详解JDBC：Java操作关系型数据库的标准API

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Java数据库连接（Java DataBase Connectivity，简称JDBC）是Java语言中用于操作关系型数据库的API。它允许Java程序与多种不同类型的数据库进行交互，从而保证了Java应用程序的可移植性和协作性。

JDBC的组成

JDBC由两部分组成：JDBC API和JDBC驱动程序。其中，JDBC API提供了访问数据库的标准接口，而JDBC驱动程序则提供了实现该接口的具体代码，使得Java程序能够与各种不同类型的数据库进行通信。

JDBC API包括以下三个核心接口：

  • Connection 接口：用于建立与数据库的连接。
  • Statement 接口：用于执行SQL语句。
  • ResultSet 接口：用于处理查询结果。

JDBC驱动程序按照实现方式可以分为四类：

  • 基于JDBC-ODBC桥接器的驱动程序：这种驱动程序将JDBC的调用转换为ODBC的调用，然后通过ODBC连接到数据库。由于需要额外的ODBC组件，因此不太常用。
  • 基于本地API的驱动程序：这种驱动程序直接使用数据库在本地提供的API进行交互，通常是Java Native Interface（JNI）或本机代码库。它的优点是速度快，性能高，但只能在特定的操作系统上运行，并且需要为每个操作系统编写特定的驱动程序。
  • 网络协议驱动程序：这种驱动程序通过网络协议与远程服务器进行通信，例如TCP/IP协议。它的优点是可以跨平台运行，并且可以支持多个数据库。这是目前最常用的JDBC驱动程序类型。
  • 自定义协议驱动程序：这种驱动程序使用自定义的协议与数据库进行通信，例如IBMAS400 JDBC驱动程序使用AS/400的通信协议。这种驱动程序只适用于特定的数据库和应用场景。

添加JDBC驱动程序

com.mysql.cj.jdbc.Driver属于网络协议驱动程序，它是MySQL数据库的JDBC驱动程序中的最新版本，使用TCP/IP协议与MySQL服务器进行通信。

在使用Maven添加JDBC驱动程序时，需要在项目的pom.xml文件中添加相应的依赖，例如：

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<dependencies>
  <dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    <version>8.0.33</version>
  </dependency>
</dependencies>

这样就会自动下载MySQL数据库的JDBC驱动程序，并将其打包到项目中。在代码中，可以像平常一样加载驱动程序，例如：

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Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");

com.mysql.cj.jdbc.Driver和com.mysql.jdbc.Driver有什么不同

com.mysql.jdbc.Driver是MySQL JDBC驱动程序的旧版本，而com.mysql.cj.jdbc.Driver则是其最新版本。这两个驱动程序在使用方式上基本相同，但有以下几点区别：

  1. 包名不同：com.mysql.jdbc.Driver的包名为com.mysql.jdbc，而com.mysql.cj.jdbc.Driver的包名为com.mysql.cj.jdbc。
  2. 默认字符集不同：com.mysql.cj.jdbc.Driver默认使用UTF-8字符集，而com.mysql.jdbc.Driver默认使用Latin1字符集。
  3. 时间类型的处理方式不同：com.mysql.cj.jdbc.Driver使用Java 8中的新时间类型（LocalDate、LocalTime和LocalDateTime），而com.mysql.jdbc.Driver则使用Java.sql.Date、Time和Timestamp。
  4. 数据库连接参数不同：com.mysql.cj.jdbc.Driver使用新的数据库连接参数格式（例如useSSL=false），而com.mysql.jdbc.Driver使用旧的数据库连接参数格式（例如useUnicode=true&characterEncoding=utf-8）。

因此，在使用MySQL JDBC驱动程序时，建议使用最新版本的com.mysql.cj.jdbc.Driver，并根据实际情况进行相应的配置。如果使用的是旧版本的com.mysql.jdbc.Driver，可以考虑升级到最新版或者使用兼容的驱动程序。

JDBC的工作原理

JDBC的工作过程可以分为以下几个步骤：

  1. 加载JDBC驱动程序：使用Class.forName()方法加载JDBC驱动程序。
  2. 建立数据库连接：使用DriverManager.getConnection()方法获取数据库连接。
  3. 创建Statement对象：使用Connection.createStatement()方法创建Statement对象。
  4. 执行SQL语句：使用Statement对象执行SQL语句。
  5. 处理结果集：使用ResultSet对象处理查询结果。
  6. 关闭连接和释放资源：使用close()方法关闭连接和释放资源。

下面是一个使用JDBC操作MySQL数据库的示例代码：

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import java.sql.*;

public class JDBCDemo {
   static final String JDBC_DRIVER = "com.mysql.cj.jdbc.Driver";
   static final String DB_URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
   static final String USER = "root";
   static final String PASS = "password";

   public static void main(String[] args) {
      Connection conn = null;
      Statement stmt = null;
      try{
         Class.forName(JDBC_DRIVER);
         System.out.println("Connecting to database...");
         conn = DriverManager.getConnection(DB_URL,USER,PASS);
         System.out.println("Creating statement...");
         stmt = conn.createStatement();
         String sql;
         sql = "SELECT id, name, age FROM student";
         ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);
         while(rs.next()){
            int id  = rs.getInt("id");
            String name = rs.getString("name");
            int age = rs.getInt("age");
            System.out.print("ID: " + id);
            System.out.print(", Name: " + name);
            System.out.print(", Age: " + age);
            System.out.println();
         }
         rs.close();
         stmt.close();
         conn.close();
      } catch(SQLException se) {
         se.printStackTrace();
      } catch(Exception e) {
         e.printStackTrace();
      } finally {
         try {
            if(stmt!=null)
               stmt.close();
         } catch(SQLException se2) {
         }
         try {
            if(conn!=null)
               conn.close();
         } catch(SQLException se) {
            se.printStackTrace();
         }
      }
      System.out.println("Goodbye!");
   }
}

以上代码使用了MySQL的JDBC驱动程序来连接和操作MySQL数据库。它首先加载JDBC驱动程序，然后建立与数据库的连接，创建Statement对象，执行SQL语句并处理结果集，最后关闭连接和释放资源。

总结

JDBC是Java语言中用于操作关系型数据库的API，通过提供标准接口和驱动程序，使得Java应用程序能够与各种不同类型的数据库进行通信。JDBC的使用过程可以分为加载驱动程序、建立连接、创建Statement对象、执行SQL语句和处理结果集等步骤。JNI是Java Web开发中必不可少的一环，了解和掌握JDBC的使用对于Java Web开发人员来说是非常重要的。

在实际开发中，我们需要注意以下几点：

  1. 避免SQL注入攻击：使用PreparedStatement对象代替Statement对象可以有效避免SQL注入攻击。
  2. 防止资源泄漏：在finally块中关闭ResultSet、Statement和Connection对象可以防止资源泄漏。
  3. 提高性能：使用批量操作和预编译语句可以提高JDBC的性能。
  4. 选择合适的驱动程序：根据实际情况选择合适的JDBC驱动程序可以提高应用程序的稳定性和性能。

总之，JDBC是Java语言中操作关系型数据库的标准API，通过掌握JDBC的使用可以实现Java程序与多种不同类型的数据库进行交互，从而保证了Java应用程序的可移植性和协作性。