我所了解的JDBC

本文内容

首先介绍了JDBC的意义：Java提供的一套操作数据库的接口规范。
然后分三部分介绍了JDBC使用的方法：注册驱动、获得连接、执行SQL语句并获得结果。
注册驱动部分，介绍了Driver、DriverManager接口，并介绍了JDBC 4之后利用 Java SPI 自动注册驱动的原理。
获得连接部分，介绍了Connection、DataSource接口，并阐述了连接的一些注意点，以及为什么要使用连接池。
执行SQL语句部分，介绍了Statement、PreparedStatement、ResultSet接口提供给操作数据库的能力。

一张图

JDBC是什么？

我们都用过数据库，你也可能自己使用命令行连接过某个数据库，以MySQL为例：

首先需要有一个MySQL客户端，使用MySQL的服务器地址、端口、用户名、密码去进行连接
连接上之后，执行需要执行的SQL语句，MySQL会返回对应的数据

而为了使用Java语言进行上述操作，java.sql 包定义了一套标准接口，即 JDBC 规范。各个数据库方（不限于MySQL）均实现这套规范，用户引入自己想连接的数据库的规范实现，通过 Java 的这一套JDBC接口，实现连接数据库，执行SQL语句操作数据库的需求，而不用关心不同的数据库厂商对应的不同连接细节。

JDBC使用的步骤包括三个部分，注册驱动、获得连接、执行SQL语句并获得结果；我们将从这三个部分介绍。

注册驱动

注册驱动的目的

驱动（Driver）指的是java.sql包下的Driver接口，定义了两个比较重要的方法：

// 用于获取数据库连接
Connection connect(String url, java.util.Properties info) throws SQLException;
// 用于判断所配置的要连接的数据库url是否被该驱动的实现支持
boolean acceptsURL(String url) throws SQLException;
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我们在使用JDBC连接数据库时，通常会配置一个JDBC连接的Properties，中间必然包含一个url的参数：

url=jdbc:mysql://localhost:3306/db_name
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Driver的acceptsURL方法会判断配置跌url是否被该驱动支持，connect方法会使用该url去连接数据库。

JDBC接口中有一个关键的DriverManager类，后面我们会直接使用它来获取数据库连接Connection，顾名思义，DriverManager用于管理驱动Driver，而注册驱动的目的就是将我们要使用的JDBC实现（数据库厂商提供的包，如mysql-connector-java jar包）的Driver实现注册到DriverManager中，使用户（Java应用代码编写者）在获取数据库连接时，直接使用JDBC中的接口，而不用关心不同数据库的不同实现。

SPI自动注册驱动

很多老旧的代码或博客还会使用如下方式进行驱动的注册：

Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver")  // 加载Dirver类，Driver类的初始化时static块会将自己注册到DriverManager
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其实JDBC4.0（对应JDK 1.6）之后，DriverManager已经支持使用SPI实现自动注册驱动。

SPI是Java提供的一套被第三方实现或者扩展的接口（调用方根据需求选择第三方实现），用户可以在项目META-INF/services目录下指定要加载的接口实现

可以看到mysql-connector-java jar包的META-INF/services目录下指定了Driver的实现类

很容易在DriverManager类中找到，DriverManager在类的初始化过程中，static块里，进行了Driver的获取

DriverManager 将加载数据库连接包的 jdbc 的 Driver 的实现；注，jdbc4 后不用显式注册，在使用 DriverManager 获得连接时将自动检测加载驱动；

// Driver.loadInitialDrivers
AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
  // 省略了一些代码
  public Void run() {
    // SPI加载Driver类
    ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class);
  }
});
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所以，注册驱动的事情，Java SPI和mysql-connector-java驱动包已经帮我们自动做了，不需要应用代码注册。

获得连接

前面提到，Driver的一个重要方法connect，调用后返回Connection数据库连接，拿到连接，相当于我们在命令行模式下使用mysql -u -p 连接MySQL服务器成功后的效果。

关于获取连接，需要注意的是：

获得数据库连接是一个比较重的操作，需要进行应用与数据库服务器建立TCP连接的的三次握手、数据库校验用户名密码数据库服务器分配资源给这个连接等等操作；
数据库连接Connection对象不管对于应用（如MySQL客户端），还是数据库服务端（如MySQL服务端），都是一种资源占用，需要显式地进行释放，且不能大量创建。
同一个数据库连接可以用于执行多条SQL语句，且可以连续执行多个事务。

基于以上几点，可以得出，数据库连接可以并且应该被复用，现在的实际应用中，对于数据库连接的管理，通常会使用连接池，如常用的HikariDataSource，实现了java.sql.DataSource，应用定义好关于数据库的连接信息、用户名、密码、连接池大小、连接超时时间等侯，可以用HikariDataSource直接获取连接，它会负责数据库连接的创建、释放等生命周期管理。

DataSource是JDBC的一个接口，意思是数据源，简单定义了两个获取Connection的方法，可以用于替代DriverManager获取连接的写法；被大家实现用来做连接池等

执行SQL语句并获得结果

获取到数据库连接之后，下一步我们要使用Connection去执行SQL语句完成数据库操作了，所以看看JDBC定义的Connection接口里面定义的有什么方法：

// java.sql.Connection

// 在这个数据库连接上创建一个Statement
Statement createStatement() throws SQLException;

// 预编译一条SQL语句，PreparedStatement接口继承Statement
PreparedStatement prepareStatement(String sql) throws SQLException;
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引出了另一个执行SQL语句并获得结果比较核心的两个JDBC接口：Statement、PreparedStatement，后者继承了前者。

Statement用于执行SQL语句的直接字符串。

PreparedStatement相比Statement增加了两个重要点：

支持预编译SQL
支持参数占位符，避免了直接拼接SQL语句可能会导致的SQL注入问题

预编译是一种数据库支持的语法，MySQL即支持，好处是对于重复执行一条SQL语句但参数不同时，使用预编译可以做到语法、词法解析只执行一次，性能会有所提高

先看下Statement接口提供的方法：

// java.sql.Statement

// 用于执行SELECT类型的SQL语句，返回结果当然在ResultSet里啦
ResultSet executeQuery(String sql) throws SQLException;
// 用于执行INSERT、UPDATE、DELETED类型的SQL语句
int executeUpdate(String sql) throws SQLException;
// 用于获取语句执行自动生成的东西，如自增主键，插入返回的主键
ResultSet getGeneratedKeys() throws SQLException;
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PreparedStatement接口因为需要支持预编译，增加了设置参数相关的方法：

// java.sql.PreparedStatement

// 执行查询，因为SQL语句已经预编译，不需要传入SQL
ResultSet executeQuery() throws SQLException;
// 设置参数，根据预编译时在SQL语句中的位置索引，省略其它类型的setXXX()
void setInt(int parameterIndex, int x) throws SQLException;
void setString(int parameterIndex, String x) throws SQLException;
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获得结果

执行SQL语句后，或者返回或者通过Statement.getResultSet，都可以拿到一个ResultSet，从ResultSet中我们可以获取到语句返回的内容：

// 例，执行查询语句返回结果的遍历
ResultSet resultSet = statement.executeQuery("select * from user limit 10");

while (resultSet.next()){
 formatter.format(format,resultSet.getInt("id"),resultSet.getString("name"),resultSet.getInt("age"),simpleDateFormat.format(resultSet.getDate("birth")));
  System.out.println();
}

// insert语句返回结果处理
try(
  PreparedStatement preparedStatement = connection.prepareStatement("insert into user(name,age,birth) values(?,?,?)", Statement.RETURN_GENERATED_KEYS)
){
  preparedStatement.setString(1, name);
  preparedStatement.setInt(2, age);
  preparedStatement.setDate(3, new Date(birth.getTime()));
  preparedStatement.execute();
  ResultSet resultSet = preparedStatement.getGeneratedKeys();
  if(resultSet.next()){
    // 这里获取到mysql自增主键
    return resultSet.getInt(1);
  }else{
    throw new RuntimeException("插入失败");
  }
}
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后续

后面会再写一篇更接近我们平常使用的Mybatis相关的博客，看看它是怎么使用JDBC的，为我们的日常开发带来的便利。