Java JDBC 基礎知識

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一、JDBC常用介面、類介紹

JDBC提供對獨立於資料庫統一的API，用以執行SQL命令。API常用的類、介面如下：

DriverManager

管理JDBC驅動的服務類，主要通過它擷取Connection資料庫連結，常用方法如下：

public static synchronized Connection getConnection(String url, String user, String password) throws Exception;

該方法獲得url對應的資料庫的串連。

 

Connection常用資料庫操作方法：

Statement createStatement throws SQLException: 該方法返回一個Statement對象。

PreparedStatement prepareStatement(String sql) throws SQLException;該方法返回先行編譯的Statement對象，

    即將SQL語句提交到資料庫進行先行編譯。

CallableStatement prepareCall(String sql) throws SQLException：該方法返回CallableStatement對象，

    該對象用於預存程序的調用。

上面的三個方法都是返回執行SQL語句的Statement對象，PreparedStatement、CallableStatement的對象是Statement的子類，

只有獲得Statement之後才可以執行SQL語句。

關於Connection控制事務的方法：

Savepoint setSavepoint(): 建立一個儲存點

Savepoint setSavepoint(String name)：建立一個帶有名稱的儲存點

void setTransactionIsolation(int level):設定交易隔離等級

void rollback()：復原事務

void rollback(Savepoint savepoint)：復原到指定儲存點

void setAutoCommit(boolean autoCommit): 關閉自動認可，開啟事務

void commit()：提交事務

 

Statement

用於執行SQL語句的API介面，該對象可以執行DDL、DCL語句，也可以執行DML語句，

還可以執行SQL查詢語句，當執行查詢語句是返回結果集，常用方法如下：

ResultSet executeQuery(String sql) throws SQLException：該方法用於執行查詢語句，並返回查詢結果對應的ResultSet對象，

        該方法只用於查詢語句。

int executeUpdate(String sql) throws SQLException：該方法用於執行DML語句，並返回受影響的行數；

        該方法也可以執行DDL，執行DDL返回0；

boolean execute(String sql) throws SQLException：該方法可以執行任何SQL語句，如果執行後第一個結果是ResultSet對象，

        則返回true；如果執行後第一個結果為受影響的行數或沒有任何結果，則返回false；

 

PreparedStatement

先行編譯的statement對象，PreparedStatement是Statement的子介面，它允許資料庫先行編譯SQL（通常指帶參數SQL）語句，

以後每次只改變SQL命令參數，避免資料庫每次都編譯SQL語句，這樣效能就比較好。而相對於Statement而言，

使用PreparedStatement執行SQL語句時，無需重新傳入SQL語句，因為它已經先行編譯了SQL語句。

但是PreparedStatement需要為編譯的SQL語句傳入參數值，所以它比了如下方法：

void setXxx(int index, value)根據該方法傳入的參數值的類型不同，需要使用不同的方法。

傳入的值的類型根據傳入的SQL語句參數而定。

 

ResultSet

void close() throws SQLException：釋放、關閉ResultSet對象

boolean absolute(int row):將結果集移動到第幾行，如果row是負數，則移動到倒數第幾行。

        如果移動到的記錄指標指向一條有效記錄，則該方法返回true；

void beforeFisrt(): 將ResultSet的記錄指標定位到首行之前，這是ResultSet結果集記錄指標的

        初始狀態：記錄指標的起始位置位於第一行之前。

boolean first()：將ResultSet的記錄指標定位到首行。如果移動後的記錄指標指向一條有效記錄，則該方法返回true。

boolean previous()：將ResultSet的記錄指標定位到上一行，如果移動後的記錄指標指向一條有效記錄，則該方法返回true。

boolean next()：將ResultSet的記錄指標定位到下一行。如果移動後的記錄指標指向一條有效記錄，則返回true。

boolean last()：將ResultSet的記錄指標定位到最後一行。如果移動後的記錄指標指向一條有效記錄，則返回true。

void afterLast()：將ResultSet的記錄指標定位到最後一行之後。

注意：在JDK1.4以前只支援next移動，且每次移動一個位置。到JDK1.5就可以隨意定位。

 

二、JDBC編程步驟

進行jdbc編程步驟大致如下：

1、載入資料庫驅動

Class.forName(driverClass)
上面的dirverClass就是資料庫驅動類所對應的類路徑字串，根據不同資料庫廠商提供的驅動也不同。

 

2、通過DriverManager擷取資料庫的連結

DriverManager.getConnection(String url, Stirng user, String pass)
當使用DriverManager來擷取連結，需要傳入三個參數：分別是資料量的url、使用者名稱、密碼。

 

3、通過Connection對象建立Statement對象，Connection建立Statement的方法如下三個：

createStatement()建立基本的Statement對象。
prepareStatement(String sql)：根據傳入的sql語句建立先行編譯的Statement對象。
prepareCall(String sql)：根據傳入的sql語句建立CallableStatement對象

 

4、Statement執行SQL語句，Statement有三大方法來執行SQL語句：

execute：可以執行任何SQL語句，單比較麻煩

executeUpdate：可以執行DML、DDL語句。執行DML返回受影響的SQL語句行數，執行DDL返回0；

executeQuery：只能執行查詢語句，執行後返回代表查詢結果的ResultSet對象。

 

5、操作結果集，針對ResultSet

主要移動指標和獲得值

next、previous、first、last、beforeFrist、afterLast、absolute等移動指標的方法。

getXxx獲得移動指標指向行，特定列、索引的值。使用列名作為擷取值的參數可讀性好、使用索引作為擷取參數效能好。

 

三、JDBC執行SQL語句

1、 executeUpdate執行DDL、DML語句

Statement提供了execute、executeUpdate、executeQuery三種方法執行，下面用executeUpdate來執行DDL、DML語句，

executeUpdate執行DDL傳回值是0，執行了DML是返回影響後的記錄條數。

 

2、 execute執行SQL語句

當我們知道SQL語句是完成修改語句時，我們就知道使用executeUpdate語句來完成操作；

如果SQL語句是完成查詢操作的時候，我們就使用executeQuery來完成。

如果我們不知道SQL陳述式完成什麼操作的時候，就可以使用execute方法來完成。

當我們使用Statement對象的execute方法執行SQL語句後返回的是boolean值，這就說明該語句能否返回ResultSet對象。

那麼，如何判斷是否是ResultSet對象？方法如下：

getResultSet()：擷取該Statement執行查詢語句返回的ResultSet對象

getUpdateCount()：擷取該Statement執行修改語句影響的行數

 

3、 PrepareStatement執行SQL語句

對於我們操作資料庫的時候，執行某一條SQL語句的時候。只有它的參數不同，而SQL語句相同。

我們可以使用預留位置來設定我們的參數資訊，PrepareStatement中的預留位置是？，用？代替參數的位置。

insert into table values(?, ‘abc’, ?);

預留位置僅僅支援PrepareStatement，而Statement不支援預留位置。PrepareStatement是先行編譯SQL語句的，

然後將佔位符替換成參數。而Statement就不能做到。

PrepareStatement對象也有execute、executeUpdate、executeQuery這三個方法，但這三個方法都無需傳遞參數。

只需用PrepareStatement來設定預留位置的參數，通過用setXxxx(index, value)來完成設定參數資訊即可。

PrepareStatement的效率要比Statement的效率高。

PrepareStatement設定參數可以不拼接字串，而Statement設定參數資訊的時候需要手動拼接字串。

拼接字串容易操作程式錯誤、可讀性降低、維護性升高、程式效能下降。而PrepareStatement直接設定參數

資訊就降低了編程的複雜度。並且它可以放在SQL注入。因為它是通過setXxx方法進行設定參數資訊，

而Statement是通過拼接字串，很容易就造成SQL注入。

綜上所述，PrepareStatement比Statement有以下優點：

先行編譯SQL語句，效能更好

無需拼接SQL語句，編程更簡單

可以防止SQL語句注入，安全性更好

 

4、 CallableStatement調用預存程序

預存程序的調用可以通過CallableStatement，通過Connection對象的prepareCall方法來建立CallableStatement對象。

然後傳入預存程序的SQL語句，即可調用預存程序，格式如下：

{call proc_name(?, ?, ?)}

上面的?是預留位置，表示傳遞的參數。

預存程序有傳入參數、傳出參數。傳入參數是程程式必須傳入的參數，可以 通過setXxx方法進行設定參數值。

而傳出參數則需要通過程式進行設定，可以用CallableStatement對象的registerOutParameter方法來

註冊輸出參數，cs.registerOutParameter(3, Types.STRING);

設定完畢後，當調用預存程序後要擷取輸出參數值，可以通過getXxx方法來完成。

 

四、操作結果集(ResultSet)

JDBC是通過ResultSet來管理結果集，操作ResultSet可以通過移動其指標來指向不同的行記錄，然後取出目前記錄即可。並且ResultSet可以完成更新記錄，還提供了ResultSetMetaData來獲得對象相關資訊。

1、 可移動、可更新的ResultSet

前面介紹過ResultSet的相關方法，可以通過一系列的方法來移動記錄指標，

如：absolute、previous、next、first、last、beforeFirst、afterLast等方法。

ResultSet預設是不支援更新的，如果希望ResultSet完成更新操作，必須在建立Statement或PrepareStatement時傳入一些參數。

Connection對象在建立Statement或PrepareStatement時可以傳入兩個參數：

A、 resultSetType：控制ResultSet的類型，該參數有以下三個值：

    a、 ResultSet.TYPE_FORWARD_ONLY該常量控制記錄指標只能向前移動。Jdk1.4的預設值

    b、 ResultSet.TYPE_SCROLL_INSENSITIVE：該常量控制記錄指標自由移動(可滾動結果集)，

        但底層的資料改變不影響結果集ResultSet的內容

    c、 ResultSet.TYPE_SCROLL_SENSITIVE：該常量控制記錄指標自由移動，但底層資料的影響會改變結果集ResultSet的內容

B、 resultSetConcurrency：控制ResultSet的並發類型，該參數可以接收如下兩個值：

    a、 ResultSet.CONCUR_READ_ONLY：該常量表示ResultSet是唯讀併發模式

    b、 ResultSet.CONCUR_UPDATABLE：該常量表示ResultSet是更新併發模式

通過PrepareStatement、Statement的建立時進行參數設定來建立可滾動、可更新的ResultSet，

然後通過rs的updateXxx方法來完成某列的更新值設定，通過updateRow來提交修改。

 

2、 ResultSet中的二進位Blob資料處理

Blob類型通常用來隱藏檔，如：圖片、音頻、視頻檔案。將檔案轉換成二進位儲存在資料庫中，

取出來的時候可以位元據恢複成檔案。

如果要插入圖片到資料庫，顯然不能直接設定SQL參數拼接字串進行插入。因為二進位常量無法表示。

但是將Blob類型資料插入到資料可以用PrepareStatement，通過PrepareStatement對象的setBinaryStatement

方法將參數傳入到二進位輸入資料流；也可以用Blob對象的getBytes方法直接取出資料。

 

3、 利用ResultSetMetaData操作ResultSet結果集

在我們查詢資料返回的結果集中，我們不清楚結果集存放的資料類型、資料列數。

那樣我們就可以用ResultSetMetaData來讀取ResultSet的資訊。

通過ResultSet的getMetaData()的方法可以擷取ResultSetMetaData對象。

然後可以用ResultSetMetaData對象的方法來操作ResultSet，常用方法如下：

int getColumnCount()：返回ResultSet的列名數量

int getColumnType(int column)：返回指定索引的類型

String getColumnName(int column)：返回指定索引的列名

 

五、JDBC事務

1、 事務介紹

事務是一步或多步組成操作序列組成的邏輯執行單元，這個序列要麼全部執行，要麼則全部放棄執行。

事務的四個特性：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔離性（IsoIation）和持久性（Durability）

原子性（Atomicity）：事務應用最小的執行單元，不可再分。是事務中不可再分的最小邏輯執行體。

一致性（Consistency）：事務的執行結果，必須使資料庫的從一個一致性的狀態變到另一個一致性的狀態。

隔離線（IsoIation）：各個事務的執行互不干擾，任意一個事務的內部操作對其他並發的事務，都是隔離的。也就是：並發執行的事務之間不能看到對方的中間狀態，並發執行的事務之間不能互相影響。

持久性（Durability）：持久性也稱為持久性（Persistence），指事務一旦提交，對資料所做的任何改變，都要記錄到永久儲存空間中，通常就是儲存在物理資料庫中。

通常資料庫的事務涉及到的語句有：

一組DML（Data Munipulation Language，資料操作語言）語句，這組DML語句修改後資料將保持較好的一致性；

    動作表的語句，如插入、修改、刪除等；

一個DDL（Data Definition Language，資料定義語言 (Data Definition Language)）語句，操作資料對象的語言，有create、alter、drop。

一個DCL（Data Control Language，資料控制語言）語句，主要有grant、revoke語句。

DDL和DCL語句最多隻能有一個，因為它們都會導致事務的立即提交。

當事務所包含的全部資料庫操作都成功執行後，應該提交事務，使這些修改永久生效。

事務提交有兩種方式：顯示提交和自動認可。

顯示提交：使用commit提交

自動認可：執行DLL或DCL，或者程式正常退出

當事務包含的任意一個資料庫操作執行失敗後，應該復原（rollback）事務，使該事務中所作的修改全部失效。

事務的復原方式有兩種：顯示復原和自動復原。

顯示復原：使用rollback

自動復原：系統錯誤或強行退出

 

2、 JDBC的事物的支援

JDBC的Connection也支援事物，Connection預設開啟自動認可，即關閉事物。

也就是說，每條SQL語句執行就會立即提交到資料庫，永久生效，無法對其進行操作。

關閉Connection的自動認可，開啟事物。Connection的setAutoCommit方法即可：connection.setAutoCommit(false);

通過connection.getAutoCommit()來擷取事物的模式。

當我們開啟事物後，在當前Connection中完成的資料庫操作，都不會立即提交到資料庫，需要調用Connection的commit方法才行。

如果有語句執行失敗，可以調用rollback來復原。

注意：如果Connection遇到未處理的SQLException異常時，系統將非正常退出，系統會自動復原該事務。

如果程式捕捉了該異常，則需要在異常處理中顯示復原事務。

Connection提供了設定事務中間儲存點的方法：setSavepoint，有2個方法可以設定中間點：

Savepoint setSavepoint()：在當前事務中建立一個未命名的中間點，並返回該中間點的Savepoint對象。

Savepoint setSavepoint(String name)：當前事務中建立一個具有指定名稱的中間點，並返回該中間點的Savepoint對象

通常setSavepoint(String name)設定中間點的名稱，交易回復並不是通過中間點的名稱進行復原的，而是根據中間點對象進行復原的。

設定名稱只是更好的區分中間點對象，用Connection的rollback(Savepoint savepoint)方法即可完成復原到指定中間點。

 

3、 JDBC的批次更新

批次更新就是可以同時進行多條SQL語句，將會被作為一批操作被同時執行、同時提交。

批次更新需要得到資料底層的支援，可以通過調研DataBaseMetaData的supportsBatchUpdates方法來查看底層資料庫是否支援批次更新。

批次更新也需要建立一個Statement對象，然後通過該對象的addBatch方法將多條SQL語句同時收集在一起，

然後通過Statement對象的executeBatch同時執行這些SQL語句，如下代碼：

Statement sm = conn.createStatement();

sm.addBatch(sql);

sm.addBatch(sql2);

sm.addBatch(sql3);

…

//同時執行多條SQL語句

sm.executeBatch();

執行executeBatch將返回一個int[]的數組，因為使用Statement執行DDL、DML都將返回一個int的值，

而執行多條DDL、DML也將返回一個int數組。批次更新中不允許出現select查詢語句，一旦出現程式將出現異常。

如果要批次更新正確、批量完成，需要用單個事務，如果批次更新過程中有失敗，則需要用交易回復到原始狀態。

如果要達到這樣的效果，需要關閉事務的自動認可，當批次更新完成再提交事務，如果出現異常將復原事務。

然後將串連恢複成自動認可模式。

public int[] executeBatch(String[] sql) throws SQLException {

    int[] result = null;

    conn = DBHelper.getConnection();

    try {

        //獲得當前Connection的提交模式

        boolean autoCommit = conn.getAutoCommit();

        //關閉自動認可模式

        conn.setAutoCommit(false);

        sm = conn.createStatement();

        for (String s : sql) {

            sm.addBatch(s);

        }

        //執行批次更新

        result = sm.executeBatch();

        //提交事務

        conn.commit();

        //還原提交模式

        conn.setAutoCommit(autoCommit);

    } catch (Exception e) {

        e.printStackTrace();

        conn.rollback();

    } finally {

        if (sm != null) {

            sm.close();

        }

        DBHelper.close();

    }

    return result;

}

 

六、分析資料庫資料

1、 使用DatabaseMetaData分析資料庫資料

JDBC提供了DatabaseMetaData來封裝資料庫連接對應的資料庫資訊，通過Connection的getMetaData方法來擷取該對象。

DatabaseMetaData介面通常資料庫驅動供應商完成實現，其作用是讓使用者瞭解資料庫的底層資訊。

使用該介面可以瞭解資料庫底層的實現，便於完成多個資料庫的相互切換。

如：可以利用supportsCorrelatedSubquenes方法來查看資料庫底層是否可以利用關聯子查詢，

或是調用supportsBatchUpdates方法查看是否支援批次更新。

大部分的DatabaseMetaData都是以ResultSet對象返回的，可以通過ResultSet對象的getString、getInt來擷取相關資訊。

DatabaseMetaData方法都需要傳遞一個xxxPattern的模式字串，這個字串是過濾條件，一般傳遞是SQL中的%、_等內容。

如果傳遞一個null表示不作任何過濾。

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