JDBC 编程

在Java语言中,有一个专门连接数据库的规范(JDBC),专门负责连接数据库进行数据操作。各个数据库提供商会根据这套规范(接口)编写相关的实现类,封装成一个 jar 包供用户下载使用。所以在进行编程时,需要将相应的 jar 包导入到工程文件下的 lib 目录下,并建立依赖。

1 连接数据库并建表

这里我们使用的是 mysql 数据库。

1.1 加载注册驱动

通过下述语句实现注册驱动,原理是这句语句会将 Driver.class 这份字节码加载到 JVM 中,然后 JVM 会执行该字节码的静态代码块,mysql 提供的这个驱动包中,Driver 的字节码内的静态代码块就完成了驱动对象的创建和注册。

1 //加载注册驱动
2 Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

1.2 连接数据库

当我们注册了驱动之后,可以通过 DriverManager 获取与数据库的连接,需要传入三个参数:数据库的地址,登录用户名,登陆密码。注意 Connection 和 DriverManager 类都是 java.sql 包下的,dbName 是数据库的名字。

1 //连接数据库
2 Connection conn = DriverManager.getConnection(jdbc:mysql://localhost:3306/dbName", 
"root", "123");

验证已经获取连接,可以在 mysql 控制台,使用命令:show processlist 查看运行进程。

1.3 操作数据库

当得到与数据的连接之后,我们还需要通过该连接获得一个语句对象,该语句对象内包含我们要对数据库执行的操作,也就是 SQL 语句。我们执行 SQL 语句一般使用语句对象的 executeUpdate 和 executeQuery 方法,前者用于 DDL 和 DML 操作,返回收影响的行数;后者用于执行 DQL 操作,返回结果集对象。具体使用方法如下

1 //语句对象的获得
2 Statement st = conn.createStatement();
3 //执行语句,这里的语句用于建表
4 st.executeUpdate("create table t_student (id int primary key auto_increment, name varchar(20), age int)")
5 //释放资源,先进后出,需要处理异常
6 st.close();
7 conn.close();

1.4 "贾琏欲执事"

执行一次语句的步骤可以归为“贾(加)琏(连)欲(语)执(执)事(释)”这一句话,合在一起的源码为

 1 public class CreateTableTest {
 2     public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SQLException {
 3         Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
 4         Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/jdbc_demo", "root", "1234");
 5         String sql = "create table t_student (id int primary key auto_increment, name varchar(20), age int)";
 6         
 7         Statement st = conn.createStatement();
 8         st.execute(sql);
 9         
10         st.close();
11         conn.close();
12     }
13 }

2 DAO 层设计

实际开发中,JavaWeb 开发代码一般分为三层,分层结构是 JavaWeb 开发中的一种设计思想,这样会让我们开发层次分明,每一层只要完成对应的功能即可,使得项目便于开发和维护。

  1. Web层/表现层 : 主要接受前台浏览器用户的参数,给浏览器响应数据等等
  2. Service层/业务成/服务层:主要处理业务功能,日志,权限,事物,等等
  3. DAO层/持久层:专门负责和数据库交互,数据处理相关代码

DAO : Data Access Object 数据访问对象

2.1 DAO 设计结构

在实际开发中,可以按照下列结构进行设计

  1. 马赛克的地方是公司域名倒写加项目名
  2. 项目包下的 dao 包内放接口,规范了处理某个数据库需要的方法,名方式以 DAO 结尾
  3. dao 包内的 impl 包放具体的实现,命名方式以 DAOImpl 结尾
  4. 与 dao 包同级的 pojo 包内放用于接收数据库信息的简单普通对象
  5. test 包是用于测试实现类的各个方法
  6. util 包存放工具类
  7. dp.properties 存放了一些数据库连接需要用到的信息。

2.2 代码的重构 - 代码复用

在 1.4 中示范了怎么连接数据库进行一次建表操作,实际上 DAO 中的实现类内就是一个个这样的方法,比如常见的增、删、改、查,如果每个方法内都写这样一些列流程,会在后期维护中产生很大麻烦,假如连接密码改了,每个方法都要修改,这显然不现实,所以我们要利用工具类以及配置文档优化代码。

  • 连接数据库

实现类中的方法应该专注于功能的实现,获得连接是该方法需要的一个结果,该方法并不关注这个过程,不应该放在方法内混淆语义。我们可以把连接数据库的代码放在 JdbcUtils 这个工具类内,该类的成员都是类成员,然后实现类的方法中直接通过类调用 getConnection() 方法获得连接。同时,注册驱动这个步骤我们只需要执行一次就够了,我们可以把这个步骤放在工具类的静态代码块中,在该类初始化的时候会自动执行一次。

 1 public class JdbcUtils {
 2     
 3     private static String driverClassName = "com.mysql.jdbc.Driver";
 4     private static String url = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/jdbc_demo";
 5     private static String username = "root";
 6     private static String password = "1234";
 7     
 8     static {
 9         try {
10             Class.forName(driverClassName);
11         } catch (ClassNotFoundException e) {
12             e.printStackTrace();
13         }
14     }
15     
16     public static Connection getConnection() throws SQLException {
17         Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);
18         return conn;
19     }
20 }
  • 关闭资源

关闭资源也是一块鸡肋代码,重复且冗长,未重构前每个方法的关闭过程如下

 1 //假设是查询方法,除了关闭连接、语句还要关闭结果集,每次关闭都需要异常处理
 2 /*
 3 Connection conn;
 4 PreparedStatement ps;
 5 ResultSet rs;
 6 */
 7 try {
 8     //方法需要实现的功能
 9     return xxx;
10 } catch (Exception e) {
11     e.printStackTrace();
12 } finally {
13     //try 代码块中的 return 语句一定会在 finally 执行完后执行,所以关闭系统资源放在 finally 中。先进后出
14     try {
15         if(rs != null) {
16             rs.close();
17         }
18     } catch (SQLException e) {
19         e.printStackTrace();
20     } finally {
21         try {
22             if(ps != null) {
23                 ps.close();
24             }
25         } catch (SQLException e) {
26             e.printStackTrace();
27         } finally {
28             try {
29                 if(conn != null) {
30                     conn.close();
31                 }
32             } catch (SQLException e) {
33                 e.printStackTrace();
34             }
35         }
36     }
37 }

可以看到这一段关闭资源的方法非常冗长,且每个方法都要关闭一遍。我们可以把这个关闭的流程写进工具类内,实现类的方法只需要调用 JdbcUtils.close() 方法即可。

 1 //Statement 是 PreparedStatement 的父类,这样不管是 Statement 或者 PreparedStatement 类型的都可以用这个方法关闭
 2 //对于 DML 语句,没有 ResultSet 对象,可以第三个变量穿 null 即可
 3 public static void close(Connection conn, Statement s, ResultSet rs) {
 4     try {
 5         if(rs != null) {
 6             rs.close();
 7         }
 8     } catch (Exception e) {
 9         e.printStackTrace();
10     } finally {
11         try {
12             if(s != null) {
13                 s.close();
14             }
15         } catch (Exception e) {
16             e.printStackTrace();
17         } finally {
18             try {
19                 if(conn != null) {
20                     conn.close();
21                 }
22             } catch (Exception e) {
23                 e.printStackTrace();
24             }
25         }
26     }
27 }
  • 建立连接需要的信息

把连接需要的这些信息放在代码块中还是不太方便,如果用户修改了账号密码,或者主机地址改变,都需要重新修改代码,这不太满足我们平常应用的要求。所以我们可以把这些信息放在一个 .properties 文件中,Java 程序直接去读取这些信息。那以后修改了账户密码,只需要自己打开这个 .properties 文件修改相应的字段即可。

#key=value
driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/jdbc_demo
username=root
password=1234

.properties 内存放了一些键值对,注意等号左右没有空格,结尾也没有标点,# 作为注释

那如何读取这些信息呢?

Java 中通过类加载器读取配置文件获得一个输入流,可以通过两种方法获得类加载器

1 //1.通过某一类的字节码实例可以获取
2 ClassLoader cl = Object.class.getContextClassLoader();
3 //2.通过当前线程获得
4 ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
5 
6 //通过类加载器读取配置文件获得输入流
7 InputStream in = cl.getResourceAsStream("dp.properties");

那如何获得相应的信息呢?

我们可以通过 Properties 对象获得相应的信息。Properties 类是 Map 抽象类下一个专门用于读取配置文件的类,将输入流加载进去,即可通过“key”获得“value”。

1 Properties p = new Properties();
2 p.load(in);
3 System.out.println(p.getProperty("driverClassName"));
  • 重构后的工具类代码
 1 public class JdbcUtils {
 2     
 3     private static Properties p = new Properties();
 4 
 5     static {
 6         ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
 7         InputStream in = cl.getResourceAsStream("dp.properties");
 8         try {
 9             p.load(in);
10             Class.forName(p.getProperty("driverClassName"));
11         } catch (Exception e) {
12             e.printStackTrace();
13         }
14     }
15     
16     public static Connection getConnection() throws SQLException {
17         Connection conn = DriverManager.getConnection(p.getProperty("url"), p.getProperty("username"), p.getProperty("password"));
18         return conn;
19     }
20     
21     public static void close(Connection conn, Statement s, ResultSet rs) {
22         try {
23             if(rs != null) {
24                 rs.close();
25             }
26         } catch (Exception e) {
27             e.printStackTrace();
28         } finally {
29             try {
30                 if(s != null) {
31                     s.close();
32                 }
33             } catch (Exception e) {
34                 e.printStackTrace();
35             } finally {
36                 try {
37                     if(conn != null) {
38                         conn.close();
39                     }
40                 } catch (Exception e) {
41                     e.printStackTrace();
42                 }
43             }
44         }
45     }
46 }

2.3 引用连接池,管理连接

按照上面的做法,每次用户进行一次操作,都会建立连接,接着执行完成后销毁连接。虽然每次连接、断开连接用时不长,但当用户数量上来意后,对系统资源的消耗就会变得很高。于是我们引入连接池管理连接。连接池里面拥有一定数量的连接(一般5 - 10个),当通过连接池getConnection 时,连接池提供一个连接供方法使用,当使用完毕后方法执行连接的 close 方法,这个时候并不是直接关闭连接,而是将连接返回给连接池。

在Java中,连接池使用 javax.sql.DataSource 接口来表示连接池。注意:DataSource 仅仅只是一个接口,由各大服务器厂商来实现。常用的 DataSource 的实现:

  • DBCP: Spring推荐的
  • C3P0: Hibernate推荐的
  • Druid : (德鲁伊)阿里巴巴开源的,性能最好,速度最快

介绍 Druid 使用方法

 1 //需要导入 Druid 的 jar 包
 2 //方法一:
 3 //1 创建连接池对象,不能使用 DataSource 类型,因为 setXxx 方法时 DruidDataSource 类独有的
 4 DruidDataSource dds = new DruidDataSource();
 5 //2 设置连接数据库的信息
 6 dds.setDriverClassName(p.getProperty("driverClassName"));
 7 dds.setUrl(p.getProperty("url"));
 8 dds.setUsername(p.getProperty("username"));
 9 dds.setPassword(p.getProperty("password"));
10 dds.setMaxActive(10);  //最大连接数
11 Connection conn = dds.getConnection();
12 
13 //方法二
14 //通过连接池工程获得连接池
15 //1 通过工厂的静态方法获得连接池,传入上文中的 Properties 对象作为参数,工程自动读取配置信息
16 DataSource ds = DruidDataSourceFactory.createDataSource(p);
17 //2 获得连接
18 Connection conn = ds.getConnection();

使用连接池后的工具类

 1 public class JdbcUtils {
 2     
 3     private static Properties p = new Properties();
 4 
 5     //用工厂创建连接池对象,工厂底层对 properties 直接读取,只需传入一个 Properties 对象
 6     private static DataSource dds;
 7     static {
 8         ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
 9         InputStream in = cl.getResourceAsStream("dp.properties");
10         try {
11             p.load(in);
12             dds = DruidDataSourceFactory.createDataSource(p);
13         } catch (Exception e) {
14             e.printStackTrace();
15         }
16     }
17     
18     public static Connection getConnection() throws SQLException {
19         return dds.getConnection();
20     }
21     
22     public static void close(Connection conn, Statement s, ResultSet rs) {
23         try {
24             if(rs != null) {
25                 rs.close();
26             }
27         } catch (Exception e) {
28             e.printStackTrace();
29         } finally {
30             try {
31                 if(s != null) {
32                     s.close();
33                 }
34             } catch (Exception e) {
35                 e.printStackTrace();
36             } finally {
37                 try {
38                     if(conn != null) {
39                         conn.close();
40                     }
41                 } catch (Exception e) {
42                     e.printStackTrace();
43                 }
44             }
45         }
46     }
47 }

3 事务

JDBC 中是默认提交事务的,也就是每一条 Statement 执行后,自动提交事务。在实际业务中,我们可能需要把多个操作当作一个原子性操作来进行,要么全做,要么全部做。要实现这个要求,我们只需要把自动提交事务给关闭,在通过回滚(rollback)和提交(commit)来完成一次事务。

 1 //银行转账例子
 2 public class TransactionTest {
 3     @Test
 4     public void testName() throws Exception {
 5         Connection conn = null;
 6         Statement st = null;
 7         ResultSet rs = null;
 8         try {
 9             conn = DruidUtil.getConnection();
10             //将事务设置为手动提交
11             conn.setAutoCommit(false);
12             
13             st = conn.createStatement();
14             // 1.检查张无忌的账号余额是否大于等于1000.
15             rs = st.executeQuery("SELECT balance FROM account WHERE name = '张无忌' AND balance >=1000");
16             if(!rs.next()) {
17                 throw new RuntimeException("亲,您的账户余额不够");
18             }
19             // 余额>=1000:GOTO 2:
20             // 余额 <1000:提示:亲,你的余额不足.
21             // 2.在张无忌的账号余额上减少1000.
22             st.executeUpdate("UPDATE account SET balance = balance-1000 WHERE name = '张无忌'");
23             
24             System.out.println(1/0);  //制造异常
25             
26             // 3.在赵敏的账户余额尚增加1000.
27             st.executeUpdate("UPDATE account SET balance = balance+1000 WHERE name = '赵敏'");
28             
29             //提交事务
30             conn.commit();
31         } catch (Exception e) {
32             e.printStackTrace();
33             //回滚事务
34             conn.rollback();    
35         }finally {
36             DruidUtil.close(conn, st, rs);
37         }
38     }
39 }
40 //最终钱不会因为异常而变少

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