彻底搞懂JDBC的运行过程
前几天笔者发布了博客手写mybatis彻底搞懂框架原理。为了帮助初学者更好理解mybatis框架,这次讲解一下Java的JDBC的运行过程。
JDBC的作用
JDBC的全称是Java DataBase Connection,也就是Java数据库连接,我们可以用它来操作关系型数据库。JDBC接口及相关类在java.sql包和javax.sql包里。我们可以用它来连接数据库,执行SQL查询,存储过程,并处理返回的结果。
JDBC接口让Java程序和JDBC驱动实现了松耦合,使得切换不同的数据库变得更加简单。
JDBC的连接步骤
执行一次JDBC连接,分六个步骤进行:
1. 导入包
在程序中包含数据库编程所需的JDBC类。大多数情况下,使用 import java.sql.* 就足够了。
2. 注册JDBC驱动程序
需要初始化驱动程序,这样就可以打开与数据库的通信。
3. 打开一个连接
使用DriverManager.getConnection()方法来创建一个Connection对象,它代表一个数据库的物理连接。
4. 执行一个查询
需要使用一个类型为Statement或PreparedStatement的对象(两者区别看后文),并提交一个SQL语句到数据库执行查询。
5. 从结果集中提取数据
这一步中演示如何从数据库中获取查询结果的数据。使用ResultSet.getXXX()方法来检索的数据结果
6. 清理环境资源
在使用JDBC与数据交互操作数据库中的数据后,应该明确地关闭所有的数据库资源以减少资源的浪费。本文使用了try with resources方式关闭资源,这是JDK7的语法糖,读者可自行搜索。
完整代码如下。
//STEP 1. 导入包
import java.sql.*; class JDBCExample { // JDBC驱动包名和数据库的URL static final String JDBC_DRIVER = "com.mysql.jdbc.Driver"; static final String DB_URL = "jdbc:mysql://localhost/test"; // 数据库名和密码自己修改 static final String USER = "username"; static final String PASS = "password"; public static void main(String[] args) { String sql = "SELECT id, first, last, age FROM Employees"; //STEP 2: 注册JDBC驱动程序 try { Class.forName(JDBC_DRIVER); } catch (ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } // try with resources方式关闭资源。 //STEP 6: 清理环境资源 try (Connection conn = DriverManager.getConnection(DB_URL, USER, PASS); Statement stmt = conn.createStatement(); ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql)) { //STEP 3: 打开一个连接 System.out.println("Connecting to database...");
// Connection conn = DriverManager.getConnection(DB_URL, USER, PASS); //STEP 4: 执行一个查询 System.out.println("Creating statement...");
// Statement stmt = conn.createStatement();
// ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql); //STEP 5: 从结果集中提取数据 while (rs.next()) { // 根据列名获取数据 int id = rs.getInt("id"); int age = rs.getInt("age"); String first = rs.getString("first"); String last = rs.getString("last"); // 显示结果 System.out.print("ID: " + id); System.out.print(", Age: " + age); System.out.print(", First: " + first); System.out.println(", Last: " + last); } } catch (SQLException se) { // 处理可能出现的错误 se.printStackTrace(); } System.out.println("Goodbye!"); }
}
JDBC的最佳实践
数据库资源是非常昂贵的,用完了应该尽快关闭它。Connection, Statement, ResultSet等JDBC对象都有close方法,调用它就好了。
在代码中必须显式关闭掉ResultSet,Statement,Connection,如果你用的是连接池的话,连接用完后会放回池里,但是没有关闭的ResultSet和Statement就会造成资源泄漏了。
在finally块中关闭资源,保证即便出了异常也能正常关闭。
大量相似的查询应当使用批处理完成。
尽量使用PreparedStatement而不是Statement,以避免SQL注入,同时还能通过预编译和缓存机制提升执行的效率。
如果你要将大量数据读入到ResultSet中,应该合理的设置fetchSize以便提升性能。
你用的数据库可能没有支持所有的隔离级别,用之前先仔细确认下。
数据库隔离级别越高性能越差,确保你的数据库连接设置的隔离级别是最优的。
如果你需要长时间对ResultSet进行操作的话,尽量使用离线的RowSet。
FAQ
JDBC是如何实现Java程序和JDBC驱动的松耦合?
JDBC API使用Java的反射机制来实现Java程序和JDBC驱动的松耦合。看一下上文的JDBC示例,你会发现所有操作都是通过JDBC接口完成的,而驱动只有在通过Class.forName反射机制来加载的时候才会出现。
这是Java核心库里反射机制的最佳实践之一,它使得应用程序和驱动程序之间进行了隔离,让迁移数据库的工作变得更简单。
Statement和PreparedStatement区别
关系:PreparedStatement继承自Statement,两者都是接口
区别:PreparedStatement可以使用占位符,而且是预编译的,批处理比Statement效率高
预编译
创建时的区别:
Statement statement = conn.createStatement();
PreparedStatement preStatement = conn.prepareStatement(sql);
执行时的区别:
ResultSet rSet = statement.executeQuery(sql);
ResultSet pSet = preStatement.executeQuery();
由上可以看出,PreparedStatement有预编译的过程,已经绑定sql,之后无论执行多少次,都不会再去进行编译,而Statement 不同,如果执行多次,则相应的就要编译多少次sql,所以从这点看,PreparedStatement的效率会比Statement要高一些。PreparedStatement是预编译的,所以可以有效的防止SQL注入等问题
占位符
PrepareStatement可以替换变量在SQL语句中可以包含?,可以用?替换成变量。
ps = conn.prepareStatement("select * from Employees where id=?");
int sid = 1001;
ps.setInt(1, sid);
rs = ps.executeQuery();
而Statement只能用字符串拼接。
int sid = 1001;
Statement stmt = conn.createStatement();
ResultSet rs = stmt.executeQuery("select * from Employees where id=" + sid);
JDBC的ResultSet
在查询数据库后会返回一个ResultSet,它就像是查询结果集的一张数据表。
ResultSet对象维护了一个游标,指向当前的数据行。开始的时候这个游标指向的是第一行。如果调用了ResultSet的next()方法游标会下移一行,如果没有更多的数据了,next()方法会返回false。可以在for循环中用它来遍历数据集。
默认的ResultSet是不能更新的,游标也只能往下移。也就是说你只能从第一行到最后一行遍历一遍。不过也可以创建可以回滚或者可更新的ResultSet,像下面这样。
Statement stmt = con.createStatement(ResultSet.TYPE_SCROLL_INSENSITIVE, ResultSet.CONCUR_UPDATABLE);
当生成ResultSet的Statement对象要关闭或者重新执行或是获取下一个ResultSet的时候,ResultSet对象也会自动关闭。
可以通过ResultSet的getter方法,传入列名或者从1开始的序号来获取列数据。
ResultSet的不同类型
根据创建Statement时输入参数的不同,会对应不同类型的ResultSet。如果你看下Connection的方法,你会发现createStatement和prepareStatement方法重载了,以支持不同的ResultSet和并发类型。
ResultSet对象有三种类型。
ResultSet.TYPE_FORWARD_ONLY:这是默认的类型,它的游标只能往下移。
ResultSet.TYPE_SCROLL_INSENSITIVE:游标可以上下移动,一旦它创建后,数据库里的数据再发生修改,对它来说是透明的。
ResultSet.TYPE_SCROLL_SENSITIVE:游标可以上下移动,如果生成后数据库还发生了修改操作,它是能够感知到的。
ResultSet有两种并发类型。
ResultSet.CONCUR_READ_ONLY:ResultSet是只读的,这是默认类型。
ResultSet.CONCUR_UPDATABLE:我们可以使用ResultSet的更新方法来更新里面的数据。
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