JDBC与数据库访问.ppt

第十章 JDBC与数据库访问 郑 莉 JAVA语言程序设计 目录 l10.1 数据库基础知识 l10.2 通过JDBC访问数据库 l10.3 本章小结 10.1 数据库基础知识 l数据管理的两个阶段 文件管理 l各种数据都是以文件为单位存储在外存，且由操作系 统统一管理 l文件相对独立，文件结构不能很好地反映现实世界中 事物之间的联系，文件中存在大量的数据冗余 数据库管理 l以数据为中心组织数据，减少冗余，并提供更高的数 据共享能力，由数据库系统进行管理 l程序和数据具有较高的独立性，当数据的逻辑结构改 变时，不涉及数据的物理结构，也不影响应用程序， 从而降低应用程序研制与维护的费用 10.1.1 数据库技术的特点 l数据库技术有如下一些特点 面向企业或部门,以数据为中心组织数据，形成综合性的 数据库为各应用共享 采用一定的数据模型。数据模型不仅要描述数据本身的 特点，而且要描述数据之间的联系 数据冗余小，易修改、易扩充。不同的应用程序根据处 理要求，从数据库中获取需要的数据，这样就减少了数 据的重复存贮，也便于维护数据的一致性 程序和数据有较高的独立性。当数据的物理结构和逻辑 结构改变时，有可能不影响或较少影响应用程序 具有良好的用户接口，用户可方便地开发和使用数据库 对数据进行统一管理和控制，提供了数据的安全性、完 整性、以及并发控制 数据库基础知识 10.1.1 数据库技术的特点(续) l应用程序访问数据库的基本模式 DBMS（数据库管理系统）是数据库的核心软 件。数据库系统的各种操作，包括创建数据库 对象、检索和修改数据库中的数据，都是通过 DBMS实现的 数据库基础知识 10.1.2 数据模型 l数据模型 数据库的逻辑结构 所有的数据库系统都是基于某种数据模型的 不同种类的数据库可能支持不同的数据模型 关系数据库就是因为支持关系模型而得名 数据库基础知识 l关系模型 形象地说就是二维表结构，也称之为关系表 一个关系数据库可以包含多个关系表，关系表是数据库中 组织和存储数据的基本单位 每个表都用于存储面向某个主题的信息。例如： l学生表存储学生信息 l系表存储各系的信息 l课程表存储课程信息等 关系表每一行存储一个记录，每一列表示记录的一个属性 。设计一个关系表时需要 l为表命名 l设计表的列结构，其中包括列名及列的数据类型 10.1.2 数据模型 数据库基础知识 10.1.2 数据模型 l学生表 由5列组成，每一列表示学生的一个属性 每个学生都是用学号、姓名、性别、出生年月及所属系的系号 等属性来描述，在这些属性上的一组合法取值就对应一个学生 记录（表中的一行） 数据库基础知识 10.1.3 关系表中的主码与外来码 l主码 为了保证关系表中没有重复的记录，需要为关系表定义 一个主码，作用是唯一标识表中的一个记录 可以是表中的一列，也可以由几列组合而成 在建表时如果定义了主码，系统可以对输入该表的数据 进行检查，要求主码不能重、也不能空（NULL） 例如在学生表中 l学号可以作为主码，因为一个学号可以唯一地确定表中的一 个学生记录 l由于学生中有重名现象，姓名就不能用来做为主码 数据库基础知识 10.1.3 关系表中的主码与外来码(续) l外来码 现实世界中事物之间的联系反 映到数据库中就体现为表 之间的联系，在关系数据库中，借助“外来码”实现存贮 这种联系的信息 如果一个表中的某一列是另外一个表中的主码，那么该 列称之为外来码。 l例如在学生表中，“系号”就是外来码，因为系号是系表的主 码，在学生表中设计了“系号”一列，就是为了存储学生和系 之间的联系信息 通过外来码和主码的等值连接将不同表里的相关记录连 接在一起，从而实现数据库中相关数据的查找 l可以查询每个学生所在系的信息，也可以查询指定系所包含 的学生信息 数据库基础知识 NumberNameDepartmentSalaryLocation 23603Jones4131100New Jersey 24568Kerwin4132000New Jersey 34589Larson6421800Los Angeles 35761Myers6111400Orlando 47132Neumann4139000New Jersey 78321Stephens6118500Orlando Row Column Primary key 10.1.3 关系表中的主码与外来码(续) 数据库基础知识 l该数据库中建有 员工基本信息表（person） l包括工作证号、姓名、部门编号、职务、工资、学历编号等 字段 l工作证号（ID）是该表的主码 lDepartment列是一个外来码，匹配部门编码表中的DepID 主码 lEducation列也是一个外来码，匹配学历编码表中的EduID 主码 部门编码表（department） l保存了部门编号和部门名称 l部门编号（DepID）是主码 学历编码表（education） l保存了学历编号和学历名称 l学历编号（EduID）是主码 10.1.3关系表中的主码与外来码(续) 员工信息管理系统（PIMS）的例子 数据库基础知识 10.1.3关系表中的主码与外来码(续) 员工信息管理系统（PIMS）的例子 数据库基础知识 10.1.4 建立一个实例数据库 l建立数据库需要借助于数据库管理系统，不同的数据库管理 系统其具体操作方法是不同的，以Windows平台上的一个简 单的关系型数据库Access为例，建立一个数据库，为编写 Java的数据库访问程序提供一个实例环境 l1启动Office 的Microsoft Access，选择“新建一个 Access数据库选项”，在文件名输入栏中输入“PMS.mdb” 。该文件代表一个Access数据库 数据库基础知识 10.1.4 建立一个实例数据库 lPMS数据库窗口出现在Access主窗口中。在数据库窗口的 左侧，列出了常用的7类数据库对象。当选中某对象类后， 就可以在右窗口中进行有关该对象的操作，如建立、修改， 运行等。7类对象的主要含义分别是： 表 关系表，可以实现的操作包括表的建立、数据的维护、查 询等 查询 可以建立一个查询（视图的概念），还可以运行SQL语 句 窗体 数据库应用界面，可进行简单数据库应用开发 报表 报表的制作与打印输出 页 可生成基于web页面的数据库应用界面 宏 可定义完成特定任务的操作或操作集 模块 可定义数据库中使用的公共过程与函数 数据库基础知识 10.1.4 建立一个实例数据库 l2 在对象栏中选择“表”，再选择“使用设计器创建表”方式 ，单击工具栏中的“设计”按钮，就会出现表设计窗口。在该 窗口中可以定义字段的名称、数据类型、字段说明信息等。 分别设计Person表、 Department表、Education表 数据库基础知识 10.1.4 建立一个实例数据库 数据库基础知识 10.1.4 建立一个实例数据库 l3建立表之间的联系 点击主窗口“工具”菜单中的“关系”选项，打开“关系”视 图 用鼠标拖动Education表的EduID属性，拉到Person表 的Education属性上，在自动弹出的“编辑关系”对话框中 ，选择实施参照完整性，点击“创建”按钮 用同样方法建立Department表中DepID列和Person表中 Department列 数据库基础知识 10.1.4 建立一个实例数据库 4 为每个表创建数据 数据库基础知识 10.1.5 SQL语言简介 lSQL语言 关系数据库的标准语言，从大型数据库（如Oracle）到 微机数据库（如Access）都支持 可以实现对数据库的各种操作。例如 l表及其他数据库对象的定义 l数据的查询与数据维护 l对数据库进行控制 是非过程化的语言，只需要告诉数据库做什么，而不需 要描述怎么做 语句都是独立执行的，无上下文联系 本身不区分大小写 数据库基础知识 10.1.5 SQL语言简介(续) SQL关键字 数据库基础知识 l在SQL语言中，对数据库中数据的操作可分为读 写两种 读操作（查询）通过SELECT语句实现，该语句的执行 不会改变数据库中的数据 l可以返回一行或多行数据 l也可能没有返回结果（没有查到满足条件的记录） 涉及到写操作的语句共有3个 lINSERT lUPDATE lDELETE 10.1.5 SQL语言简介(续) SQL语言的读/写操作 数据库基础知识 l建表语句 定义表中各列的名称及数据类型 有关列的数据类型可参考具体数据库的语法手册 CREATE TABLE person ( id INTEGER PRIMARY KEY, /定义该列为主码 name VARCHAR(10), /列定义，字符型 department INTEGER, /列定义，整型 occupation VARCHAR(10), salary NUMBER, education INTEGER); 10.1.5 SQL语言简介(续) 建表语句 数据库基础知识 l插入语句 向指定表插入一条记录，插入的值要与表的定义匹配 l插入一行数据 NSERT INTO table_name VALUES (value1, value2,) l插入一行数据在指定的字段上 INSERT INTO table_name (column1, column2,.) VALUES (value1, value2,) 例如在person表中插入一行 INSERT INTO person VALUES (1, 张三, 1, manager, 3500, 5); 10.1.5 SQL语言简介(续) 插入语句 数据库基础知识 l修改语句 修改指定记录中某列的值，更新表中原有数据 其格式为 UPDATE table_name SET column_name = new_value WHERE column_name = some_value 例如：将person表中id号为1的人员的工资修改为3700元 UPDATE person SET salary = 3700 /指定对哪列进行修改、如何修改 WHERE id = 1 ; /选择要修改的行 10.1.5 SQL语言简介(续) 修改语句 数据库基础知识 l删除语句 删除表中的指定的数据 其格式为 DELETE FROM table_name WHERE column_name = some_value 例如删除部门号为4的员工记录 DELETE FROM person WHERE department = 4 ; 10.1.5 SQL语言简介(续) 删除语句 数据库基础知识 l查询语句 从指定表中取出指定的数据 SELECT select_list INTO new_table FROM table_source WHERE search_condition GROUP BY group_by_expression HAVING search_condition ORDER BY order_expression ASC | DESC 10.1.5 SQL语言简介(续) 查询语句 数据库基础知识 例：查询工资大于2000的员工的姓名及职务 SELECT * / “*”号表示输出全部列的值 FROM person /指定查询的表，本查询只用到person 表 WHERE salary2000 ; /查询条件 例：查询员工“张三”的学历，输出学历名 SELECT FROM person , education /该查询用到两个表 WHERE = 张三 AND cation =id ; 10.1.5 SQL语言简介(续) 查询语句 数据库基础知识 10.2 通过JDBC访问数据库 lJDBC （Java DataBase Connectivity） 是用于执行SQL语句的Java应用程序接口，由一组用 Java语言编写的类与接口组成，是一种底层API 使开发人员可以用纯Java语言编写完整的数据库应用 程序 用JDBC写的程序能够自动地将SQL语句传送给几乎任 何一种数据库管理系统（DBMS） lJDBC （Java DataBase Connectivity） 是一种规范，它让各数据库厂商为Java程序员提供标准 的数据库访问类和接口，这样就使得独立于DBMS的 Java应用开发工具和产品成为可能 隔离了Java与不同数据库之间的对话，使得 程序员只须 写一遍程序就可让它在任何数据库管理系统平台上运行 使用已有的SQL标准，并支持其它数据库连接标准，如 与ODBC之间的桥接 10.2 通过JDBC访问数据库(续) JDBC 通过JDBC访问数据库 lJava程序通过JDBC访问数据库的关系 通过JDBC访问数据库 10.2 通过JDBC访问数据库(续) lODBC（ OpenDatabaseConnectivity ） 由微软公司提出，用于在数据库管理系统(DBMS)中存取 数据 是一套用C语言实现的访问数据库的API 通过ODBC API，应用程序可以存取保存在多种不同数 据库管理系统（DBMS）中的数据，而不论每个DBMS 使用了何种数据存储格式和编程接口 对于没有提供JDBC驱动的数据库，从Java程序调用本 地的C程序访问数据库会带来一系列安全性、完整性、健 壮性等方面的问题，因而通过JDBC-ODBC桥来访问没 有提供JDBC接口的数据库是一个常用的方案 10.1.2 通过JDBC访问数据库(续) ODBC 通过JDBC访问数据库 lODBC的结构 应用程序(Application) ：本身不直接与数据库打交道， 主要负责处理并调用ODBC函数，发送对数据库的SQL 请求及取得结果 驱动器管理器(ODBC manager) ：为应用程序装载数据 库驱动器 数据库驱动器(ODBC Drivers) ：实现ODBC的函数调用 ，提供对特定数据源的SQL请求。 数据源(Data Sources,数据库) ：由用户想要存取的数据 以及与它相关的操作系统、DBMS和用于访问DBMS的 网络平台组成。 l访问数据库的模式 你的程序 ODBC管理器 ODBC驱动程序 数据库 10.1.2 通过JDBC访问数据库(续) ODBC的结构 通过JDBC访问数据库 lODBC的不足 是一个C语言实现的API，并不适合在Java中直接使用。 从Java程序调用本地的C程序会带来一系列类似安全性、 完整性、健壮性的缺点 完全精确地实现从C代码ODBC到Java API写的ODBC的 翻译也并不令人满意。比如，Java没有指针，而ODBC中 大量地使用了指针，包括极易出错的无类型指针“void” 。 ODBC并不容易学习，它将简单特性和复杂特性混杂在一 起，甚至对非常简单的查询都有复杂的选项。而JDBC刚 好相反，它保持了简单事物的简单性，但又允许复杂的特 性 10. 2 通过JDBC访问数据库(续) ODBC的不足 通过JDBC访问数据库 lJDBC API 是一组由Java语言编写的类和接口，包含在 java.sql和javax.sql两个包中 ljava.sql为核心包，这个包包含于J2SE中 ljavax.sql包扩展了JDBC API的功能，成为了J2EE的 一个基本组成部分 可分为两个层次 l面向底层的JDBC Driver API 主要是针对数据库厂商开发数据库底层驱动程序使用 l面向程序员的JDBC API 10. 2 通过JDBC访问数据库(续) JDBC API 通过JDBC访问数据库 l应用程序通过JDBC API和底层的JDBC Driver API打交道 10. 2 通过JDBC访问数据库(续) JDBC API的体系结构 通过JDBC访问数据库 10. 2 通过JDBC访问数据库(续) JDBC的Driver类型 lJDBC的Driver可以分为4种类型 通过JDBC访问数据库 l在这四种驱动器中，后两种“纯Java”的驱动器效 率更高，也更具有通用性，它们能够充分表现出 Java技术的优势，例如可以在applet中自动下载 需要的JDBC驱动器 l如果不能得到纯Java的驱动器，则可以使用前两 种驱动器作为中间解决方案，因为它们比较容易获 得，使用也较普遍。后面的例子就是用JDBC- ODBC Bridge驱动器完成的 10. 2 通过JDBC访问数据库(续) JDBC的Driver类型 通过JDBC访问数据库 l面向程序员的JDBC API可以完成以下主要 任务 首先建立和数据源的连接 然后向其传送查询和修改等SQL命令 最后处理数据源返回的SQL执行的结果 10. 2 通过JDBC访问数据库(续) JDBC API的任务 通过JDBC访问数据库 名称解释 DriverManager 处理驱动 的调入并且对产 生新的数据库 连接提供支持 DataSource 在JDBC 2.0 API中被推荐使用代替 DriverManager实现 和数据库的连接 Connection代表对特定数据库的连接 Statement 代表一个特定的容器，容纳并执行一条 SQL语句 ResultSet控制执行查询语 句得到的结果集 10.2 通过JDBC访问数据库(续) JDBC API中重要的接口和类 通过JDBC访问数据库 l一个基本的JDBC程序开发包含如下步骤 设置环境，引入相应的JDBC类 选择合适的JDBC驱动程序并加载 分配一个Connection对象 分配一个Statement对象 用该Statement对象进行查询等操作 从返回的ResultSet对象中获取相应的数据 关闭Connection 10. 2 通过JDBC访问数据库(续) JDBC程序开发步骤 通过JDBC访问数据库 10.2.1 设置环境 l在本机上安装有关数据库软件 l下载相应数据库驱动程序并安装 l在Java程序中引入相应的类和包。任何使用JDBC的源程序 都需要引入java.sql包，如必要的时候还需要装载相应的 JDBC-ODBC驱动程序的包 import java.sql.*; import sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver; 通过JDBC访问数据库 l通过JDBC-ODBC桥访问数据库 安装 Java 和 JDBC API l安装JDK的同时就自动安装了 安装数据库驱动程序 l安装JDK的同时就自动安装了安装JDBC-ODBC桥驱 动程序 安装 DBMS 建立一个数据库，并注册数据源 10.2.1 设置环境(续) 通过JDBC-ODBC桥访问数据库 通过JDBC访问数据库 l1确定数据源名称和说明。依次进入本机的控制面板 管理工具数据源（ODBC），弹出“ODBC数据源管理 器”对话框，单击“系统DSN”选项卡，选择”Add”按钮 10.2.1 设置环境(续) 注册数据源 通过JDBC访问数据库 l2. 单击“添加”按钮后弹出“创建数据源”对话框，选择“Microsoft AccessDriver”选项。单击“完成”按钮后，弹出“ODBC Microsoft Access安装”对话框，在“数据源名”输入框中填写“PIMS”；在“说 明”输入中填写“员工信息管理系统”；单击选择按钮，弹出“选择数 据库”对话框，在目录中选定刚刚建好的数据库文件“PMS.mdb” 10.2.1 设置环境(续) 注册数据源 通过JDBC访问数据库 l3. 单击“高级”按钮，弹出“设置高级选项”对话框，在“登录名称”文本 编辑框中设定登陆名称为“Test”，在“密码”文本编辑框中设定密码为 “1234”。依次确定返回到“ODBC 数据源管理器”对话框，这时可以 发现“系统数据源”选项中增添了一个新确定的数据源“PIMS”，单击 “ODBC Microsoft Access”对话框的“确定”按钮，就完成了数据源 的注册 10.2.1 设置环境(续) 注册数据源 通过JDBC访问数据库 10.2.2 建立连接 装载驱动器 l接下来要建立和DBMS的连接。包括两个步骤 装载驱动器，用Class.forName方法显式装载驱动程序，如： Class.forName(“sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver“); l以完整的Java类名字符串为参数，装载此类，并返回一个Class 对象描述此类 l执行上述代码时将自动创建一个驱动器类的实例，并自动调用驱 动器管理器DriverManager类中的RegisterDriver方法来注册它 l这里“sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver”是驱动器类的名字，可 以从驱动程序的说明文档中得到 l需要注意的是，如果驱动器类有可能不存在，使用此方法就可能 会抛出ClassNotFoundException异常，因此需要捕获这个异常 ： try Class.forName(“sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver“); catch(ClassNotFoundException e) System.out.println(e.getMessage); 通过JDBC访问数据库 10.2.2 建立连接(续) 建立连接 建立与数据库的连接，调用DriverManager.getConnection()方 法。例如，我们要连接上一节创建的Access数据库PIMS，语句 如下： Connection con = DriverManager.getConnection(“jdbc:odbc:PIMS“, “test“,“1234“); l将返回与指定数据库建立的连接 l该方法有三个字符串参数 第一个是JDBC URL，格式为 jdbc：子协议：子名称 lJdbc表示协议，JDBC URL 中的协议总是 jdbc； l子协议是驱动器名称； l子名称是数据库的名称，如果是位于远程服务器上的数据库，则还应 该包括网络地址，/主机名：端口/数据库名 第二个是访问数据库所需的用户名 第三个是用户密码 lConnection是一个接口，表示与指定数据库的连接 lDriverManager类位于JDBC的管理层，作用于用户和驱动程序之间 。它负责跟踪在一个系统中所有可用的JDBC驱动程序，并在数据库 和相应驱动程序之间建立连接 通过JDBC访问数据库 10.2.3 对数据库进行操作 l建立好到数据库的连接后，就可以进行对数据库的 操作了，一般包括如下三个步骤 使用Connection对象创建Statement对象 使用Statement对象执行SQL命令 从上一步骤返回的ResultSet对象中提取执行结果 通过JDBC访问数据库 lConnection接口有3个方法可用来创建向数据库 发送SQL语句的对象 createStatement l创建向数据库发送SQL语句的Statement对象，用于简单的 SQL语句 Statement stmt = con.createStatement(); prepareStatement l创建向数据库发送SQL语句的PreparedStatement对象， 用于带有一个或多个参数的SQL语句。在SQL语句执行前， 这些参数将被赋值 prepareCall l创建向数据库发送SQL语句的CallableStatement对象，用 于调用数据库中的存储过程 通过JDBC访问数据库 10.2.3 对数据库进行操作(续) 创建Statement对象 lStatement 接口提供了三种执行 SQL 语句的方法，使用哪一个 方法由 SQL 语句所产生的内容决定 executeQuery l用于产生单个结果集的语句，例如 SELECT 语句 ResultSet rs = stmt.executeQuery(“Select * From Person“); executeUpdate l用于执行 INSERT、UPDATE 或 DELETE 语句，以及 CREATE TABLE stmt.executeUpdate(“DELETE FROM Person WHERE Name=李四 “); l返回值是一个整数，表示受影响的行数（即更新计数），比如修改了多少 行、删除了多少行等。对于 CREATE TABLE 等语句，因不涉及到行的 操作，所以executeUpdate的返回值总为零 Execute l用于执行返回多个结果集（ResultSet 对象）、多个更新计数或二者组合 的语句。例如执行某个已存储过程或动态执行SQL，这时有可能出现多 个结果的情况 10.2.3 对数据库进行操作(续) 使用Statement对象执行语句 通过JDBC访问数据库 l查询结果作为结果集（ResultSet）对象返回后， 我们可以从ResultSet对象中提取结果 使用next方法 lResultSet对象中含有检索出来的行，其中有一个指示器， 指向当前可操作的行，初始状态下指示器是指向第一行之前 l方法next的功能是将指示器下移一行，所以第一次调用next 方法时便将指示器指向第一行，以后每一次对next的成功调 用都会将指示器移向下一行 10.2.3 对数据库进行操作(续) 提取执行结果 通过JDBC访问数据库 使用getXXX方法 l使用相应类型的getXXX方法可以从当前行指定列中提取 不同类型的数据。例如，提取VARCHAR类型数据时就要 用getString方法，而提取FLOAT类型数据的方法是 getFloat l允许使用列名或列序号作为getXXX方法的参数 lString s = rs.getString(“Name“); 提取当前行Name列中的数据，并把其从SQL的VARCHAR 类型转换成Java的String类型，然后赋值给对象s lString s = rs.getString(2);/提取当前行的第2列数据 这里的列序号指的是结果集中的列序号，而不是原表中的列 序号 10.2.3 对数据库进行操作(续) 提取执行结果 通过JDBC访问数据库 l通过JDBC访问PIMS数据库，进行查询、添加操作 import java.sql.*; public class ex10_1 public static void main(String args) throws Exception String DBDriver=“sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver“; String connectionStr=“jdbc:odbc:PIMS“; Connection con = null; Statement stmt = null; ResultSet rs = null; Class.forName(DBDriver); /加载驱动器 con=DriverManager.getConnection(connectionStr,“Test“,“12 34“); /连接数据库 stmt=con.createStatement(); /创建Statement对象 rs=stmt.executeQuery(“Select * From Person“); /查询表 while(rs.next() /显示所有记录的ID和姓名 System.out.print(rs.getInt(“ID“)+“ “); System.out.println(rs.getString(“Name“)+“ “); ; 10.2.3 对数据库进行操作(续) 例10_1 通过JDBC访问数据库 stmt.executeUpdate(“INSERT INTO Person VALUES(9,林时,3,accountant,2000,4)“); /添加一条记录 System.out.println(“添加数据后的信息为“); rs=stmt.executeQuery(“Select * From Person“); /查询表格 while(rs.next() /显示 System.out.print(rs.getInt(“ID“)+“ “); System.out.println(rs.getString(“Name“)+“ “); ; stmt.executeUpdate(“DELETE FROM Person WHERE Name=林时“); System.out.println(“删除数据后的信息为：“); rs=stmt.executeQuery(“Select * From Person“); /查询