Java數(shù)據(jù)庫連接

Java數(shù)據(jù)庫連接（JDBC）是一個Java應(yīng)用程序編程接口（Java API），用于管理與數(shù)據(jù)庫的連接并執(zhí)行查詢。JDBC面向關(guān)系數(shù)據(jù)庫，并為Java應(yīng)用程序提供數(shù)據(jù)庫連接標(biāo)準(zhǔn)。

JDBC API源于微軟的開放式數(shù)據(jù)庫連接（ODBC）。它是Sun Microsystems為Java語言設(shè)計的處理SQL（結(jié)構(gòu)化查詢語言）的接口。它于1997年作為JDK 1.1的一部分發(fā)布，是為Java語言開發(fā)的最早的庫之一。自發(fā)布以來，JDBC經(jīng)歷了幾個版本的更新和改進，以支持Java平臺和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展。JDBC 4.3是2017年9月作為Java SE 9的一部分發(fā)布的最新版本。目前，JDBC API已經(jīng)成為Java應(yīng)用程序連接和訪問數(shù)據(jù)庫的主流技術(shù)之一，并被應(yīng)用到各種框架和工具中。

JDBC API由一組用Java編程語言編寫的接口和類組成。主要的接口和類有:DriverManager類、連接接口、語句接口等。使用這些標(biāo)準(zhǔn)接口和類，程序員可以編寫連接到數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序，發(fā)送用SQL編寫的查詢并處理結(jié)果。JDBC驅(qū)動程序為特定的DBMS供應(yīng)商實現(xiàn)這些接口和類，可以將其視為Java應(yīng)用程序和所需數(shù)據(jù)庫之間的橋梁。使用JDBC API的Java應(yīng)用程序?qū)⒃趯嶋H連接到數(shù)據(jù)庫之前加載特定DBMS的指定驅(qū)動程序。然后，JDBC驅(qū)動管理器類將把所有JDBC API調(diào)用發(fā)送給加載的驅(qū)動程序，以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的連接和訪問。

起源

20世紀(jì)80年代，SQL成為關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理中廣泛使用的語言。20世紀(jì)90年代，數(shù)據(jù)庫技術(shù)迅速發(fā)展，出現(xiàn)了許多類型和供應(yīng)商的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，如Oracle、Sybase、Informix、DB2等。這些數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)都有自己特定的接口和協(xié)議，這導(dǎo)致了數(shù)據(jù)庫編程的碎片化和不兼容性。為了統(tǒng)一對SQL數(shù)據(jù)庫的訪問，微軟公司于1992年推出了開放式數(shù)據(jù)庫連接（ODBC），這是一種用于連接和操作數(shù)據(jù)庫的通用API。ODBC API是一個獨立于編程語言和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的ODBC函數(shù)庫。它允許支持ODBC的應(yīng)用程序使用ODBC驅(qū)動程序連接到任何數(shù)據(jù)庫，執(zhí)行SQL語句并獲得結(jié)果。

但是，ODBC API并不直接適用于Java編程語言，因為它使用了C語言的接口。從Java調(diào)用本地C代碼會給應(yīng)用程序的安全性、實現(xiàn)、健壯性和自動移植性帶來一些缺點。而且ODBC的性能很低，依賴于操作系統(tǒng)，不支持對象和異常。Java是一種流行的、跨平臺的、面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，它需要一種更合適的數(shù)據(jù)庫訪問方法。

為了解決這些問題，太陽微系統(tǒng)公司于1997年專門為Java語言設(shè)計了JDBC API。它是基于Java的數(shù)據(jù)庫訪問接口，允許Java應(yīng)用程序連接到任何支持SQL的數(shù)據(jù)庫。JDBC API借鑒了ODBC的一些設(shè)計思想，也是基于Open Group SQL CLI（調(diào)用級接口）的。但是，JDBC API更適合Java的特點和優(yōu)勢。它使用Java對象和異常機制，并且不依賴于操作系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫供應(yīng)商的API，從而提高了安全性、健壯性和可移植性。Jdbapi因此成為Java語言訪問關(guān)系數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)方式。

發(fā)展

Sun Microsystems于1997年發(fā)布的JDBC 1.0僅支持基本的SQL語句，但不提供高級功能，如事務(wù)控制和結(jié)果集處理。1999年，為了解決效率和穩(wěn)定性問題，JDBC 2.0發(fā)布，增加了高級功能，如批量更新、事務(wù)控制、數(shù)據(jù)源、行集等。JDBC API分為JDBC 2.0核心API（Java . SQL）和JDBC 2.0的JDBC 2.0標(biāo)準(zhǔn)擴展API（javax . SQL）。

2003年，JDBC 3.0發(fā)布，引入了保存點、返回自動生成的密鑰、參數(shù)元數(shù)據(jù)等特性。，以滿足更復(fù)雜和更大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理需求。這些特性使Java程序能夠更好地處理分布式和并發(fā)環(huán)境，并提高容錯和恢復(fù)能力。

2006年，JDBC 4.0發(fā)布，它支持Java SE 6的新特性，如注釋、泛型、自動加載驅(qū)動程序等。JDBC 4.0進一步簡化了開發(fā)過程，并通過引入自動加載驅(qū)動程序和增強的連接功能提高了開發(fā)人員的工作效率和應(yīng)用程序的可靠性。這些特性使Java程序更容易與新的數(shù)據(jù)庫技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)集成，例如SQL XML、Blob和Clob的流處理。

2011年，JDBC 4.1發(fā)布，主要是為了支持Java SE 7的新功能，如try-with-resources語句、刪除JDBC-ODBC橋、RowId的生命周期提示等。，這樣Java程序可以更簡潔地管理資源，更方便地訪問本地數(shù)據(jù)庫，更準(zhǔn)確地處理RowId類型。

2014年發(fā)布了JDBC 4.2，它為Java SE 8的新功能提供了支持，例如日期和時間類型、大型對象的流處理、引用游標(biāo)類型等。這些特性使Java程序能夠更好地處理新的數(shù)據(jù)類型和格式。

2017年發(fā)布了JDBC 4.3，它支持Java SE 9的新功能，如模塊化系統(tǒng)、分片API和更多SQL類型。這些特性使Java程序能夠更好地適應(yīng)模塊化開發(fā)模式，更好地支持分布式和水平擴展的數(shù)據(jù)庫，并更好地兼容不同的數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)。

狀態(tài)

目前，JDBC在Java平臺和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，它為Java程序提供了簡單、統(tǒng)一和跨平臺的數(shù)據(jù)庫訪問機制，使得Java程序可以與任何支持SQL的數(shù)據(jù)庫進行通信。JDBC廣泛應(yīng)用于各種Java應(yīng)用程序和框架中，如Spring、Hibernate、JPA等。它在Web開發(fā)、數(shù)據(jù)分析、企業(yè)應(yīng)用、云計算等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

JDBC API支持兩層和三層客戶-服務(wù)器模式的數(shù)據(jù)庫訪問。

雙層客戶機-服務(wù)器模型

所謂兩層模型是指Java應(yīng)用程序和目標(biāo)數(shù)據(jù)庫分別安裝在兩層組件上。這兩個組成部分是:

應(yīng)用層:安裝在客戶端機器上，包括:

JDBC驅(qū)動程序:用于連接數(shù)據(jù)庫和執(zhí)行SQL語句；

用戶界面:用于與用戶交互和顯示數(shù)據(jù)；

Java應(yīng)用:用于實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)處理。

數(shù)據(jù)庫層:安裝在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上，包括:

RDBMS:用于管理和存儲數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)庫:用于存儲特定的數(shù)據(jù)表和記錄。

在兩層客戶機-服務(wù)器模型中，Java應(yīng)用程序直接與數(shù)據(jù)庫通信，這需要一個JDBC驅(qū)動程序，它可以與被訪問的特定數(shù)據(jù)庫進行交互。JDBC驅(qū)動程序?qū)⒂脩舻拿顐鬏數(shù)綌?shù)據(jù)庫或其他數(shù)據(jù)源，并將這些語句的結(jié)果返回給用戶。數(shù)據(jù)庫可以位于另一臺機器上，用戶通過網(wǎng)絡(luò)連接到它。這稱為客戶端-服務(wù)器配置。用戶的機器是客戶端，數(shù)據(jù)庫所在的機器是服務(wù)器。用戶連接到數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)可以是內(nèi)部網(wǎng)，如公司的內(nèi)部網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)。

三層客戶機-服務(wù)器模型

三層客戶機-服務(wù)器模型是Java數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的常用體系結(jié)構(gòu)，它分為三個組件級別，即客戶機層、應(yīng)用服務(wù)器層和數(shù)據(jù)庫層。這三個級別的組件可以分別安裝在不同的機器上，通過網(wǎng)絡(luò)進行通信和數(shù)據(jù)交換:

客戶端層:用戶和應(yīng)用程序之間的接口，可以是Web瀏覽器、桌面應(yīng)用程序或移動應(yīng)用程序。客戶端層通常包括一些特定于語言的虛擬機，如Java虛擬機或。NET虛擬機，用于運行應(yīng)用程序代碼。客戶端層向應(yīng)用服務(wù)器層發(fā)送數(shù)據(jù)操作請求，如查詢、插入、更新或刪除數(shù)據(jù)，然后接收應(yīng)用服務(wù)器層返回的數(shù)據(jù)或結(jié)果并顯示給用戶。

應(yīng)用服務(wù)器層:負(fù)責(zé)處理業(yè)務(wù)邏輯或應(yīng)用邏輯，如驗證用戶身份、計算數(shù)據(jù)、生成報表等。應(yīng)用服務(wù)器層可以使用Java Web應(yīng)用程序或Java Web服務(wù)來實現(xiàn)，它們可以運行在Web服務(wù)器上，例如Tomcat或Jetty。應(yīng)用服務(wù)器層包含用于連接數(shù)據(jù)庫和執(zhí)行SQL語句的JDBC API。應(yīng)用服務(wù)器層接收客戶端層的數(shù)據(jù)操作請求，然后根據(jù)請求的內(nèi)容向數(shù)據(jù)庫層發(fā)送相應(yīng)的SQL語句，并將數(shù)據(jù)庫層返回的數(shù)據(jù)或結(jié)果轉(zhuǎn)換為客戶端層可以識別的格式，例如XML或JSON，并將其發(fā)送回客戶端層。

數(shù)據(jù)庫層:負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲，包括關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（RDBMS）和數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫層可以安裝在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上，如MySQL、Oracle或SQL Server。數(shù)據(jù)庫層接收應(yīng)用服務(wù)器層的SQL語句，然后根據(jù)SQL語句的內(nèi)容對數(shù)據(jù)庫執(zhí)行相應(yīng)的操作，例如查詢、插入、更新或刪除數(shù)據(jù)，并將操作的結(jié)果或數(shù)據(jù)返回給應(yīng)用服務(wù)器層。

與兩層模型相比，使用三層模型的優(yōu)勢包括:

通過將應(yīng)用服務(wù)器層與數(shù)據(jù)庫層分離，應(yīng)用服務(wù)器層可以并發(fā)處理多個客戶端層的請求，而數(shù)據(jù)庫層可以專注于數(shù)據(jù)管理和存儲，這可以大大提高應(yīng)用程序的性能。

業(yè)務(wù)邏輯與數(shù)據(jù)庫明確分離，應(yīng)用服務(wù)器層可以根據(jù)需求進行修改或更新，而不會影響數(shù)據(jù)庫層的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)，使應(yīng)用程序更易于維護和擴展；客戶端層可以使用簡單的協(xié)議（如HTTP或SOAP）訪問應(yīng)用服務(wù)器層，而無需了解數(shù)據(jù)庫層的詳細(xì)信息，如數(shù)據(jù)庫的類型、地址、用戶名和密碼，這可以提高客戶端層的安全性和可移植性。

JDBC API

JDBC API定義了程序員用來連接數(shù)據(jù)庫和發(fā)送查詢的Java接口和類。JDBC驅(qū)動程序為特定的DBMS供應(yīng)商實現(xiàn)了這些接口和類。可以說JDBC驅(qū)動程序在Java應(yīng)用程序和所需的數(shù)據(jù)庫之間架起了一座橋梁。使用JDBC API的Java應(yīng)用程序?qū)⒃趯嶋H連接到數(shù)據(jù)庫之前加載特定DBMS的指定驅(qū)動程序。然后，JDBC驅(qū)動管理器類將所有JDBC API調(diào)用發(fā)送給加載的驅(qū)動程序。

根據(jù)不同的配置，JDBC驅(qū)動程序可分為以下四種類型。

JDBC-ODBC橋驅(qū)動程序

JDBC-ODBC橋驅(qū)動程序使用Java的本地方法調(diào)用ODBC驅(qū)動程序，并將JDBC方法調(diào)用轉(zhuǎn)換為ODBC函數(shù)調(diào)用，從而實現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫的連接。

優(yōu)勢

使用方便；您可以輕松連接到任何數(shù)據(jù)庫。

缺點:由于JDBC方法調(diào)用被轉(zhuǎn)換為ODBC函數(shù)調(diào)用，性能下降；ODBC驅(qū)動程序需要安裝在客戶端計算機上。

注意:在JDBC 4.2中，JDBC-ODBC橋已被刪除。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議全Java驅(qū)動程序

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的完整Java驅(qū)動程序使用中間件（應(yīng)用服務(wù)器）直接或間接將JDBC調(diào)用轉(zhuǎn)換為特定供應(yīng)商的數(shù)據(jù)庫協(xié)議。驅(qū)動程序完全是用Java編寫的。

基于服務(wù)器，客戶端計算機上不需要JDBC驅(qū)動程序代碼；跨平臺，完全Java實現(xiàn)，適合網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

劣勢

需要在服務(wù)器端安裝數(shù)據(jù)庫中間層，增加了網(wǎng)絡(luò)開銷和維護成本。

本地API部分Java驅(qū)動程序

本地API的Java驅(qū)動程序使用數(shù)據(jù)庫供應(yīng)商提供的客戶端庫將JDBC方法調(diào)用轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)庫API的本地調(diào)用，該調(diào)用并不完全是用Java編寫的。

需要安裝特定于數(shù)據(jù)庫的API在客戶端；不跨平臺，不完全Java實現(xiàn)。本地協(xié)議全Java驅(qū)動程序本地協(xié)議全Java驅(qū)動程序直接將JDBC調(diào)用轉(zhuǎn)換為供應(yīng)商特定的數(shù)據(jù)庫協(xié)議，并且該驅(qū)動程序完全用Java編寫。

使用JDBC將Java應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫連接起來需要五個步驟。這些步驟如下:

注冊驅(qū)動程序

在連接數(shù)據(jù)庫之前，需要為每個數(shù)據(jù)庫加載或注冊一次驅(qū)動程序，以創(chuàng)建與數(shù)據(jù)庫的通信通道。加載驅(qū)動程序有兩種方式:

靜態(tài)注冊:使用class . forname（driverName）的方法，其中driverName是驅(qū)動程序的全限定類名，如com . MySQL . CJ . JDBC . driver；；動態(tài)注冊:使用drivermanager。register driver（driver）方法，其中driver是驅(qū)動程序的實例，例如new com.mysql.jdbc.Driver（）。

連接建立

getConnection（）方法用于創(chuàng)建一個連接對象，該對象對應(yīng)于與數(shù)據(jù)庫的物理連接。這可以通過兩種方式實現(xiàn):

getconnection（URL，用戶名，密碼）:使用三個參數(shù)，URL，用戶名和密碼，例如connection conn = driver manager . getconnection（URL，用戶，密碼）；

GetConnection（URL）:只有一個參數(shù)URL，它包含用戶名和密碼。不同的關(guān)系數(shù)據(jù)庫有不同的JDBC連接字符串，例如Oracle數(shù)據(jù)庫:JDBC: Oracle:瘦:@主機名:端口:服務(wù)名。

執(zhí)行查詢

建立連接后，可以使用Connection類的createStatement方法創(chuàng)建一個Statement對象來執(zhí)行SQL查詢，Statement對象表示SQL語句的接口。例如:statement stmt = conn . create statement（）。

創(chuàng)建Statement對象后，使用Statement對象的query方法傳入SQL查詢語句。語句對象有三種查詢方法:execute（）、executeQuery（）和executeUpdate（），其中executeQuery（）方法用于執(zhí)行查詢語句并返回一個ResultSet對象，表示結(jié)果集，例如ResultSet RS = stmt。執(zhí)行查詢。

Java數(shù)據(jù)庫連接

處理結(jié)果集

當(dāng)使用executeQuery（）方法執(zhí)行查詢時，它返回一個代表結(jié)果集的ResultSet對象。然后可以使用ResultSet對象的方法來訪問從數(shù)據(jù)庫中檢索的數(shù)據(jù)。如果使用ResultSet對象的next方法，則遍歷結(jié)果集:while（RS . next（））{ }。

關(guān)閉連接

當(dāng)連接、語句或ResultSet對象完成時，調(diào)用其close方法以立即釋放它正在使用的資源。比如依次關(guān)閉結(jié)果集、語句對象和數(shù)據(jù)庫連接對象:RS . close（）；stmt . close（）；conn.close（）。

這五個步驟只是Java應(yīng)用程序連接數(shù)據(jù)庫的一般步驟。如果需要，可以根據(jù)實際開發(fā)情況連接數(shù)據(jù)庫。例如，如果在注冊驅(qū)動程序之前沒有導(dǎo)入包，可以使用import java.sql*導(dǎo)入java.sql .再舉一個例子，使用try-with-resources語句自動關(guān)閉Connection、ResultSet和Statement類型的資源可以避免顯式連接關(guān)閉步驟并簡化代碼。

執(zhí)行結(jié)果

使用JDBC API執(zhí)行SQL語句可能會返回結(jié)果集、更新計數(shù)或輸出參數(shù)。

SQL查詢結(jié)果集

SQL查詢結(jié)果集對應(yīng)于接口java.sql.result set的實例對象。ResultSet對象通常由Statement、PreparedStatement或CallableStatement對象的executeQuery（）或execute（）方法返回。ResultSet對象不僅記錄查詢集結(jié)果中的每一行數(shù)據(jù)，還記錄每一列的類型信息。ResultSet對象的主要方法如下:

移動光標(biāo)的方法用于移動ResultSet對象的光標(biāo)并指向不同的行，例如next（）、previous（）、first（）、last（）方法等等。

獲取列值的方法用于獲取當(dāng)前行某一列的值，這些值將被轉(zhuǎn)換為指定的Java類型，如getString（）、getInt（）、getBoolean（）、getDouble（）等。

更新列值的方法用于更新當(dāng)前行中某一列的值，并將這些值設(shè)置為指定的Java類型，如updateString（）、updateInt（）、updateBoolean（）、updateDouble（）等。

獲取元數(shù)據(jù)的方法用于獲取結(jié)果集的元數(shù)據(jù)，如列的數(shù)量、名稱、類型和長度，如getMetaData（）、getRow（）、getType（）等。

關(guān)閉結(jié)果集的方法，close（）方法用于關(guān)閉結(jié)果集并釋放資源。

更新計數(shù)

當(dāng)使用語句或PreparedStatement對象的executeUpdate（）方法執(zhí)行update語句時，返回的結(jié)果是一個int值，指示更新的行數(shù)，即更新計數(shù)。更新計數(shù)可用于判斷SQL語句是否成功執(zhí)行。

輸出參數(shù)

輸出參數(shù)是一個特殊參數(shù)，可用于從存儲過程或函數(shù)而不是結(jié)果集中返回值。通常CallableStatement對象的registerOutParameter（）方法輸出參數(shù)的類型和位置，execute（）方法執(zhí)行存儲過程或函數(shù)，getXXX（）方法用于獲取輸出參數(shù)的值，其中XXX表示輸出參數(shù)的數(shù)據(jù)類型，如getInt（）、getString（）等。

輸出參數(shù)的值可以用于邏輯判斷、統(tǒng)計或顯示，或者作為其他SQL語句的輸入?yún)?shù)。一般來說，如果輸出參數(shù)有值，則意味著執(zhí)行成功；如果輸出參數(shù)沒有值，則意味著執(zhí)行失敗或沒有返回值。