JDBC

一、JDBC简介

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1、JDBC基础

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• JDBC(Java Database Connectivity)是一个独立于特定数据库管理系统、通用的SQL数据库存取和操作的公共接口（一组API），定义了用来访问数据库的标准Java类库，使用这个类库可以以一种标准的方法、方便地访问数据库资源。

• JDBC为访问不同的数据库提供了一种 统一的途径，为开发者屏蔽了一些细节问题。

• JDBC的目标是使Java程序员 使用JDBC可以连接任何提供了JDBC驱动程序的数据库系统，这样就使得程序员无需对特定的数据库系统的特点有过多的了解，从而大大简化和加快了开发过程。

JDBC提供了连接不同数据库的实现

• JDBC接口（API）包括两个层次：
  • 面向应用的API：Java API，抽象接口，供应用程序开发人员使用（连接数据库，执行SQL语句，获得结果）。
  • 面向数据库的API：Java Driver API，供开发商开发数据库驱动程序用。

• JDBC驱动程序：各个数据库厂商根据JDBC的规范制作的 JDBC 实现类的类库
  • JDBC驱动程序总共有四种类型：
    第一类：JDBC-ODBC桥。
    第二类：部分本地API部分Java的驱动程序。
    第三类：JDBC网络纯Java驱动程序。
    第四类：本地协议的纯 Java 驱动程序。

四两类都是纯Java的驱动程序，因此，对于Java开发者来说，它们在性能、可移植性、功能等方面都有优势。

JDBC-ODBC 部分本地API JDBC网络纯Java驱动程序 本地协议的纯 Java 驱动程序

• JDBC API 是一系列的接口，它使得应用程序能够进行数据库联接，执行SQL语句，并且得到返回结果。

JDBC API

二、JDBC应用

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1、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。

• 加载和注册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。

• 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

• 访问数据库

数据库连接被用于向数据库服务器发送命令和 SQL 语句，在连接建立后，需要对数据库进行访问，执行 sql 语句
在 java.sql 包中有 3 个接口分别定义了对数据库的调用的不同方式：
-Statement
-PrepatedStatement
-CallableStatement

1、Statement

• 通过调用 Connection 对象 的 createStatement 方法创建该对象
  该对象用于执行静态的 SQL 语句，并且返回执行结果

• Statement 接口中定义了下列方法用于执行 SQL 语句：

ResultSet excuteQuery(String sql)
int excuteUpdate(String sql)

2、ResultSet

• 通过调用 Statement 对象的 excuteQuery() 方法创建该对象

• ResultSet 对象以逻辑表格的形式封装了执行数据库操作的结果集，ResultSet 接口由数据库厂商实现

• ResultSet 对象维护了一个指向当前数据行的游标，初始的时候，游标在第一行之前，可以通过 ResultSet 对象的 next() 方法移动到下一行

• ResultSet 接口的常用方法：

boolean next()
getString()

3、数据类型转换

数据类型转换

** 小结**

java.sql.DriverManager用来装载驱动程序，获取数据库连接。

java.sql.Connection完成对某一指定数据库的联接
java.sql.Statement在一个给定的连接中作为SQL执行声明的容器，他包含了两个重要的子类型。
Java.sql.PreparedSatement 用于执行预编译的sql声明
Java.sql.CallableStatement用于执行数据库中存储过程的调用
java.sql.ResultSet对于给定声明取得结果的途径

三、JDBC深入

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１、SQL注入攻击

• SQL 注入是利用某些系统没有对用户输入的数据进行充分的检查，而在用户输入数据中注入非法的 SQL 语句段或命令，从而利用系统的 SQL 引擎完成恶意行为的做法

• 对于 Java 而言，要防范 SQL 注入，只要用 PreparedStatement 取代 Statement 就可以了
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2、PreparedStatement

• 可以通过调用 Connection 对象的 preparedStatement() 方法获取 PreparedStatement 对象

• PreparedStatement 接口是 Statement 的子接口，它表示一条预编译过的 SQL 语句

• PreparedStatement 对象所代表的 SQL 语句中的参数用问号(?)来表示，调用 PreparedStatement 对象的 setXXX() 方法来设置这些参数. setXXX() 方法有两个参数，第一个参数是要设置的 SQL 语句中的参数的索引(从 1 开始)，第二个是设置的 SQL 语句中的参数的值

• PreparedStatement 与Statement

• PreparedStatement 能最大可能提高性能：
  DBServer会对预编译语句提供性能优化。因为预编译语句有可能被重复调用，所以语句在被DBServer的编译器编译后的执行代码被缓存下来，那么下次调用时只要是相同的预编译语句就不需要编译，只要将参数直接传入编译过的语句执行代码中就会得到执行。

• 在statement语句中,即使是相同操作但因为数据内容不一样,所以整个语句本身不能匹配,没有缓存语句的意义.事实是没有数据库会对普通语句编译后的执行代码缓存.这样每执行一次都要对传入的语句编译一次。
  (语法检查，语义检查，翻译成二进制命令，缓存)
• PreparedStatement 可以防止 SQL 注入 。

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3、使用JDBC驱动程序处理元数据

• Java 通过JDBC获得连接以后，得到一个Connection 对象，可以从这个对象获得有关数据库管理系统的各种信息，包括数据库中的各个表，表中的各个列，数据类型，触发器，存储过程等各方面的信息。根据这些信息，JDBC可以访问一个实现事先并不了解的数据库。

• 获取这些信息的方法都是在DatabaseMetaData类的对象上实现的，而DataBaseMetaData对象是在Connection对象上获得的。
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4、DateBaseMetaDate

• DatabaseMetaData 类中提供了许多方法用于获得数据源的各种信息，通过这些方法可以非常详细的了解数据库的信息：
  • getURL()：返回一个String类对象，代表数据库的URL。
  • getUserName()：返回连接当前数据库管理系统的用户名。
  • isReadOnly()：返回一个boolean值，指示数据库是否只允许读操作。
  • getDatabaseProductName()：返回数据库的产品名称。
  • getDatabaseProductVersion()：返回数据库的版本号。
  • getDriverName()：返回驱动驱动程序的名称。
  • getDriverVersion()：返回驱动程序的版本号。

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5、ResultMetaDate

• 可用于获取关于 ResultSet 对象中列的类型和属性信息的对象：
  • getColumnName(int column)：获取指定列的名称
  • getColumnCount()：返回当前 ResultSet 对象中的列数。
  • getColumnTypeName(int column)：检索指定列的数据库特定的类型名称。
  • getColumnDisplaySize(int column)：指示指定列的最大标准宽度，以字符为单位。
  • isNullable(int column)：指示指定列中的值是否可以为 null。
  • isAutoIncrement(int column)：指示是否自动为指定列进行编号，这样这些列仍然是只读的。

用例

• 获取数据库自动生成的主键*

Connection conn = JdbcUtil.getConnection();

String sql = "insert into user(name,password,email,birthday) values('abc','123','abc@sina.com','1978-08-08')";

PreparedStatement st = conn.prepareStatement(sql,Statement.RETURN_GENERATED_KEYS );

st.executeUpdate();

ResultSet rs = st.getGeneratedKeys();  //得到插入行的主键

if(rs.next()){
    System.out.println(rs.getObject(1));
}

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6、数据库事务

• 在数据库中,所谓事务是指一组逻辑操作单元,使数据从一种状态变换到另一种状态。

• 为确保数据库中数据的一致性,数据的操纵应当是离散的成组的逻辑单元:当它全部完成时,数据的一致性可以保持,而当这个单元中的一部分操作失败,整个事务应全部视为错误,所有从起始点以后的操作应全部回退到开始状态。

• 事务的操作:先定义开始一个事务,然后对数据作修改操作,这时如果提交(COMMIT),这些修改就永久地保存下来,如果回退(ROLLBACK),数据库管理系统将放弃所作的所有修改而回到开始事务时的状态。

• 事务的ACID(acid)属性

  • 原子性（Atomicity）�原子性是指事务是一个不可分割的工作单位，事务中的操作要么都发生，要么都不发生。

  • 一致性（Consistency）�事务必须使数据库从一个一致性状态变换到另外一个一致性状态。

  • 隔离性（Isolation）�事务的隔离性是指一个事务的执行不能被其他事务干扰，即一个事务内部的操作及使用的数据对并发的其他事务是隔离的，并发执行的各个事务之间不能互相干扰。

  • 持久性（Durability）�持久性是指一个事务一旦被提交，它对数据库中数据的改变就是永久性的，接下来的其他操作和数据库故障不应该对其有任何影响。

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7、JDBC事务处理

• 事务：指构成单个逻辑工作单元的操作集合

• 事务处理：保证所有事务都作为一个工作单元来执行，即使出现了故障，都不能改变这种执行方式。当在一个事务中执行多个操作时，要么所有的事务都被提交(commit)，要么整个事务回滚(rollback)到最初状态

• 当一个连接对象被创建时，默认情况下是自动提交事务：每次执行一个 SQL 语句时，如果执行成功，就会向数据库自动提交，而不能回滚

• 为了让多个 SQL 语句作为一个事务执行：

  • 调用 Connection 对象的 setAutoCommit(false); 以取消自动提交事务
  • 在所有的 SQL 语句都成功执行后，调用 commit(); 方法提交事务
  • 在出现异常时，调用 rollback(); 方法回滚事务
  • 若此时 Connection 没有被关闭, 则需要恢复其自动提交状态

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8、数据库的隔离级别

• 对于同时运行的多个事务, 当这些事务访问数据库中相同的数据时, 如果没有采取必要的隔离机制, 就会导致各种并发问题:

  • 脏读: 对于两个事物 T1, T2, T1 读取了已经被 T2 更新但还没有被提交的字段. 之后, 若 T2 回滚, T1读取的内容就是临时且无效的.
  • 不可重复读: 对于两个事物 T1, T2, T1 读取了一个字段, 然后 T2** 更新**了该字段. 之后, T1再次读取同一个字段, 值就不同了.
  • 幻读: 对于两个事物 T1, T2, T1 从一个表中读取了一个字段, 然后 T2 在该表中插入了一些新的行. 之后, 如果 T1 再次读取同一个表, 就会多出几行.

• 数据库事务的隔离性: 数据库系统必须具有隔离并发运行各个事务的能力, 使它们不会相互影响, 避免各种并发问题.

• 一个事务与其他事务隔离的程度称为隔离级别. 数据库规定了多种事务隔离级别, 不同隔离级别对应不同的干扰程度, 隔离级别越高, 数据一致性就越好, 但并发性越弱

• 数据库的隔离级别

数据库的四种隔离级别

• Oracle 支持的 2 种事务隔离级别：READ COMMITED, SERIALIZABLE. Oracle 默认的事务隔离级别为: READ COMMITED

• Mysql 支持 4 中事务隔离级别. Mysql 默认的事务隔离级别为: REPEATABLE READ