用java调用数据库 java调用数据库的原理

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mob6454cc6658d1 2023-08-10 14:17:19

文章标签 用java调用数据库 java mysql 数据库 sql 文章分类 Java 后端开发

JAVA-JDBC 原理及使用

一、简介

JDBC是什么？JDBC英文名为：Java Data Base Connectivity(Java数据库连接)，数据库是由不同生产产商决定的，例如Mysql、Oracle、SQL Server,JAVA JDK不可能提供对不同数据库的实现，因此，它就提供了JDBC的接口API，具体的实现由不同的生产产商决定。这样，数据库生产产商都根据JAVA API去实现各自的应用驱动，这问题就迎刃而解了

二、工作原理图

用java调用数据库 java调用数据库的原理_sql

三、常用接口

DriverManager：这个类管理数据库驱动程序的列表，查看加载的驱动是否符合JAVA Driver API的规范
Connection：与数据库中的连接对象，通过该对象与数据库进行通信
Statement：把创建的SQL对象，转而存储到数据库当中
ResultSet：它是一个迭代器，用于检索查询数据

四、JDBC的使用步骤

准备工作：导入mysql数据库的驱动，驱动的版本根据数据库的版本选择

注册驱动

//注册驱动的方式1
@Test
	public void test02() {
		try {
			//注册驱动   每个驱动程序类必须实现的接口  Driver
			Driver driver = new Driver();
			DriverManager.registerDriver(driver);
			/*
			 *public static Connection getConnection(String url,String user,String password)
    		 * 
    		 * url: 统一资源定位符  通信协议  ip  端口 资源名称  		   http://localhost:3306/index.html
    		 * user: 用户名
    		 * password: 密码
			 * */
			Connection connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/jgs2111", "root", "root");
			System.out.println(connection);
			//执行数据的操作
			
			//释放资源
			connection.close();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
//获取连接的第二种方式 (推荐)
public void test03() { //获取连接的第二种方式 (推荐)
			//初始化参数
		    Connection connection = null;
			String url = "jdbc:mysql:///jgs2111";
			String username="root";
			String password = "root";
	try {
			//加载驱动  java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver());
			Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
			//获取连接
			connection = DriverManager.getConnection(url,username,password);
			System.out.println(connection);
			//执行操作

	} catch (Exception e) {
			
	}finally {
			try {
				//关闭连接
				if(connection!=null) {
					connection.close();
				}
			} catch (SQLException e) {
				e.printStackTrace();
            }
	}
 }

获取连接

DriverManager.getConnection(url,username,password);

获取Statement对象

createStatement() 创建一个 Statement对象，用于将SQL语句发送到数据库

执行sql
处理结果集ResultSet: 表示数据库结果集的数据表，通常通过执行查询数据库的语句生成,对象保持一个光标指向其当前的数据行。最初，光标位于第一行之前。 next方法将光标移动到下一行，并且在ResultSet对象中没有更多行时返回false ，因此可以在while循环中使用循环来遍历结果集

while(result.next()){  //查询语句时执行
    //获取每一个字段  通过get方法获取查询记录中的每个字段
}

关闭连接写在finally块中确保连接被关闭

connection.close();

通过数据库连接实现数据的CRUD

public void test04() { //查询数据库中的所有数据
		//初始化参数
	    Connection connection = null;
	    String driver = "com.mysql.jdbc.Driver";
		String url = "jdbc:mysql:///jgs2111";
		String username="root";
		String password = "root";
		try {
			//注册驱动
			Class.forName(driver);
			//获取连接
			connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);
			//获取statement对象
			Statement st = connection.createStatement();
			//编写sql
			String sql = "select * from user";
			//执行sql
			ResultSet result = st.executeQuery(sql);
			//处理结果集
			while (result.next()) {
				//获取用户名  getString(String colName)
				String uname = result.getString("username");
				System.out.println("uname"+uname);
				//获取密码  getString(int cloIndex)
				String pwd = result.getString(2);
				System.out.println("pwd:"+pwd);
				//获取生日
				 Date date1 = result.getDate("birth");
				 System.out.println("生日:"+new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd").format(date1));
				//获取注册时间
				Date date2  = result.getTimestamp(5);
				System.out.println("注册时间:"+new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(date2));
				System.out.println();
				//获取最后的登录时间
				Timestamp timestamp = result.getTimestamp(6);
				System.out.println("timestamp:"+timestamp.getTime());
			}
			
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}finally {
			try {
				//关闭连接
				if(connection!=null) {
					connection.close();
				}
			} catch (SQLException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			
		}
		
	}

//插入一条数据到数据库
public void test05() {//插入一条数据到数据库
		
		try {
			Statement st= conn.createStatement();
			//编写sql
			String sql = "insert into user(username,password,birth,create_time)"
					+ "values('tom','12345','1991-12-08','2021-6-8 12:12:12')";
			//执行sql  返回影响的行数
			int line = st.executeUpdate(sql);
            //st.executeUpdate(sql,Statement.RETURN_GENERATED_KEYS );
            //获取自增的主键
			/*ResultSet keys = st.getGeneratedKeys();
			while(keys.next()) {
				int index = keys.getInt(1);
				System.out.println("主键:"+index);
			}*/
			System.out.println(line);
			st.close();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}finally {
			try {
				//关闭连接
				if(conn!=null) {
					conn.close();
				}
			} catch (SQLException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

#更新一条数据
 public void test06() {//更新一条数据到数据库
		
		try {
			//获取statement对象
			Statement st = conn.createStatement();
			//创建sql语句
			String sql = "update user set username = 'lily' where id = 1";
			//执行sql
			int line = st.executeUpdate(sql);
			System.out.println(line);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}finally {
			try {
				//关闭连接
				if(conn!=null) {
					conn.close();
				}
			} catch (SQLException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		
	}
#删除一条数据
public void test07() {//删除一条数据到数据库
		try {
			//获取statement对象
			Statement st = conn.createStatement();
			//创建sql语句
			String sql = "delete from user  where id = 2";
			//执行sql
			int line = st.executeUpdate(sql);
			System.out.println(line);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}finally {
			try {
				//关闭连接
				if(conn!=null) {
					conn.close();
				}
			} catch (SQLException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}

批处理语句

public void test01() throws SQLException {
		
		Connection connection = JDBCUtile.getConnection();
		
		Statement cst = connection.createStatement();
		
		String sql1 = "insert into user(username,password)values('ll','2222')";
		String  sql2 = "delete from  user  where id = 1";
		String  sql3 = "update user set username = 'lisi' where id = 5";
		
		cst.addBatch(sql1);
		cst.addBatch(sql2);
		cst.addBatch(sql3);
		
		int[] executeBatch = cst.executeBatch();
		for (int i : executeBatch) {
			System.out.println(i);
		}

	}

案例：模拟注册登录（代码分层思想）

@Test
	public  void  testRegist_login() throws Exception {
		
		//regist();
		login();
	}
		
	public void regist() throws Exception{
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);
		System.out.println("请输入您的账号");
		String uname = scanner.nextLine();
		System.out.println("请输入您的密码");
		String password = scanner.nextLine();
		System.out.println("请输入您的生日");
		String birth = scanner.nextLine();
		//获取当前系统时间
		Date date = new Date();
		String dt = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd").format(date);
		
		//获取statement对象 将数据持久化
		Statement st = conn.createStatement();
		//编写sql
		String sql = "insert into user(username,password,birth,create_time)values('"+uname+"','"+password+"','"+birth+"','"+dt+"')";
		System.out.println(sql);
		int line = st.executeUpdate(sql);
		System.out.println(line);
		if(line==1) {
			System.out.println("注册成功");
		}else {
			System.out.println("注册失败!");
		}

	}
	
	public void login() throws Exception {
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);
		System.out.println("请输入您的账号");
		String uname = scanner.nextLine();
		System.out.println("请输入您的密码");
		String password = scanner.nextLine();
		//获取statement对象 将数据持久化
		Statement st = conn.createStatement();
		
		//根据用户名查询
		String sql = "select * from user where username ='"+uname+"' and password = '"+password+"' ";
		//执行查询 处理结果集
		ResultSet rs = st.executeQuery(sql);
		User user = null;
		while(rs.next()) {
			String username = rs.getString("username");
			String pwd = rs.getString("password");
			user = new User();
			user.setUsername(username);
			user.setPassword(password);
			
		}
		
		System.out.println(user);
		if(user==null) {
			System.out.println("登录失败");
		}else {
			System.out.println("登录成功");
		}
	}

使用分层的思想优化以上代码

/**
 * 用户数据的持久化层 
 * 只操作数据  不做业务逻辑分析
 * @author USER
 *
 */
public class UserDao {
	
	public User selectUserByUserNameAndPassword(String username,String password) {
		Connection connection = null;
		try {
			//加载驱动
			Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
			//获取连接
			connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql:///jgs2111","root","root");
			//获取statement对象
			Statement st = connection.createStatement();
			//执行sql
			String sql = "select * from user where username = '"+username+"' and password = '"+password+"'";
			ResultSet rs = st.executeQuery(sql);
			//处理结果集
			User user = null;
			while(rs.next()) {
				String uname = rs.getString("username");
				String pwd = rs.getString("password");
				user = new User();
				user.setUsername(uname);
				user.setPassword(pwd);
			}
			return user;
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}finally {
			try {
				if(connection!=null) {
					connection.close();
				}
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		//关闭连接
		return null;
	}
	
	public int addUser(User user) {
		Connection connection = null;
		try {
			//加载驱动
			Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
			//获取连接
			connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql:///jgs2111","root","root");
			//获取statement对象
			Statement st = connection.createStatement();
			//执行sql
			String ctime = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd").format(user.getCreateTime());
			String birth = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd").format(user.getBirth());
			String sql = "insert into user(username,password,birth,create_time)values('"+user.getUsername()+"','"+user.getPassword()+"','"+birth+"','"+ctime+"')";
			return st.executeUpdate(sql);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}finally {
			try {
				if(connection!=null) {
					connection.close();
				}
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		return 0;
	}

}

/**
 * 用户操作业务层  只做逻辑业务 不进行数据操作
 * @author USER
 */
public class UserService {
	private UserDao userDao = new UserDao();
	
	//登录业务
	public boolean login(String username,String password) {
		User user = userDao.selectUserByUserNameAndPassword(username, password);
		return user!=null;
	}
	
	
	//注册业务
	public boolean register(User user) {
		int line = userDao.addUser(user);
		return line!=0;
	}
	

}

/**
 * 测试用户的登录和注册
 * @author USER
 *
 */
public class UserTest {
	
	private UserService userService = new  UserService();
	@Test
	public void  testLogin() {
		Scanner scan = new Scanner(System.in);
		System.out.println("请输入账号");
		String username = scan.nextLine();
		System.out.println("请输入密码");
		String password = scan.nextLine();
		
		//调用业务层 查看用户是否存在
		if(userService.login(username, password)) {
			System.out.println("登录成功");
		}else {
			System.out.println("登录失败");
		}
	}
	@Test
	public void  testRegister() {
		Scanner scan = new Scanner(System.in);
		System.out.println("请输入账号");
		String username = scan.nextLine();
		System.out.println("请输入密码");
		String password = scan.nextLine();
		System.out.println("请输入生日");
		String birth = scan.nextLine();
		
		//获取系统时间  用于封装用户注册的日期
		Date date = new Date();
		
		User user = new  User();
		try {
			user.setBirth(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd").parse(birth));
			user.setPassword(password);
			user.setUsername(username);
			user.setCreateTime(date);
		} catch (ParseException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		
		//调用业务层 注册用户业务
		if(userService.register(user)) {
			System.out.println("注册成功");
		}else {
			System.out.println("注册失败");
		}
		
	}

}

Statement对象sql注入问题

SELECT  *  FROM user  WHERE username = 'mosin' and `password` = '123' or '1'='1';

prepareStatement对象实现CRUD

五、JDBC工具类

/**
 * jdbc工具类  实现数据库连接代码的重用性
 * @author USER
 *
 */

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;
import java.util.Properties;

public final class JDBCUtile {

	private static String url;
	private static String username;
	private static String password;

	private JDBCUtile() {

	}

	static {
		try {
			// 加载驱动
			Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
			// 加载文件初始化参数
			Properties ps = new Properties();
			FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("jdbc.properties"));
			ps.load(fis);

			url = ps.getProperty("url");
			username = ps.getProperty("username");
			password = ps.getProperty("password");

		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

	public static Connection getConnection() {
		Connection conn = null;
		try {
			conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);
			return conn;
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return conn;
	}

	public static void closeAll(ResultSet rs, Statement st, Connection conn) {

		try {
			if (rs != null) {
				rs.close();
				System.out.println("rs close");
			}

		} catch (SQLException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		try {
			if (st != null) {
				st.close();
				System.out.println("st close");
			}

		} catch (SQLException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		try {
			if (conn != null) {
				conn.close();
				System.out.println("conn close");
			}

		} catch (SQLException e) {
			e.printStackTrace();
		}

	}

}

案例：

1.创建表和对应实体（10分）
学生表: id、姓名、班级id
班级表: id、班级名称
科目表: id、科目名称
成绩表: id、学生id、科目id、分数
2.分别创建对应的dao类，编写必要的数据操作方法（20分）
3.创建学生业务类StudentService，实现以下业务方法:（30分）
1.增加学生
2.根据id删除学生
3.根据学生id和班级名称给学生分班（根据班级名称查询班级ID，然后根据学生id，更新学生的班级信息）
4.查询所有学生信息,要求显示对应班级名称
4.创建成绩业务类ScoreService，实现以下业务方法:（30分）
1.根据学生姓名和科目名称给学生记录成绩
2.根据科目名称查询所有学生的成绩，并降序排列
5.编写Controller类，测试以上业务（10分）

六、数据库连接池

数据库连接池（Connection pooling）是程序启动时建立足够的数据库连接，并将这些连接组成一个连接池，由程序动态地对池中的连接进行申请，使用，释放

为何使用数据库连接池？

数据库连接是一件费时的操作，连接池可以使多个操作共享一个连接
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。可以通过设定连接池最大连接数来防止系统无尽的与数据库连接。
使用连接池是为了提高对数据库连接资源的管理，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。

一般的数据连接：建立连接是一个费时的活动，每次都得花费0.05s～1s的时间，而且系统还要分配内存资源

用java调用数据库 java调用数据库的原理_mysql_02

可是对于现在的web应用，尤其是大型电子商务网站，同时有几百人甚至几千人在线，则需要大量的资源。

用java调用数据库 java调用数据库的原理_mysql_03

通过上面的分析，我们可以看出来，数据库连接是一种稀缺的资源，为了保障网站的正常使用，应该对其进行妥善管理。其实我们查询完数据库后，如果不关闭连接，而是暂时存放起来，当别人使用时，把这个连接给他们使用

数据库连接池的运行机制
（1）程序初始化时创建连接池
（2）使用时向连接池申请可用连接
（3）使用完毕，将连接返还给连接池
（4）程序退出时，断开所有连接，并释放资源

常见连接池种类：

DBCP连接池
c3p0连接池
druid连接池

druid连接池的使用

使用步骤：

1.导入jar包： druid-xxx.jar、mysql-connector-java-5.1.47.jar

2.定义配置文件：可以命名为druid.properties

driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
url=jdbc:mysql://MySQL地址/数据库名
username=用户名
password=密码
initialSize=初始化连接数
maxActive=最大连接数
maxWait=最大等待时间（毫秒为单位）

3.加载配置文件druid.properties

4.获取连接池对象

5.获取数据库连接

public class JdbcUtils {

    /**
     * 数据库连接对象
     */
    private static DataSource dataSource;

    /*
     获取数据库连接池对象
     */
    static {

        try {
            // 获取加载配置文件的对象
            Properties properties = new Properties();
            // 获取类的类加载器
            ClassLoader classLoader = JdbcUtils.class.getClassLoader();
            // 获取druid-1.0.9.properties配置文件资源输入流
            InputStream resourceAsStream = classLoader.getResourceAsStream("druid-1.0.9.properties");
            // 加载配置文件
            properties.load(resourceAsStream);
            // 获取连接池对象
            dataSource = DruidDataSourceFactory.createDataSource(properties);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    /**
     * 获取连接池对象
     */
    public static DataSource getDataSource() {
        return dataSource;
    }

    /**
     * 获取数据库连接对象
     */
    public static Connection getConnection() throws Exception {
        return dataSource.getConnection();
    }

}

c3p0连接池的使用

1.导入jar包文件，并添加路径

2.在 src 路径下配置文件 c3p0-config.xml（必须是这个名字）

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<c3p0-config>
  <default-config>
    <property name="driverClass">com.mysql.jdbc.Driver</property>
    <property name="jdbcUrl">jdbc:mysql://localhost/stus</property>
    <property name="user">root</property>
    <property name="password">1234</property>
    
    
    <property name="initialPoolSize">10</property>
    <property name="maxIdleTime">30</property>
    <property name="maxPoolSize">100</property>
    <property name="minPoolSize">10</property>
    <property name="maxStatements">200</property>
  </default-config>
</c3p0-config>

3.获取连接池对象

public class JDBCUtils {
	
	static ComboPooledDataSource dataSource =null;
	
	static{
		dataSource = new ComboPooledDataSource();
	}
	
	public static DataSource getDataSource(){
		return dataSource;
	}
	
	public static Connection getConnection() throws SQLException{
		return dataSource.getConnection();
	}
	
	public static void close(Connection con,Statement stat,ResultSet rs){
		if(stat != null){
			try{
				stat.close();
			}catch(SQLException ex){};
		}
		if(con != null){
			try{
				con.close();
			}catch(SQLException ex){};
		}
		if(rs != null){
			try{
				rs.close();
			}catch(SQLException ex){};
		}}}

七、DBUtils工具的使用

如果只使用JDBC进行开发，会发现冗余代码过多，为了简化JDBC开发，采用apache commons组件一个成员：DBUtils。DBUtils是java编程中的数据库操作实用工具，小巧简单实用，DBUtils封装了对JDBC的操作，简化了JDBC操作，可以少写代码。
Dbutils三个核心功能介绍：

QueryRunner中提供对sql语句操作的API.
ResultSetHandler接口，用于定义select操作后，怎样封装结果集.
DbUtils类，它就是一个工具类,定义了关闭资源与事务处理的方法

QueryRunner核心类：

QueryRunner(DataSource ds) ；传入参数为连接池
update(String sql, Object… params) ，执行insert update delete操作
query(String sql, ResultSetHandler rsh, Object… params) ，执行 select操作

ResultSetHandler 结果集处理类

动态sql的实现

根据用户传递的参数进行查询

public void test07() { //动态sql  查询
		Usr usr = new Usr();
		try {
			usr.setBirth(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd").parse("1992-3-2"));
		} catch (ParseException e1) {
			e1.printStackTrace();
		}
		usr.setUsername("小黑子");
		usr.setPassword("123456");
		String sql = "select * from usr where 1=1 ";
		ArrayList<Object> usrs = new ArrayList<Object>();
		if(usr.getUsername()!=null) {
			sql+="and username= ? ";
			usrs.add(usr.getUsername());
		}
		if(usr.getPassword()!=null) {
			sql+="and password= ? ";
			usrs.add(usr.getPassword());
		}
		
		if(usr.getBirth()!=null) {
			sql+="and birth= ? ";
			usrs.add(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd").format(usr.getBirth()));
		}
		System.out.println(sql);
		
		QueryRunner runner = new QueryRunner(DruidUtile.getDataSource());
		try {
				List<Usr> list = runner.query(sql, new BeanListHandler<Usr>(Usr.class),usrs.toArray());
				for (Usr usr2 : list) {
					System.out.println(usr2);
				}
		} catch (SQLException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		

}

八、JDBC事务演示

转账案例

public void test02() throws SQLException {

		Connection connection = JDBCUtile.getConnection();
		// 关闭自动提交
		connection.setAutoCommit(false);
		String sql = "update account set money = money+? where id = ?";
		PreparedStatement ps = connection.prepareStatement(sql);
		ps.setInt(1, -1000);
		ps.setInt(2, 1);
		ps.executeUpdate();
		
		ps.setInt(1, 1000);
		ps.setInt(2, 9);
		ps.executeUpdate();
		
		//int a = 1/0;
		connection.commit();
		
		JDBCUtile.closeAll(null, ps, connection);
	}

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