java语言程序设计_郑莉 第10章.ppt

第十章JDBC与数据库访问 郑莉 JAVA语言程序设计 目录 10 1数据库基础知识10 2通过JDBC访问数据库10 3本章小结 10 1数据库基础知识 数据管理的两个阶段文件管理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 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 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 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 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 学生表存储学生信息系表存储各系的信息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为表命名设计表的列结构 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 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 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 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 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 10 1 3关系表中的主码与外来码 续 数据库基础知识 该数据库中建有员工基本信息表 person 包括工作证号 姓名 部门编号 职务 工资 学历编号等字段工作证号 ID 是该表的主码Department列是一个外来码 匹配部门编码表中的DepID主码Education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 保存了部门编号和部门名称部门编号 DepID 是主码学历编码表 education 保存了学历编号和学历名称学历编号 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 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1 启动Office的MicrosoftAccess 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 PMS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 2 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 3 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 5SQL语言简介 SQL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 例如表及其他数据库对象的定义数据的查询与数据维护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 5SQL语言简介 续 SQL关键字 数据库基础知识 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可以返回一行或多行数据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INSERTUPDATEDELETE 10 1 5SQL语言简介 续 SQL语言的读 写操作 数据库基础知识 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CREATETABLEperson idINTEGERPRIMARYKEY 定义该列为主码nameVARCHAR 10 列定义 字符型departmentINTEGER 列定义 整型occupationVARCHAR 10 salaryNUMBER educationINTEGER 10 1 5SQL语言简介 续 建表语句 数据库基础知识 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插入一行数据NSERTINTOtable nameVALUES value1 value2 插入一行数据在指定的字段上INSERTINTOtable name column1 column2 VALUES value1 value2 例如在person表中插入一行INSERTINTOpersonVALUES 1 张三 1 manager 3500 5 10 1 5SQL语言简介 续 插入语句 数据库基础知识 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UPDATEtable nameSETcolumn name new valueWHEREcolumn name some value例如 将person表中id号为1的人员的工资修改为3700元UPDATEpersonSETsalary 3700 指定对哪列进行修改 如何修改WHEREid 1 选择要修改的行 10 1 5SQL语言简介 续 修改语句 数据库基础知识 删除语句删除表中的指定的数据其格式为DELETEFROMtable nameWHEREcolumn name some value例如删除部门号为4的员工记录DELETEFROMpersonWHEREdepartment 4 10 1 5SQL语言简介 续 删除语句 数据库基础知识 查询语句从指定表中取出指定的数据SELECTselect list INTOnew table FROMtable source WHEREsearch condition GROUPBYgroup by expression HAVINGsearch condition ORDERBYorder expression ASC DESC 10 1 5SQL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FROMperson 指定查询的表 本查询只用到person表WHEREsalary 2000 查询条件例 查询员工 张三 的学历 输出学历名SELECTeducation nameFROMperson education 该查询用到两个表WHEREperson name 张三 ANDperson education education eduid 10 1 5SQL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 JDBC JavaDataBaseConnectivity 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 JDBC JavaDataBaseConnectivity 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 Java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 ODBC 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ODBCAPI 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 ODBC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 ODBCmanager 为应用程序装载数据库驱动器数据库驱动器 ODBCDrivers 实现ODBC的函数调用 提供对特定数据源的SQL请求 数据源 DataSources 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 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 ODBC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JavaAPI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 JDBCAPI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java sql为核心包 这个包包含于J2SE中javax sql包扩展了JDBCAPI的功能 成为了J2EE的一个基本组成部分可分为两个层次面向底层的JDBCDriverAPI主要是针对数据库厂商开发数据库底层驱动程序使用面向程序员的JDBCAPI 10 2通过JDBC访问数据库 续 JDBCAPI 通过JDBC访问数据库 应用程序通过JDBCAPI和底层的JDBCDriverAPI打交道 10 2通过JDBC访问数据库 续 JDBCAPI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 JDBC的Driver可以分为4种类型 通过JDBC访问数据库 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 ODBCBridge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 面向程序员的JDBCAPI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 JDBCAPI的任务 通过JDBC访问数据库 10 2通过JDBC访问数据库 续 JDBCAPI中重要的接口和类 通过JDBC访问数据库 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 在本机上安装有关数据库软件下载相应数据库驱动程序并安装在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importjava sql importsun jdbc odbc JdbcOdbcDriver 通过JDBC访问数据库 通过JDBC ODBC桥访问数据库安装Java和JDBCAPI安装JDK的同时就自动安装了安装数据库驱动程序安装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 1 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 2 单击 添加 按钮后弹出 创建数据源 对话框 选择 MicrosoftAccessDriver 选项 单击 完成 按钮后 弹出 ODBCMicrosoftAccess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 3 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 ODBCMicrosoftAccess 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 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 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 ClassNotFoundExceptione 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 Connectioncon DriverManager getConnection jdbc odbc PIMS test 1234 将返回与指定数据库建立的连接该方法有三个字符串参数第一个是JDBCURL 格式为jdbc 子协议 子名称Jdbc表示协议 JDBCURL中的协议总是jdbc 子协议是驱动器名称 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Connection是一个接口 表示与指定数据库的连接DriverManager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 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 Connection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创建向数据库发送SQL语句的Statement对象 用于简单的SQL语句Statementstmt con createStatement prepareStatement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 Statement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用于产生单个结果集的语句 例如SELECT语句ResultSetrs stmt executeQuery Select FromPerson executeUpdate用于执行INSERT UPDATE或DELETE语句 以及CREATETABLEstmt executeUpdate DELETEFROMPersonWHEREName 李四 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CREATETABLE等语句 因不涉及到行的操作 所以executeUpdate的返回值总为零Execute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 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ResultSet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允许使用列名或列序号作为getXXX方法的参数Strings 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sStrings 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 通过JDBC访问PIMS数据库 进行查询 添加操作importjava sql publicclassex10 1 publicstaticvoidmain String args throwsException StringDBDriver sun jdbc odbc JdbcOdbcDriver StringconnectionStr jdbc odbc PIMS Connectioncon null Statementstmt null ResultSetrs null Class forName DBDriver 加载驱动器con DriverManager getConnection connectionStr Test 1234 连接数据库stmt con createStatement 创建Statement对象rs stmt executeQuery Select FromPerson 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 INSERTINTOPersonVALUES 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 FromPerson 查询表格while rs next 显示System out print rs getInt ID System out println rs getString Name stmt executeUpdate DELETEFROMPersonWHEREName 林时 System out println 删除数据后的信息为 rs stmt executeQuery Se