#1、JDBC基础
#JDBC简介:JDBC(Java Database Connectivity)是一种可以执行SQL的Java API,通过它可以用一种API操作不同的数据库.
#JDBC驱动:不同数据库间,标准的SQL语句可以移植,而数据库实际通信协议及某些数据库特征不可移植,因此,JDBC和数据库之间须还有一层,用于将JDBC调用映射成特定的数据库调用,此特殊层就是JDBC驱动程序.
常见的JDBC驱动有四种:
》JDBC-ODBC桥,是最早实现的JDBC驱动程序,目的为了快速推广JDBC,非多线程,能力有限,此驱动程序将JDBC API映射成ODBC API
》直接将JDBC API映射成数据库特定的客户端API,这种驱动程序包含特定数据库的本地代码,可用于特定数据库的客户端
》支持三层结构的JDBC访问方式,主要用于Applet阶段,通过Applet访问数据库
》纯java的,直接与数据库实例交互,智能型的,知道数据库使用的底层协议,是目前最流行的JDBC驱动
#JDBC常用接口和类简介
DriverManager:用于管理JDBC驱动的服务类,主要方法是获得Connection对象
public static synchronized Connection getConnection(String url,String user,String pass) throws SQLException
Connection:代表一个数据库连接物理会话,若放我数据库,须先获得数据库连接.常用方法
》Statement createStatement() throws SQLException 返回Statement对象
》PreparedStatement prepareStatement(Strin sql) throws SQLException 返回编译的Statement对象
》CallableStatement preparedCall(Strin sql) throws SQLException 返回的CallableStatement对象用于存储过程调度
Statement:执行DML SQL的工具接口,常用方法:
》ResultSet executeQuery(String sql) throws SQLException 执行查询,返回结果集对应的ResultSet对象
》int executeUpdate(String sql) throws SQLException 执行DML并返回受影响的行数
》boolean execute(String sql) throws SQLException 返回boolean表式执行成功与否
PreparedStatement :是Statement的子接口,允许数据库预编译SQL,避免数据库每次重新编译,以后每次只改变SQL的参数,性能较好,常用方法
》ResultSet executeQuery() throws SQLException 执行查询,返回结果集对应的ResultSet对象
》int executeUpdate() throws SQLException 执行DML并返回受影响的行数
》boolean execute() throws SQLException 返回boolean表式执行成功与否
注:上述方法因SQL预编译,无须接手SQL字符串,只是需要接收参数,故有如下方法 void setXxx(int paramIndex,Xxx value)
ResultSet:包含访问结果集的方法,可通过列索引或列名获得列数据,常用方法
》boolean next() throws SQLException,将ResultSet定位到下一行,结果集的起始位在第一行之前
》void close()throws SQLException 释放ResultSet对象
》boolean absolute(int row)throws SQLException 将结果集移到指定行,若row是负值,则倒数移动
注:默认方法创建的ResultSet不支持absolute方法因为结果集不支持后移,若想支持,需要如此创建
:Statement stmt=conn.createStatement(ResultSet.TYPE_SCROLL_SENSITIVE,ResultSet.CONCUR_UPDATABLE);
:ResultSet rs=stmt.executeQuery(sql);
#传统JDBC访问数据库步骤
》通过Class.forName(String driverClass)注册数据库驱动
》通过DriverManager.getConnection(String url,String user,String password)获得数据库连接对象
》通过Connnection.createStatement()或者Connection.createPreparedStatement(String sql)创建相应的Statement对象
》通过Statement.execute(String sql)或者PreparedStatement.execute()执行相应的SQL,并返回ResultSet对象
》操作ResultSet
#2、数据库连接池
》数据库连接的建立及关闭极其耗资源,对系统性能影响尤为明显.
》传统数据库连接方式:一个数据库连接均对应一个物理连接,每次操作都要打开、关闭该物理操作,这种频繁性,会造成系统性能下降,此时,考虑数据库连接池.
》数据库连接池解决方案:当应用程序启动时,系统主动建立足够的连接(按指定的初始化数据),并将这些连接组成一个池.每次应用程序请求数据库连接时,无需重新打开连接,而是从池中取出已有的连接,使用完后,不再关闭,而是直接将该连接归还池,使用连接池,可大大提高系统运行效率.
》数据库连接池介绍
》 对于共享资源的情况,有一个通用的设计模式--资源池(Resource Pool),用于解决资源的频繁请求、释放所造成的性能下降.为解决数据库连接的这种频繁性,JDBC2.0规范引入了数据库连接池技术,实际上,数据库连接池是Connection对象的工厂,常用参数有:
@数据库的初始连接数 @连接池的最大连接数 @连接池每次增加的连接数
》连接池的工作示意图 {JDBC标准的API并没有提供连接池的实现,仅仅提供了DataSource接口具体的实现有一些厂商提供}
》 连接池的分配与释放
@程序启动,分配初始化数目的连接,按需分配,用过归还、超时归还,当申请时无或者达到指定的最小值,按增量参数值分配新的连接
@为确保连接池中最小的连接数,通常有如下策略:
:动态--定时检查连接池,一旦发现数量小于最小连接数,则补充相应的新连接,保证连接池正常运转
:静态--空闲连接不足时,系统才检测是否达到最小连接
》连接池的实现
连接池通常包括连接池类(DBConnectionPool)和连接池管理类(DBConnectionPoolManager):
》连接池类是某一数据库所有连接的缓冲池,主要实现功能:@从连接池获取或者创建可用连接,@使用完毕,归还给池连接,@系统关闭前,断开所有连接并释放连接占用的资源,@处理无效连接,@池中连接的数节目,介于最小值和最大值之间
》连接池管理类是连接池类的包装类,该类采用单态模式设计,保证系统中只有一个实例,主要用于管理多个连接池对象,主要实现以下功能:@注册数据库驱动程序,@根据配置文件,创建连接池对象,@命名、管理连接池,@跟踪连接池的使用,需要时关闭并释放资源
:数据库连接池的管理是个难点,管理不当,造成系统开销过大,将成为性能瓶颈.对于高并发的WEB应用,采用连接池技术效率和稳定性比传统的连接方式要好的多
:并发问题--数据库必须考虑此问题,对于并发,Java语言提供管理并发的支持,使用synchronized关键字可确保方法线程的安全.故,DataSource的getConnection方法必须以该该关键字修饰
public synchronized Connection getConnection(); //保证线程安全
:事务处理--JDBC的Connection本身通过设置Connection的AutoCommit属性为false,提供对事务的支持,然后,显式地调用commit或rollback方法提交或回滚事务.
连接池需要复用connection,因此,必须提供相应的事务支持机制.考虑采用每个事务独占一个连接,此法可降低事务管理复杂性.
:多数据库服务器和多用户--JDBC规范中,DataSource具备同时连接不同数据库的能力,如同时连oracle和sql server.此时,考虑使用xml配置文件来配置连接所需的相关信息.然后,提供一个Singleton模式的连接池管理类,该管理类每次启动时读取配置文件信息,创建多个连接池类的实例,每个实例对应一个数据库连接池.连接池管理类实例命名每个连接池实例,通过不同的名称管理不同的连接池.
对于多个用户访问同一个数据库的情况,也可考虑使用xml配置文件.
》常见的数据库连接池
通常,没有必要自己实现连接池.商用应用服务器都有自己的连接池实现,如WebLogic和WebSphere,其性能和稳定性绝佳,即使没有商用应用服务器,也可使用开源的连接池.目前流行的有2个:@DBCP连接池 @C3P0连接池
》DBCP连接池
Appache提供的开源实现,依赖于两个jar文件
@commons-dbcp-1.2.1.jar:连接池的实现
@commons-pool.jar:连接池实现的依赖库
Tomcat的连接池正是采用该连接池实现的.连接该连接池,既允许与应用服务器整合使用,又可由应用程序使用.下面的代码DBConn类通过DBCP获得数据库连接:
public class DBConn
{
private static DBConn dc;
private Connection conn = null;
private Statement stmt = null;
private DBConn()
{
}
public static DBConn instance()
{
if (dc == null)
{
dc = new DBConn();
}
return dc;
}
public Statement openStmt()
{
if (stmt == null)
{
conn = getConn();
try
{
stmt = conn.createStatement();
}
catch (Exception e)
{
System.err.println("创建Statement异常: " + e.getMessage());
}
}
return stmt;
}
public void closeStmt()
{
if (stmt != null)
{
try
{
stmt.close();
}
catch (Exception e)
{
System.err.println("Statement关闭异常");
}
}
if (conn != null)
{
try
{
conn.close();
}
catch (Exception e)
{
System.err.println("数据库关闭异常");
}
}
}
private Connection getConn()
{
if (conn == null)
{
try
{
BasicDataSource ds = new BasicDataSource();
ds.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver");
ds.setUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/j2ee");
ds.setUsername("root");
ds.setPassword("123456");
conn = ds.getConnection();
}
catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
}
return conn;
}
}
》C3P0连接池
Hibernate推荐使用该优秀的连接池,它实现了JDBC3.0规范的部分功能,故其性能更加突出,该池不仅可自动清理不再使用的Connection,还可以自动清理Statement和ResultSet.C3P0连接池需要jre1.3以上,推荐jre1.4
若需使用C3P0连接池,应将包c3p0-0.8.5.jar文件复制进系统.下面代码是通过C3P0连接池获得数据库连接:
public class DBConn
{
private static DBConn dc;
private Connection conn = null;
private Statement stmt = null;
private DBConn()
{
}
public static DBConn instance()
{
if (dc == null)
{
dc = new DBConn();
}
return dc;
}
public Statement openStmt()
{
if (stmt == null)
{
conn = getConn();
try
{
stmt = conn.createStatement();
}
catch (Exception e)
{
System.err.println("创建Statement异常: " + e.getMessage());
}
}
return stmt;
}
public void closeStmt()
{
if (stmt != null)
{
try
{
stmt.close();
}
catch (Exception e)
{
System.err.println("Statement关闭异常");
}
}
if (conn != null)
{
try
{
conn.close();
}
catch (Exception e)
{
System.err.println("数据库关闭异常");
}
}
}
public Connection getConn()
{
if (conn == null)
{
try
{
ComboPooledDataSource ds = new ComboPooledDataSource();
ds.setDriverClass("com.mysql.jdbc.Driver");
ds.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/j2ee");
ds.setUser("root");
ds.setPassword("32147");
ds.setMaxPoolSize(40);
ds.setMinPoolSize(2);
ds.setMaxStatements(180);
conn = ds.getConnection();
}
catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
}
return conn;
}
}
#3、Spring的JDBC体系
》Spring提供的JDBC抽象框架由core、datasource、object和support4个包组成.
core包含Spring JDBC抽象的核心类,包含各种SQLExceptionTranslator,用于将SQLException转化成spring的异常继承体系,还有DataFileMaxValueIncrementer实现,以及JdbcTemplate,持久层访问模板类.
datasource包含简化数据源连接的工具类,以及各种数据源的简单实现.通过这些实现,spring可以在j2ee之外测试jdbc代码.通过该工具类,可以从JNDI获得连接,并可关闭连接.
object包里的工具类,可将数据库的查询、更新等过程封装成类.这种方式模拟JDO的访问方式,纵横四海查询返回的"值对象"不与数据库关联.support包含了JdbcDaoSupport等工具类.
底层数据库异常被包装成org.springframework.dao中的异常,是运行时异常,故,通过JDBC抽象进行的持久操作,无需处理jdbc访问特定的异常.Spring允许将包装后的异常传播到特定的层.
》Spring的JDBC封装核心是JdbcTemplate,简化了JDBC的使用,可以处理数据库的连接和释放,故,可避免没有数据库关闭造成的连接泄露.
使用构造器JdbcTemplate(DataSource dataSource),可通过数据源引用创建JdbcTemplate实例,实际应用中,可以通过JdbcDaoSupport取得,JdbcDaoSupport的getJdbcTemplate()方法会创建JdbcTemplate实例,所需的数据源有JdbcDaoSupport提供.
JdbcTemplate提供系列方法简化数据库访问,主要常用有:
》void execute(String sql) 主要用于执行DDL语句
》List query(String sql,Object[] args,RowMapper) 执行SQL查询,并将每条记录映射成bean实例,返回bean的实例集合
》List queryForList(String sql,Object[] args)
》Object queryForObject(String sql,RowMapper rowMapper)
》int update(String sql)
》int update(String sql,Object[] args)
》JDBC封装的回调接口
这些回调接口允许在spring的JDBC抽象体系内,使用原生JDBC查询,避免spring对JDBC封装后的灵活性不足缺点.Spring JDBC抽象体系内的回调接口有:
》CallableStatementCallback:通过该接口,可使用原生的JDBC命令调用存储过程和函数
》CallableStatementCreator:是JdbcTemplate使用的两个核心回调接口之一,通过该接口可以获得CallableStatement对象
》PreparedStatementCallback:通过该接口,可以使用原生的JDBC命令访问数据库
》PreparedStatementCreator:是JdbcTemplate使用的两个核心回调接口之一,通过该接口可以获得PreparedStatement对象
》StatementCallback:作用类似PreparedStatementCallback,只是不具备预编译功能
》Spring JDBC与传统JDBC对比
》简化连接获取方式--无须每次采用DriverManager获得连接,也不需使用JNDI查找获得连接.Spring的JDBC连接依赖IOC容器注入
》模板化操作方式--无需繁琐的getConnection,createStatement等操作
》优秀的面向对象操作方式--结果直接转化成JavaBean传出
》一致的异常继承体系--无需捕获JDBC特定的数据库异常,JDBC的checked异常被包装成了Runtime异常,不再要求强制捕捉
#4、JdbcTemplate访问数据库
》执行简单的查询 {API详见Spring API 2.0}
int queryForXxx(String sql):静态SQL命令执行查询,Xxx可以是int或long,返回一个标量值,而且只能返回一行记录
int queryForXxx(String sql,Object[] args):同上,带参数而已
Object queryForObject(String sql,Class requiredType):返回执行单行单列的查询,将返回结果转换成requiredType类型的对象
注:只支持特定类型的转换,比如,varchar只能转成String
List queryForList(String sql):
List queryForList(String sql,Object[] args):
List queryForList(String sql,Class requiredType):
List queryForList(String sql, Object[] args, Class elementType):
/*
*示例
*/
public class JdbcTemplateQuery
{
public static void main(String[] args)throws Exception
{
ComboPooledDataSource ds = new ComboPooledDataSource();
ds.setDriverClass("com.mysql.jdbc.Driver");
ds.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/j2ee");
ds.setUser("root");
ds.setPassword("32147");
ds.setMaxPoolSize(40);
ds.setMinPoolSize(2);
ds.setMaxStatements(180);
//创建一个JdbcTemplate
JdbcTemplate jt = new JdbcTemplate();
//为JdbcTemplate指定DataSource
jt.setDataSource(ds);
//如果只需返回一个特定值,可直接查询
int count = jt.queryForInt("select count(*) from mytable");
System.out.println(count);
//此处的转换实际非常简单:只支持Varchar->String的转换.
String nametmp = (String)jt.queryForObject("select name from mytable where name='wawa2'",String.class);
System.out.println(nametmp);
List namelist = jt.queryForList("select name from mytable");
for (Iterator it = namelist.iterator();it.hasNext(); )
{
System.out.println(it.next().getClass());
}
//返回系列值
List list = jt.queryForList("select * from mytable");
for (Iterator it = list.iterator();it.hasNext(); )
{
System.out.println(it.next().getClass());
System.out.println((Map)it.next());
}
}
}
》执行更新的
int update(String sql)
int update(String sql,Object[] args)
int update(String sql,Object[] args,int[] argTypes):使用PreparedStatement执行更新,args用于传入参数,argTypes指定参数的SQL类型
/*
*示例
*/
public class JdbcTemplateUpdate
{
public static void main(String[] args)throws Exception
{
ComboPooledDataSource ds = new ComboPooledDataSource();
ds.setDriverClass("com.mysql.jdbc.Driver");
ds.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/j2ee");
ds.setUser("root");
ds.setPassword("32147");
ds.setMaxPoolSize(40);
ds.setMinPoolSize(2);
ds.setMaxStatements(180);
//创建一个JdbcTemplate
JdbcTemplate jt = new JdbcTemplate();
//为JdbcTemplate指定DataSource
jt.setDataSource(ds);
jt.update("update mytable set name = 'china' where name='aaa'");
String[] values = {"American"} ;
jt.update("update mytable set name = ? where name='china'" , values);
}
}
》执行简单DDL的
void execute(String sql)
/*
*示例
*/
public class JdbcTemplateDdl
{
public static void main(String[] args)throws Exception
{
ComboPooledDataSource ds = new ComboPooledDataSource();
ds.setDriverClass("com.mysql.jdbc.Driver");
ds.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/j2ee");
ds.setUser("root");
ds.setPassword("123456");
ds.setMaxPoolSize(40);
ds.setMinPoolSize(2);
ds.setMaxStatements(180);
//创建一个JdbcTemplate
JdbcTemplate jt = new JdbcTemplate();
//为JdbcTemplate指定DataSource
jt.setDataSource(ds);
jt.execute("drop table if exists wawa");
jt.execute("create table xxx(name varchar(100))");
System.out.println("正常结束");
}
}
#5、StatementCallback访问数据库
JdbcTemplate对数据库访问包装,持久化操作更简单,但降低了访问的灵活性,而通过回调接口的使用,可弥补此损失.
通过StatementCallback接口,可获得JdbcTemplate的Statement回调,使用原生的SQL命令,此时,同样可利用JdbcTemplate提供的系列优点,如一致的异常体系.
StatementCallback回调接口只有一个方法需实现:
Object doInStatement(Statement stmt)throws SQLException,DataAccessException
在该方法的执行体内,可获得Statement的引用,从而完成数据库的访问.
/*
*示例
*/
public class ExecuteStatementCallback
{
public static void main(String[] args)throws Exception
{
ComboPooledDataSource ds = new ComboPooledDataSource();
ds.setDriverClass("com.mysql.jdbc.Driver");
ds.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/j2ee");
ds.setUser("root");
ds.setPassword("32147");
ds.setMaxPoolSize(40);
ds.setMinPoolSize(2);
ds.setMaxStatements(180);
//创建一个JdbcTemplate
JdbcTemplate jt = new JdbcTemplate();
//为JdbcTemplate指定DataSource
jt.setDataSource(ds);
jt.execute(new StatementCallback()
{
public Object doInStatement(Statement stmt)throws SQLException
{
stmt.execute("update mytable set name = 'xx' where name ='American' ");
return null;
}
});
}
}
程序中,通常使用StatementCallback的匿名内部类创建StatementCallback实例,实现该接口,则要求实现doInStatement(Statement stmt)方法,其方法体就是实际要执行的SQL操作
#6、PreparedStatementCallback访问数据库
作用类似于StatementCallback接口,只是使用了PreparedStatement对象
/*
*示例
*/
public class ExecutePreparedStatementCallback
{
public static void main(String[] args)throws Exception
{
ComboPooledDataSource ds = new ComboPooledDataSource();
ds.setDriverClass("com.mysql.jdbc.Driver");
ds.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/j2ee");
ds.setUser("root");
ds.setPassword("32147");
ds.setMaxPoolSize(40);
ds.setMinPoolSize(2);
ds.setMaxStatements(180);
//创建一个JdbcTemplate
JdbcTemplate jt = new JdbcTemplate();
//为JdbcTemplate指定DataSource
jt.setDataSource(ds);
jt.execute("update mytable set name=? where name = 'xx'", new PreparedStatementCallback()
{
public Object doInPreparedStatement(PreparedStatement pstmt)throws SQLException
{
pstmt.setString(1,"-----");
pstmt.execute();
return null;
}
}
);
}
}
#7、连接数据库的辅助类
》DataSourceUtils工具类:通过DataSource获取连接,支持线程的绑定,如用于DataSourceTransactionManager.含有很多静态方法,主要有2个:
》static Connection getConnection(DataSource dataSource)
》static voic releaseConnection(Connection con,DataSource dataSource)
通常情况下建议使用spring的IOC容器管理DataSource.
/*
*示例
*/
public class BeanTest
{
public static void main(String[] args)throws Exception
{
//创建DataSource实例
ComboPooledDataSource ds = new ComboPooledDataSource();
//加载DataSource驱动
ds.setDriverClass("com.mysql.jdbc.Driver");
//设置连接数据库的url
ds.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/j2ee");
//设置数据库用户名
ds.setUser("root");
//设置数据库密码
ds.setPassword("32147");
//设置池的最大连接数
ds.setMaxPoolSize(40);
//设置池的最小连接数
ds.setMinPoolSize(2);
ds.setMaxStatements(180);
//以下才是真正使用Spring的JDBC的事务方法
Connection conn = DataSourceUtils.getConnection(ds);
java.sql.Statement stmt = conn.createStatement();
stmt.execute("insert into mytable values('wddda2')");
}
}
通过DataSourceUtils获得连接比使用DataSource的getConnection直接获取的更智能,前者的连接在必要时自动关闭.在Spring的事务管理结合时,更具有独特的能力.
》SmartDataSource接口:继承DataSource接口,提供一些额外的功能,在恰当的时候关闭连接,更加智能化.
》SingelConnectionDataSource类:采用单态模式实现SmartDataSource接口
/*
*示例
*/
public class BeanTest
{
public static void main(String[] args)throws Exception
{
SingleConnectionDataSource ds = new SingleConnectionDataSource();
ds.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver");
ds.setPassword("32147");
ds.setUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/j2ee");
ds.setUsername("root");
//ds.setSuppressClose(true);
Connection conn = DataSourceUtils.getConnection(ds);
System.out.println(conn);
//java.sql.Statement stmt = conn.createStatement();
//stmt.execute("insert into mytable values('w52x')");
//conn.close();
//conn.createStatement();
System.out.println(DataSourceUtils.getConnection(ds));
System.out.println(DataSourceUtils.getConnection(ds));
}
}
》DriverManagerDataSource类继承Spring的抽象类AbstractDataSource,实际上,DriverManagerDataSource常被作为SmartDataSource的一个实现,而不是作为JDBC2.0规范的DataSource实现.因为DriverManagerDataSource并不具备连接池的能力.
该类主要用于测试,它可以脱离j2ee容器运行,可以作为不同ApplicationContext的数据源bean,也可以和简易的JNDI环境一起工作.
/*
*示例
*/
public class TransactionTest
{
public static void main(String[] args)
{
final ApplicationContext ctx = new FileSystemXmlApplicationContext("bean.xml");
System.out.println("============");
PlatformTransactionManager transactionManager = (PlatformTransactionManager)ctx.getBean("transactionManager");
TransactionTemplate tt = new TransactionTemplate(transactionManager);
tt.execute(new TransactionCallbackWithoutResult()
{
protected void doInTransactionWithoutResult(TransactionStatus ts)
{
try
{
DataSource ds = (DataSource)ctx.getBean("dataSource");
Connection conn = DataSourceUtils.getConnection(ds);
java.sql.Statement stmt = conn.createStatement();
stmt.execute("insert into mytable values('china')");
stmt.execute("insert into mytable values('wawa2')");//让此句引发异常就可看出事务的管理
}
catch (SQLException sqle)
{
//这种方式无须显式提交,但需要在出现异常的时候显式回滚
ts.setRollbackOnly();
sqle.printStackTrace();
}
}
});
}
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