使用JDBC处理大数据

在实际开发中,程序需要把大文本或二进制数据保存到数据库。

基本概念:大数据也称之为LOB(Large Objects),LOB又分为:
clob和blob
1. clob用于存储大文本。
2. blob用于存储二进制数据,例如图像、声音、二进制文等。

对MySQL而言只有blob,而没有clob,mysql存储大文本采用的是Text,Text和blob分别又分为:

  • TINYTEXT、TEXT、MEDIUMTEXT和LONGTEXT
  • TINYBLOB、BLOB、MEDIUMBLOB和LONGBLOB

使用JDBC处理大文本

  1. 对于MySQL中的Text类型,可调用如下方法设置:
    PreparedStatement.setCharacterStream(index, reader, length);
    //注意length长度须设置,并且设置为int型
  2. 对MySQL中的Text类型,可调用如下方法获取:
    reader = resultSet. getCharacterStream(i);
    reader = resultSet.getClob(i).getCharacterStream();
    string s = resultSet.getString(i);

使用JDBC处理二进制数据

  1. 对于MySQL中的BLOB类型,可调用如下方法设置:
    PreparedStatement. setBinaryStream(i, inputStream, length);
  2. 对MySQL中的BLOB类型,可调用如下方法获取:
    InputStream in = resultSet.getBinaryStream(i);
    InputStream in = resultSet.getBlob(i).getBinaryStream();

Oracle中大数据处理:

  • Oracle定义了一个BLOB字段用于保存二进制数据,但这个字段并不能存放真正的二进制数据,只能向这个字段存一个指针,然后把数据放到指针所指向的Oracle的LOB段中, LOB段是在数据库内部表的一部分。
  • 因而在操作Oracle的Blob之前,必须获得指针(定位器)才能进行Blob数据的读取和写入。
  • 如何获得表中的Blob指针呢? 可以先使用insert语句向表中插入一个空的blob(调用oracle的函数empty_blob() ),这将创建一个blob的指针,然后再把这个empty的blob的指针查询出来,这样就可得到BLOB对象,从而读写blob数据了。

Oracle中LOB类型的处理:
1、插入空blob insert into test(id,image) values(?,empty_blob());
2、获得blob的cursor select image from test where id= ? for update; Blob b = rs.getBlob(“image”);
注意: 须加for update,锁定该行,直至该行被修改完毕,保证不产生并发冲突。
3、利用 io,和获取到的cursor往数据库读写数据
注意:以上操作需开启事务。

使用JDBC进行批处理

业务场景:当需要向数据库发送一批SQL语句执行时,应避免向数据库一条条的发送执行,而应采用JDBC的批处理机制,以提升执行效率。

  • 实现批处理有两种方式,第一种方式:
    Statement.addBatch(sql) list
  • 执行批处理SQL语句
    executeBatch()方法:执行批处理命令
    clearBatch()方法:清除批处理命令
Connection conn = null;
Statement st = null;
ResultSet rs = null;
try {
conn = JdbcUtil.getConnection();
String sql1 = "insert into user(name,password,email,birthday) 
    values('kkk','123','abc@sina.com','1978-08-08')";
String sql2 = "update user set password='123456' where id=3";
st = conn.createStatement();
st.addBatch(sql1);  //把SQL语句加入到批命令中
st.addBatch(sql2);  //把SQL语句加入到批命令中
st.executeBatch();
} finally{
    JdbcUtil.free(conn, st, rs);
}
  • 采用Statement.addBatch(sql)方式实现批处理:
    优点:可以向数据库发送多条不同的SQL语句。
    缺点:
  • SQL语句没有预编译。
  • 当向数据库发送多条语句相同,但仅参数不同的SQL语句时,需重复写上很多条SQL语句。例如:
    Insert into user(name,password) values(‘aa’,’111’);
    Insert into user(name,password) values(‘bb’,’222’);
    Insert into user(name,password) values(‘cc’,’333’);
    Insert into user(name,password) values(‘dd’,’444’);

实现批处理的第二种方式:
PreparedStatement.addBatch()

conn = JdbcUtil.getConnection();
String sql = "insert into user(name,password,email,birthday) values(?,?,?,?)";
st = conn.prepareStatement(sql);
for(int i=0;i<50000;i++){
    st.setString(1, "aaa" + i);
    st.setString(2, "123" + i);
    st.setString(3, "aaa" + i + "@sina.com");
    st.setDate(4,new Date(1980, 10, 10));

    st.addBatch();
    if(i%1000==0){
        st.executeBatch();
        st.clearBatch();
    }
}
st.executeBatch();

采用PreparedStatement.addBatch()实现批处理
优点:发送的是预编译后的SQL语句,执行效率高。
缺点:只能应用在SQL语句相同,但参数不同的批处理中。因此此种形式的批处理经常用于在同一个表中批量插入数据,或批量更新表的数据。

获得数据库自动生成的主键

示例:

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));

注:此参数仅对insert操作有效。

JDBC调用存储过程

什么是存储过程?
A:未完待写。

编写存储过程(参看mysql文档)
得到CallableStatement,并调用存储过程:
CallableStatement cStmt = conn.prepareCall(“{call demoSp(?, ?)}”);

设置参数,注册返回值,得到输出
cStmt.registerOutParameter(2, Types.VARCHAR);
cStmt.setString(1, “abcdefg”);
cStmt.execute();
System.out.println(cStmt.getString(2));


事务

事务的概念

  • 事务指逻辑上的一组操作,组成这组操作的各个单元,要不全部成功,要不全部不成功。
    例如:A——B转帐,对应于如下两条sql语句
    update from account set money=money+100 where name=‘b’;
    update from account set money=money-100 where name=‘a’;
  • 数据库开启事务命令
    start transaction 开启事务
    Rollback 回滚事务
    Commit 提交事务

使用事务

  • 当Jdbc程序向数据库获得一个Connection对象时,默认情况下这个Connection对象会自动向数据库提交在它上面发送的SQL语句。若想关闭这种默认提交方式,让多条SQL在一个事务中执行,可使用下列语句:
  • JDBC控制事务语句
    Connection.setAutoCommit(false); start transaction
    Connection.rollback(); rollback
    Connection.commit(); commit

案例

在JDBC代码中使如下转帐操作在同一事务中执行。
update from account set money=money-100 where name=‘a’;
update from account set money=money+100 where name=‘b’;
设置事务回滚点
Savepoint sp = conn.setSavepoint();
Conn.rollback(sp);
Conn.commit(); //回滚后必须要提交

事务的特性(ACID)

  • 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)事务的隔离性是多个用户并发访问数据库时,数据库为每一个用户开启的事务,不能被其他事务的操作数据所干扰,多个并发事务之间要相互隔离。
  • 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,接下来即使数据库发生故障也不应该对其有任何影响。

着重讲下:事务的隔离级别

多个线程开启各自事务操作数据库中数据时,数据库系统要负责隔离操作,以保证各个线程在获取数据时的准确性。
如果不考虑隔离性,可能会引发如下问题:

1. 脏读:
指一个事务读取了另外一个事务未提交的数据。
这是非常危险的,假设A向B转帐100元,对应sql语句如下所示
1.update account set money=money+100 while name=‘b’;
2.update account set money=money-100 while name=‘a’;
当第1条sql执行完,第2条还没执行(A未提交时),如果此时B查询自己的帐户,就会发现自己多了100元钱。如果A等B走后再回滚,B就会损失100元。

2. 不可重复读:

  • 在一个事务内读取表中的某一行数据,多次读取结果不同。
    例如银行想查询A帐户余额,第一次查询A帐户为200元,此时A向帐户内存了100元并提交了,银行接着又进行了一次查询,此时A帐户为300元了。银行两次查询不一致,可能就会很困惑,不知道哪次查询是准的。
  • 和脏读的区别是,脏读是读取前一事务未提交的脏数据,不可重复读是重新读取了前一事务已提交的数据。
  • 很多人认为这种情况就对了,无须困惑,当然是后面的为准。我们可以考虑这样一种情况,比如银行程序需要将查询结果分别输出到电脑屏幕和写到文件中,结果在一个事务中针对输出的目的地,进行的两次查询不一致,导致文件和屏幕中的结果不一致,银行工作人员就不知道以哪个为准了。

3. 虚读(幻读)

  • 是指在一个事务内读取到了别的事务插入的数据,导致前后读取不一致。
  • 如丙存款100元未提交,这时银行做报表统计account表中所有用户的总额为500元,然后丙提交了,这时银行再统计发现帐户为600元了,造成虚读同样会使银行不知所措,到底以哪个为准。
事务隔离性的设置语句

数据库共定义了四种隔离级别:

  • Serializable:可避免脏读、不可重复读、虚读情况的发生。(串行化)
  • Repeatable read:可避免脏读、不可重复读情况的发生。(可重复读)
  • Read committed:可避免脏读情况发生(读已提交)。
  • Read uncommitted:最低级别,以上情况均无法保证。(读未提交)

set transaction isolation level 设置事务隔离级别
select @@tx_isolation 查询当前事务隔离级别

事务隔离级别不是每个数据库都有,如mysql有以上四种隔离级别,但oracle只有Serializable和Read committed级别。

演示不同隔离级别下的并发问题

1.当把事务的隔离级别设置为read uncommitted时,会引发脏读、不可重复读和虚读

A窗口
set transaction isolation level read uncommitted;
start transaction;
select * from account;
—–发现a帐户是1000元,转到b窗口
select * from account
—–发现a多了100元,这时候a读到了b未提交的数据(脏读)

B窗口
start transaction;
update account set money=money+100 where name=’aaa’;
—–不要提交,转到a窗口查询

2.当把事务的隔离级别设置为read committed时,会引发不可重复读和虚读,但避免了脏读

A窗口
set transaction isolation level read committed;
start transaction;
select * from account;
—–发现a帐户是1000元,转到b窗口
select * from account;
—–发现a帐户多了100,这时候,a读到了别的事务提交的数据,两次读取a帐户读到的是不同的结果(不可重复读)

B窗口
start transaction;
update account set money=money+100 where name=’aaa’;
commit;
—–转到a窗口

3.当把事务的隔离级别设置为repeatable read(mysql默认级别)时,会引发虚读,但避免了脏读、不可重复读

A窗口
set transaction isolation level repeatable read;
start transaction;
select * from account;
—-发现表有4个记录,转到b窗口
select * from account;
—-可能发现表有5条记如,这时候发生了a读取到另外一个事务插入的数据(虚读)

B窗口
start transaction;
insert into account(name,money) values(‘ggg’,1000);
commit;
—–转到 a窗口

4.当把事务的隔离级别设置为Serializable时,会避免所有问题

A窗口
set transaction isolation level Serializable;
start transaction;
select * from account;
—–转到b窗口

B窗口
start transaction;
insert into account(name,money) values(‘ggg’,1000);
—–发现不能插入,只能等待a结束事务才能插入