。然后又忙了一星期,才把Mysql 这里的socket搞定。

Java 赶紧回到Tomcat村, 做了一个实验: 通过 socket 和 mysql 建立连接, 然后通过 socket 发送约定好的应用层协议, 还真不错, 一次都调通了,看来准备工作很重要啊

统一接口

搞定了Mysql,Java 很得意,这是一个很好的起点,以后和 Oracle, SQL Server, Db2 等大佬谈判也有底气了。

尤其是和 mysql 商量出的应用层协议,mysql 也大度的公开了,这样一来,不管是什么语言写的程序,管你是 java, pyhton, ruby , php...... 只要能使用socket,就可以遵照 mysql 的应用层协议进行访问,mysql 的顾客呈指数级增长,财源滚滚。

Oracle, Db2那帮大佬一看,立刻就红了眼,不等 Java 去谈判,也迫不及待的定义了一套属于自己的应用层访问协议。

令人抓狂的是,他们的网络访问协议和 Msyql 的完全不一样 ! 这就意味着之前写的针对 mysql 的程序无法针对Oracle , Db2通用,如果想切换数据库,每个程序都得另起炉灶写一套代码!

更让人恶心的是,每套代码都得处理非常多的协议细节,每个使用Java进行数据库访问的程序都在喋喋不休的抱怨:我就想通过网络给数据库发送SQL语句,怎么搞的这么麻烦?

原因很简单,就是直接使用 socket 编程,太 low 了,必须得有一个抽象层屏蔽这些细节!

Java 开始苦苦思索,做出一个好的抽象不是那么容易的。

首先得有一个叫连接(Connection)的东西,用来代表和数据库的连接。

执行SQL怎么办? 用一个Statement来 表示吧。

SQL返回的结果也得有个抽象的概念:ResultSet。

他们之间的关系如图所示:

从Connection 可以创建Statement, Statement 执行查询可以得到ResultSet。

ResultSet提供了对数据进行遍历的方法, 就是rs.next() , rs.getXXXX ....

完美!

对了, 无论是 Connection, 还是 Statement, ResultSet,他们都应该是接口,而不能是具体实现。具体的实现需要由各个数据库或者第三方来提供, 毫无疑问, 具体的实现代码中就需要处理那些烦人的细节了!

Java 把这个东西叫做 JDBC, 想着自己定义了一个标准接口, 把包袱都甩给你别人, 他非常得意。

面向接口编程

第一个使用JDBC,叫做学生信息管理的程序很快发现了问题,跑来质问Java: “你这个Connection 接口设计的有问题!”

Java 说: “不可能, 我的设计多完善啊!”

“看来你这个规范的制定者没有真正使用啊,你看看,我想连接Mysql, 把Mysql 提供的 jdbc 实现(mysql-connector-java-4.1.jar)拿了过来,建立一个Connection : ”

“这不是挺正常的吗? 你要连接Mysql , 肯定要提供ip地址, 端口号,数据库名啊” Java 问到。

“问题不在这里, 昨天我遇到 mysql了, 他给了我一个号称性能更强劲的升级版mysql-connector-java-5.0.jar,我升级以后,发现我的代码编译都通不过了,原来mysql 把 MysqlConnectionImpl 这个类名改成了 MysqlConnectionJDBC4Impl , 你看看,你整天吹嘘着要面向接口编程, 不要面向实现编程, 但是你自己设计的东西都做不到啊”

Java觉得背上开始出汗, 那个程序说的没错,设计上出了漏洞, 赶紧弥补吧。

既然不能直接去 new 一个Connection 的实现, 肯定要通过一个新的抽象层来做, 这个中间层叫做什么?

Java 想到了电脑上的驱动程序, 很多硬件没法直接使用, 除非安装了驱动。 那我也模拟一下再做一个抽象层吧:Driver

每个数据库都需要实现 Driver 接口,通过Driver 可以获得数据库连接。

但是这个Driver 怎么才能 new 出来呢? 肯定不能直接 new , Java似乎陷入了鸡生蛋、蛋生鸡的无限循环中了。

最后, 还是Java的反射机制救了他, 不要直接 new 了, 每个数据库的Driver 都用一个文本字符串来表示, 运行时动态的去装载, 例如 mysql 的Driver 是这样的:

Oracle是这样的:

只要这个 Driver Class 不改动, 其他具体的实现像 Connection, Statement, ResultSet 想怎么改就怎么改。

接下来的问题是同一个程序可能访问不同的数据库,可能有多个不同 Driver 都被动态装载进来, 如何来管理?

那就搞一个DriverManager吧。

Mysql 的 Driver,Oracle的 Driver 在类初始化的时候, 一定得注册到DriverManager中来, 这样 DriverManager 才能管理 :)

注意: 关键点是 static 的代码块, 在一个类被装载后就会执行。

DriverManager 可以提供一个 getConnection 的方法,用于建立数据库Connection 。

DriverManager会把这些信息传递给每个Driver , 让每个Driver去创建Connection 。

慢着! 如果DriverManager 里既有MysqlDriver, 又有OracleDriver , 这里到底该连接哪一个数据库呢? 难道让两个Driver 都尝试一下? 那样太费劲了吧, 还得区分开,没法子只好让那些程序在数据库连接 url 中来指定吧:

url 中指明了这是一个什么数据库,每个Driver 都需要判断下是不是属于自己支持的类型, 是的话就开始连接, 不是的话直接放弃。

(刘欣注: 每个Driver接口的实现类都需要实现一个 acceptsURL(Sting url)方法, 判断这个url是不是自己能支持的。 )

唉,真是不容易啊,Java想,这下整个体系就完备了吧,为了获得一个Connection,综合起来其实就这么几行代码:

无论是任何数据库,只要正确实现了 Driver,Connection 等接口,就可以轻松的纳入到JDBC框架下了。

Java终于可以高兴的宣布: “JDBC正式诞生了!”

本文分享自微信公众号 - 程序员阿凯(AKBC159)

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原始发表时间:2018-05-30

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