JAVA基础编程——数据库编程

在当前大数据时代，数据的流量已经越来越大，有时单单依靠内存来进行数据的处理已经不能满足需求了。因此在开发中，会不可避免地使用到数据库技术，JAVA自然也会支持对数据库操作的支持。

JDBC

JDBC(JAVA Database Connective，JAVA数据库连接技术)是由JAVA提供的一组与平台无关的数据库的操作标准，其本身由一组类和接口组成，并且在操作中将按照严格的顺序执行。

这样的表述表明JAVA的这种技术与平台无关，同时该技术规定了4中数据库操作的形式：

JDBC-ODBC桥接技术：Windows中的开放数据库连接(Open Database Connectivity, ODBC)是微软提供的数据库编程接口。而JDBC-ODBC桥接技术则是先利用ODBC技术作为数据库的连接方式，然后利用JDBC进行ODBC的连接，以实现数据库操作。该方法使用性能较差，但不需要进行第三方开发包配置，使用较为方便。
JDBC本地驱动：JDBC本地驱动是由不同的数据库厂商根据JDBC定义的操作标准实现各自的驱动程序，程序可以直接通过JDBC进行数据库的连接操作。该方法操作性好，但需要针对不同的数据库配置匹配对应的驱动程序。
JDBC网络驱动：JDBC网络驱动将利用特定的数据库连接协议进行数据库的网络连接。此方法可以连接任一服务器的数据库，使用灵活，开发方便。
JDBC协议驱动：JDBC协议驱动是利用JDBC提供的协议标准，将数据库的操作以特定的网络协议方式进行处理。

连接MySQL数据库

JAVA中数据库的相关操作在java.sql包中，该包中主要包含以下核心类和接口：

java.sql.DriverManager类：提供数据库的驱动管理，主要负责获取数据库的连接对象
java.sql.Connection接口：用于描述数据库的连接，可以用该接口关闭连接
java.sql.Statement接口：数据库的操作接口，通过连接对象打开
java.sql.PreparedStatement接口：数据库预处理操作接口，通过连接对象打开
java.sql.ResultSet接口：数据查询结果描述，通过该接口获取查询结果

整体看来，JDBC的操作步骤主要分为四个步骤：

加载数据库驱动程序

所有的JDBC都是由各个不同的数据库厂商提供的数据库驱动程序，这些驱动程序都是以jar包的形式给出。而连接MySQL数据库首先要保证本地存在对应的jar包，要提前在官网下载，并将其路径配置到CLASSPATH变量中。

本文使用的MySQL版本为8.0.20。

通过DriverManager类建立连接

操作数据库首先要建立连接，连接需要：

连接地址
用户名
密码

然后使用DriverManager类进行连接：

static Connection getConnection(String url, String user, String password) // Attempts to establish a connection to the given database URL.

从上面定义看出，数据库连接使用Connection接口对象进行封装，因此只要有一个新Connection对象就表示要连接一次数据库。

利用Statement、PreparedStatement、ResultSet接口实现CRUD操作

Statement createStatement() // Creates a Statement object for sending SQL statements to the database.
PreparedStatement prepareStatement(String sql) // Creates a PreparedStatement object for sending parameterized SQL statements to the database.

释放资源

跟IO操作类似，数据库操作后最好显式释放资源。

import java.sql.*;public class Demo {private static final String DBDRIVER = "com.mysql.cj.jdbc.Driver";private static final String DBURL = "jdbc:mysql://localhost:3306/myemployees?useSSL=false&serverTimezone=UTC";private static final String USER = "root";private static final String PASSWORD = "********";public static void main(String[] args) throws Exception {Class.forName(DBDRIVER);Connection conn = DriverManager.getConnection(DBURL,USER,PASSWORD);System.out.println(conn);// CRUDconn.close();}
}

执行结果为：

com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl@2f943d71

上面的代码先利用反射机制进行驱动程序的加载，然后建立了数据库连接，并进行了关闭，并没有实际的CRUD操作。

Statement

Statement接口主要用来进行数据库的CRUD操作，主要方法有：

ResultSet executeQuery(String sql) // Executes the given SQL statement, which returns a single ResultSet object.
int executeUpdate(String sql) // Executes the given SQL statement, which may be an INSERT, UPDATE, or DELETE statement or an SQL statement that returns nothing, such as an SQL DDL statement.

这里看段代码：

import java.sql.*;public class Demo {private static final String DBDRIVER = "com.mysql.cj.jdbc.Driver";private static final String DBURL = "jdbc:mysql://localhost:3306/myemployees?useSSL=false&serverTimezone=UTC";private static final String USER = "root";private static final String PASSWORD = "********";public static void main(String[] args) throws Exception {Class.forName(DBDRIVER);Connection conn = DriverManager.getConnection(DBURL,USER,PASSWORD);Statement st = conn.createStatement();String sql = "select * from departments";ResultSet res = st.executeQuery(sql);while(res.next()) {int depID = res.getInt("department_id");String depName = res.getString("department_name");int magID = res.getInt("manager_id");int locID = res.getInt("location_id");System.out.println("DepID is:" + depID + ",depName is:" + depName + ",magID is:" + magID + ",locID is:" + locID);}sql = "UPDATE departments SET manager_id = 201 WHERE department_id = 10";int len = st.executeUpdate(sql);st.close();     conn.close();}
}

数据的增删改其实逻辑都一样，只要sql语句写的没问题就OK。但是数据查询的结果是由ResultSet来接收的，而ResultSet的设计是按照数据类型的方式来保存返回数据的，这就要求需要针对数据库中每一列的属性进行分别获取。

上面的代码便是利用next判断是否截止，然后按照列属性逐个获取属性值，然后打印。

同时上边的代码只是为了说明一下使用方法，写sql语句并不是目的，在实际的开发中：

要避免select *查询，会占用过大的内存
要按照数据库的列顺序逐列获取属性值
每列数据只能按照顺序取一次

上面的代码还可以修改为：

while(res.next()) {int depID = res.getInt(1);String depName = res.getString(2);int magID = res.getInt(3);int locID = res.getInt(4);System.out.println("DepID is:" + depID + ",depName is:" + depName + ",magID is:" + magID + ",locID is:" + locID);
}

这样的写法可以用于select name1,name2...这样的查询语句中，毕竟如果查询和属性值获取都要写重复的字符串有点多余，这样的写法可以按照列顺序进行逐个获取。

PreparedStatement

虽然StateMent能够用于CRUD，但是在进行insert操作时，需要进行字符串拼接操作，这个过程会很容易出错。

而PreparedStatement可以使用占位符sql语句来进行动态设置，这意味着字符串拼接的工作会被省略。

public interface PreparedStatement extends StatementPreparedStatement prepareStatement(String sql) // Creates a PreparedStatement object for sending parameterized SQL statements to the database.

看下具体使用：

import java.sql.*;public class Demo {private static final String DBDRIVER = "com.mysql.cj.jdbc.Driver";private static final String DBURL = "jdbc:mysql://localhost:3306/myemployees?useSSL=false&serverTimezone=UTC";private static final String USER = "root";private static final String PASSWORD = "********";public static void main(String[] args) throws Exception {Class.forName(DBDRIVER);Connection conn = DriverManager.getConnection(DBURL,USER,PASSWORD);Statement st = conn.createStatement();String sql = "select * from departments";ResultSet res = st.executeQuery(sql);while(res.next()) {int depID = res.getInt(1);String depName = res.getString(2);int magID = res.getInt(3);int locID = res.getInt(4);System.out.println("DepID is:" + depID + ",depName is:" + depName + ",magID is:" + magID + ",locID is:" + locID);}sql = "INSERT INTO departments(department_id, department_name, manager_id) VALUES (?,?,?)";PreparedStatement pst = conn.prepareStatement(sql);pst.setInt(1,12);pst.setString(2,"Tom");pst.setInt(3,102);int len = pst.executeUpdate();st.close();pst.close();conn.close();}
}

上面的代码就省略了字符串拼接，而是用？作为占位符，并在后续中赋值，执行sql语句，这样的代码就会整洁一点。

另外也不止查询才可以使用PreparedStatement，其它sql语句也可以使用该接口借助占位符实现sql语句。本文也不是主要介绍sql语句的，只是搞清楚JAVA中数据库操作的逻辑接口，复杂的sql就不赘述了。

批处理与事务

批处理

批处理是指一次性向数据库发出多条操作指令，然后一块执行。

在Statement和PreparedStatement接口中有关于批处理的操作：

// Statement
void addBatch(String sql) // Adds the given SQL command to the current list of commands for this Statement object.
int[] executeBatch() // Submits a batch of commands to the database for execution and if all commands execute successfully, returns an array of update counts.// PreparedStateMent
void addBatch() // Adds a set of parameters to this PreparedStatement object's batch of commands.

下面的代码就实现了批处理：

import java.sql.*;
import java.util.Arrays;public class Demo {private static final String DBDRIVER = "com.mysql.cj.jdbc.Driver";private static final String DBURL = "jdbc:mysql://localhost:3306/myemployees?useSSL=false&serverTimezone=UTC";private static final String USER = "root";private static final String PASSWORD = "********";public static void main(String[] args) throws Exception {Class.forName(DBDRIVER);Connection conn = DriverManager.getConnection(DBURL,USER,PASSWORD);Statement st = conn.createStatement();st.addBatch("INSERT INTO departments(department_id, department_name, manager_id) VALUES (1001,12,13)");st.addBatch("INSERT INTO departments(department_id, department_name, manager_id) VALUES (1002,12,14)");st.addBatch("INSERT INTO departments(department_id, department_name, manager_id) VALUES (1003,12,15)");int res[] = st.executeBatch();System.out.println(Arrays.toString(res));st.close();conn.close();}
}

事务

事务保证了数据操作的完整性。

JDBC支持事务处理操作，相关方法定义在Connection接口中：

void commit() // Makes all changes made since the previous commit/rollback permanent and releases any database locks currently held by this Connection object.
void rollback() // Undoes all changes made in the current transaction and releases any database locks currently held by this Connection object.
void setAutoCommit(boolean autoCommit) // Sets this connection's auto-commit mode to the given state.

示例代码为：

import java.sql.*;
import java.util.Arrays;public class Demo {private static final String DBDRIVER = "com.mysql.cj.jdbc.Driver";private static final String DBURL = "jdbc:mysql://localhost:3306/myemployees?useSSL=false&serverTimezone=UTC";private static final String USER = "root";private static final String PASSWORD = "********";public static void main(String[] args) throws Exception {Class.forName(DBDRIVER);Connection conn = DriverManager.getConnection(DBURL,USER,PASSWORD);Statement st = conn.createStatement();conn.setAutoCommit(false);try {st.addBatch("INSERT INTO departments(department_id, department_name, manager_id) VALUES (1004,12,13)");st.addBatch("INSERT INTO departments(department_id, department_name, manager_id) VALUES (1005,12,14)");st.addBatch("INSERT INTO departments(department_id, department_name, manager_id) VALUES (1006,12,15)");int res[] = st.executeBatch();System.out.println(Arrays.toString(res));conn.commit();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();conn.rollback();}st.close();conn.close();}
}

在手动进行事务处理时，首先要取消自动提交，然后在try中执行数据操作，并进行手动提交，而在catch中捕获错误，并进行回滚处理，以保证数据的完整性。