Java基础知识---JDBC数据库的连接
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Driver 接口:Java.sql.Driver 接口是所有 JDBC 驱动程序需要实现的接口。这个接口是提供给数据库厂商使用的，不同数据库厂商提供不同的实现。在程序中不需要直接去访问实现了 Driver 接口的类，而是由驱动程序管理器类(java.sql.DriverManager)去调用这些Driver实现。
@Test
public void testDriver() throws SQLException {
//1. 创建一个 Driver 实现类的对象
Driver driver = new com.mysql.jdbc.Driver();
//2. 准备连接数据库的基本信息: url, user, password
String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
Properties info = new Properties();
info.put("user", "root");
info.put("password", "1230");
//3. 调用 Driver 接口的 connect(url, info) 获取数据库连接
Connection connection = driver.connect(url, info);
System.out.println(connection);
}
Driver 是一个接口: 数据库厂商必须提供实现的接口. 能从其中获取数据库连接。 可以通过 Driver 的实现类对象获取数据库连接。
一、加载与注册 JDBC 驱动
加载 JDBC 驱动需调用 Class 类的静态方法 forName()，向其传递要加载的 JDBC 驱动的类名。
DriverManager 类是驱动程序管理器类，负责管理驱动程序。
通常不用显式调用 DriverManager 类的 registerDriver() 方法来注册驱动程序类的实例，因为 Driver 接口的驱动程序类都包含了静态代码块，在这个静态代码块中，会调用
DriverManager.registerDriver() 方法来注册自身的一个实例。
/**
* DriverManager 是驱动的管理类.
* 1). 可以通过重载的 getConnection() 方法获取数据库连接. 较为方便
* 2). 可以同时管理多个驱动程序: 若注册了多个数据库连接, 则调用 getConnection()
* 方法时传入的参数不同, 即返回不同的数据库连接。
* @throws Exception
*/
@Test
public void testDriverManager() throws Exception{
//1. 准备连接数据库的 4 个字符串.
//驱动的全类名.
String driverClass = "com.mysql.jdbc.Driver";
//JDBC URL
String jdbcUrl = "jdbc:mysql:///test";
//user
String user = "root";
//password
String password = "1230";
//2. 加载数据库驱动程序(对应的 Driver 实现类中有注册驱动的静态代码块.)
Class.forName(driverClass);
//3. 通过 DriverManager 的 getConnection() 方法获取数据库连接.
Connection connection =
DriverManager.getConnection(jdbcUrl, user, password);
System.out.println(connection);
}
二、建立连接
可以调用 DriverManager 类的 getConnection() 方法建立到数据库的连接。
JDBC URL 用于标识一个被注册的驱动程序，驱动程序管理器通过这个 URL 选择正确的驱动程序，从而建立到数据库的连接。
JDBC URL的标准由三部分组成，各部分间用冒号分隔。
jdbc:<子协议>:<子名称>
协议：JDBC URL中的协议总是jdbc 。
子协议：子协议用于标识一个数据库驱动程序。
子名称：一种标识数据库的方法。子名称可以依不同的子协议而。变化，用子名称的目的是为了定位数据库提供足够的信息 。
几种常用数据库的JDBC URL
对于 Oracle 数据库连接，采用如下形式：
jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:sid
对于 SQLServer 数据库连接，采用如下形式：
jdbc:microsoft:sqlserver//localhost:1433; DatabaseName=sid
对于 MYSQL 数据库连接，采用如下形式：
jdbc:mysql://localhost:3306/sid
public Connection getConnection() throws Exception{
String driverClass = null;
String jdbcUrl = null;
String user = null;
String password = null;
//读取类路径下的 jdbc.properties 文件
InputStream in =
getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("jdbc.properties");
Properties properties = new Properties();
properties.load(in);
driverClass = properties.getProperty("driver");
jdbcUrl = properties.getProperty("jdbcUrl");
user = properties.getProperty("user");
password = properties.getProperty("password");
//通过反射常见 Driver 对象.
Driver driver =
(Driver) Class.forName(driverClass).newInstance();
Properties info = new Properties();
info.put("user", user);
info.put("password", password);
//通过 Driver 的 connect 方法获取数据库连接.
Connection connection = driver.connect(jdbcUrl, info);
return connection;
}
编写一个通用的方法, 在不修改源程序的情况下, 可以获取任何数据库的连接。 解决方案: 把数据库驱动 Driver 实现类的全类名、url、user、password 放入一个。 配置文件中, 通过修改配置文件的方式实现和具体的数据库解耦.。
jdbc.properties代码：
#driver=oracle.jdbc.driver.OracleDriver
#jdbcUrl=jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:orcl
#user=scott
#password=java
driver=com.mysql.jdbc.Driver
jdbcUrl=jdbc:mysql://localhost:3306/student
user=root
password=1230
DriverManager 是驱动的管理类：
- 可以通过重载的 getConnection() 方法获取数据库连接. 较为方便
- 可以同时管理多个驱动程序: 若注册了多个数据库连接, 则调用 getConnection() 方法时传入的参数不同, 即返回不同的数据库连接。
public Connection getConnection2() throws Exception{
//1. 准备连接数据库的 4 个字符串.
//1). 创建 Properties 对象
Properties properties = new Properties();
//2). 获取 jdbc.properties 对应的输入流
InputStream in =
this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("jdbc.properties");
//3). 加载 2） 对应的输入流
properties.load(in);
//4). 具体决定 user, password 等4 个字符串.
String user = properties.getProperty("user");
String password = properties.getProperty("password");
String jdbcUrl = properties.getProperty("jdbcUrl");
String driver = properties.getProperty("driver");
//2. 加载数据库驱动程序(对应的 Driver 实现类中有注册驱动的静态代码块.)
Class.forName(driver);
//3. 通过 DriverManager 的 getConnection() 方法获取数据库连接.
return DriverManager.getConnection(jdbcUrl, user, password);
}
三、JDBC数据库连接池的必要性
在使用开发基于数据库的web程序时，传统的模式基本是按以下步骤：
- 1 在主程序（如servlet、beans）中建立数据库连接。
- 2 进行sql操作
- 3 断开数据库连接。
这种模式开发，存在的问题:
- 1 普通的JDBC数据库连接使用 DriverManager 来获取，每次向数据库建立连接的时候都要将 Connection 加载到内存中，再验证用户名和密码(得花费0.05s～1s的时间)。需要数据库连接的时候，就向数据库要求一个，执行完成后再断开连接。这样的方式将会消耗大量的资源和时间。数据库的连接资源并没有得到很好的重复利用。若同时有几百人甚至几千人在线，频繁的进行数据库连接操作将占用很多的系统资源，严重的甚至会造成服务器的崩溃。
- 2 对于每一次数据库连接，使用完后都得断开。否则，如果程序出现异常而未能关闭，将会导致数据库系统中的内存泄漏，最终将导致重启数据库。
- 3 这种开发不能控制被创建的连接对象数，系统资源会被毫无顾及的分配出去，如连接过多，也可能导致内存泄漏，服务器崩溃。
数据库连接池（connection pool）
为解决传统开发中的数据库连接问题，可以采用数据库连接池技术。数据库连接池的基本思想就是为数据库连接建立一个“缓冲池”。预先在缓冲池中放入一定数量的连接，当需要建立数据库连接时，只需从“缓冲池”中取出一个，使用完毕之后再放回去。
数据库连接池负责分配、管理和释放数据库连接，它允许应用程序重复使用一个现有的数据库连接，而不是重新建立一个。
数据库连接池在初始化时将创建一定数量的数据库连接放到连接池中，这些数据库连接的数量是由最小数据库连接数来设定的。无论这些数据库连接是否被使用，连接池都将一直保证至少拥有这么多的连接数量。连接池的最大数据库连接数量限定了这个连接池能占有的最大连接数，当应用程序向连接池请求的连接数超过最大连接数量时，这些请求将被加入到等待队列中。
四、数据库连接池技术的优点
资源重用
由于数据库连接得以重用，避免了频繁创建，释放连接引起的大量性能开销。在减少系统消耗的基础上，另一方面也增加了系统运行环境的平稳性。
更快的系统反应速度
数据库连接池在初始化过程中，往往已经创建了若干数据库连接置于连接池中备用。此时连接的初始化工作均已完成。对于业务请求处理而言，直接利用现有可用连接，避免了数据库连接初始化和释放过程的时间开销，从而减少了系统的响应时间。
新的资源分配手段
对于多应用共享同一数据库的系统而言，可在应用层通过数据库连接池的配置，实现某一应用最大可用数据库连接数的限制，避免某一应用独占所有的数据库资源。
统一的连接管理，避免数据库连接泄露
在较为完善的数据库连接池实现中，可根据预先的占用超时设定，强制回收被占用连接，从而避免了常规数据库连接操作中可能出现的资源泄露。
五、两种开源的数据库连接池
JDBC 的数据库连接池使用 javax.sql.DataSource 来表示，DataSource 只是一个接口，该接口通常由服务器(Weblogic, WebSphere, Tomcat)提供实现，也有一些开源组织提供实现：
- DBCP 数据库连接池
- C3P0 数据库连接池
DataSource 通常被称为数据源，它包含连接池和连接池管理两个部分，习惯上也经常把 DataSource 称为连接池。
六、DBCP 数据源
DBCP 是 Apache 软件基金组织下的开源连接池实现，该连接池依赖该组织下的另一个开源系统：Common-pool. 如需使用该连接池实现，应在系统中增加如下两个 jar 文件：
- Commons-dbcp.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来实现的。该数据库连接池既可以与应用服务器整合使用，也可由应用程序独立使用。
方式一：
/**
* 使用 DBCP 数据库连接池
* 1. 加入 jar 包(2 个jar 包). 依赖于 Commons Pool
* 2. 创建数据库连接池
* 3. 为数据源实例指定必须的属性
* 4. 从数据源中获取数据库连接
* @throws SQLException
*/
@Test
public void testDBCP() throws SQLException{
final BasicDataSource dataSource = new BasicDataSource();
//2. 为数据源实例指定必须的属性
dataSource.setUsername("root");
dataSource.setPassword("1230");
dataSource.setUrl("jdbc:mysql:///student");
dataSource.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver");
//3. 指定数据源的一些可选的属性.
//1). 指定数据库连接池中初始化连接数的个数
dataSource.setInitialSize(5);
//2). 指定最大的连接数: 同一时刻可以同时向数据库申请的连接数
dataSource.setMaxActive(5);
//3). 指定小连接数: 在数据库连接池中保存的最少的空闲连接的数量
dataSource.setMinIdle(2);
//4).等待数据库连接池分配连接的最长时间. 单位为毫秒. 超出该时间将抛出异常.
dataSource.setMaxWait(1000 * 5);
//4. 从数据源中获取数据库连接
Connection connection = dataSource.getConnection();
System.out.println(connection.getClass());
connection = dataSource.getConnection();
System.out.println(connection.getClass());
connection = dataSource.getConnection();
System.out.println(connection.getClass());
connection = dataSource.getConnection();
System.out.println(connection.getClass());
Connection connection2 = dataSource.getConnection();
System.out.println(">" + connection2.getClass());
new Thread(){
public void run() {
Connection conn;
try {
conn = dataSource.getConnection();
System.out.println(conn.getClass());
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
};
}.start();
try {
Thread.sleep(5500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
connection2.close();
}
方式二：加载 dbcp 的 properties 配置文件: 配置文件中的键需要来自 BasicDataSource 的属性。 调用 BasicDataSourceFactory 的 createDataSource 方法创建 DataSource 实例。 从 DataSource 实例中获取数据库连接.。
/**
* 1. 加载 dbcp 的 properties 配置文件: 配置文件中的键需要来自 BasicDataSource
* 的属性.
* 2. 调用 BasicDataSourceFactory 的 createDataSource 方法创建 DataSource
* 实例
* 3. 从 DataSource 实例中获取数据库连接.
*/
@Test
public void testDBCPWithDataSourceFactory() throws Exception{
Properties properties = new Properties();
InputStream inStream = JDBCTest.class.getClassLoader()
.getResourceAsStream("dbcp.properties");
properties.load(inStream);
DataSource dataSource =
BasicDataSourceFactory.createDataSource(properties);
System.out.println(dataSource.getConnection());
// BasicDataSource basicDataSource =
// (BasicDataSource) dataSource;
//
// System.out.println(basicDataSource.getMaxWait());
}
dbcp.properties配置文件
username=root
password=1230
driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
url=jdbc:mysql:///student
initialSize=10
maxActive=50
minIdle=5
maxWait=5000
C3P0 数据库连接池
/**
* 1. 创建 c3p0-config.xml 文件,
* 参考帮助文档中 Appendix B: Configuation Files 的内容
* 2. 创建 ComboPooledDataSource 实例；
* DataSource dataSource =
* new ComboPooledDataSource("helloc3p0");
* 3. 从 DataSource 实例中获取数据库连接.
*/
@Test
public void testC3poWithConfigFile() throws Exception{
DataSource dataSource =
new ComboPooledDataSource("helloc3p0");
System.out.println(dataSource.getConnection());
ComboPooledDataSource comboPooledDataSource =
(ComboPooledDataSource) dataSource;
System.out.println(comboPooledDataSource.getMaxStatements());
}
写法二：
@Test
public void testJdbcTools() throws Exception{
Connection connection = JDBCTools.getConnection();
System.out.println(connection);
}
private static DataSource dataSource = null;
//数据库连接池应只被初始化一次.
static{
dataSource = new ComboPooledDataSource("helloc3p0");
}
public static Connection getConnection() throws Exception {
return dataSource.getConnection();
}
c3p0连接池配置文件：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<c3p0-config>
<named-config name="helloc3p0">
<!-- 指定连接数据源的基本属性 -->
<property name="user">root</property>
<property name="password">1230</property>
<property name="driverClass">com.mysql.jdbc.Driver</property>
<property name="jdbcUrl">jdbc:mysql:///student</property>
<!-- 若数据库中连接数不足时, 一次向数据库服务器申请多少个连接 -->
<property name="acquireIncrement">5</property>
<!-- 初始化数据库连接池时连接的数量 -->
<property name="initialPoolSize">5</property>
<!-- 数据库连接池中的最小的数据库连接数 -->
<property name="minPoolSize">5</property>
<!-- 数据库连接池中的最大的数据库连接数 -->
<property name="maxPoolSize">10</property>
<!-- C3P0 数据库连接池可以维护的 Statement 的个数 -->
<property name="maxStatements">20</property>
<!-- 每个连接同时可以使用的 Statement 对象的个数 -->
<property name="maxStatementsPerConnection">5</property>
</named-config>
</c3p0-config>
