第13章 数据库访问技术

第13章

数据库访问技术本章知识点JDBC技术 JDBC的体系结构 JDBC驱动程序类型 JDBC中的主要接口和类的使用 DriverManager类 Connection接口 Statement接口 PreparedStatement接口ResultSet接口数据库开发模式JDBC（JavaDatabaseConnectivity）技术：使用标准的SQL，以统一的方式、非常便捷的操作各种主流数据库。JDBC开发的数据库应用既可以跨平台，也可以跨数据库运行。JDBCAPI：Sun制定的操作数据库的标准，与数据库操作相关的部分都是接口，没有提供实现类。关于JDBC13.1JDBC的体系结构和JDBC驱动程序的实现方式JDBC提供的编程接口分为两部分：面向应用程序的编程接口JDBCAPI和供底层开发的驱动程序接口JDBCDriverAPI。JDBCDriverAPI是为各个商业数据库厂商提供的，数据库厂商依据JDBCDriverAPI接口设计各自数据库产品的驱动程序。数据库驱动程序是与具体的数据库相关的，用于向数据库提交SQL请求，并将结果返回给应用程序。13.1.1JDBC的体系结构JDBCAPI是为Java程序员提供的，其作用是屏蔽不同的数据库驱动程序之间的差别，使Java程序员有一个标准的、纯Java的数据库程序设计接口，使Java可以访问任意类型的数据库。13.1.1JDBC的体系结构JDBCDriverManager工作在Java应用程序与数据库驱动程序之间，为应用程序加载和调用驱动程序。Java应用程序首先使用JDBCAPI来与JDBCDriverManager交互，由JDBCDriverManager载入指定的数据库驱动程序，之后就可以由JDBCAPI直接存取数据库。13.1.1JDBC的体系结构13.1.2JDBC驱动程序的实现方式JDBCAPIType2NativeAPINativeDriver数据库Type3JDBC-NetpureJavadrivermiddleware服务器数据库Type4Native-protocolpureJavadriver数据库本地协议纯Java驱动程序13.1.2JDBC驱动程序的实现方式NativeAPIBridgeJava应用程序NativeDriver数据库Type2：Native-APIpartly-Javadriver：本地API-部分用Java来编写的驱动程序。应用程序使用JDBCAPI访问数据库时，驱动程序将JDBCAPI访问转换成数据库厂商提供的数据库API访问。要求客户端必须安装特定的数据库客户端开发包，限制了应用程序对其他数据库的使用(可移植性)。例如，Oracle提供有此类型的驱动。最大的好处就是功能强大；缺点：需要在客户端安装一个很大的数据库客户端开发包、非可移植性，数据库升级可能要修改客户端API，线程不安全等等。

13.1.2JDBC驱动程序的实现方式Type3：JDBC-NetpureJavadriver：JDBC网络纯Java驱动程序。JDBC驱动程序会将JDBCAPI调用解释成与数据库无关的网络通信协议，经过中间服务器的第二次解析，最后才转换成相对应的数据库通信协议。通过中间件存取数据库，用户不需要安装特定的驱动程序，而是调用中间件。具有最大的灵活性，通常由非数据库厂商提供。JDBC-middlewareJava应用程序middleware数据库13.1.2JDBC驱动程序的实现方式Type4：Native-protocolpureJavadriver：本地协议纯Java驱动程序。这种驱动程序将JDBCAPI调用直接转换为数据库管理系统

所使用的相关协议。性能最高。PureJavaDriverJava应用程序数据库13.2建立JDBC数据库连接13.2.1JDBCAPI的主要类和接口DriverManager是用于管理JDBC驱动的服务类，使用getConnection()方法获取到数据库的连接对象Connection。13.2.1JDBCAPI的主要类和接口Connection对象代表到数据库的物理连接，通过它可以获取执行SQL语句的Statement对象和PreparedStatement对象。13.2.1JDBCAPI的主要类和接口Statement对象在执行SQL语句时将SQL语句传入。PreparedStatement对象则用预编译的方式包装SQL语句，执行SQL语句时无需再传入SQL语句，通常只需要传入SQL语句的参数，因为数据库不必每次都编译SQL语句，因此性能更好。13.2.1JDBCAPI的主要类和接口Statement对象和PreparedStatement对象执行select语句时，会返回查询得到的结果集ResultSet对象。ResultSet接口提供了访问查询结果的方法：用next()方法实现对记录集合的迭代（行层次），对于当前记录通过字段的索引值或者字段名可以获取字段的取值（列层次）。使用Type4纯Java驱动的方式建立数据库连接的过程。1．导入数据库驱动程序jar文件13.2.2连接数据库1．导入数据库驱动程序jar文件13.2.2连接数据库2．加载驱动（1）使用类装载器加载驱动Java的Class类提供了静态方法forName("类名")，其功能是要求JVM查找并加载指定的类。 Class.forName(driverName);driverName为数据库驱动程序类，例如，MySQL的驱动程序类为com.mysql.jdbc.Driver（在MySQL的驱动jar包下按照包层次可以找到Driver类）。 Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");注意：因为被加载的类未必总会被找到，所以forName()方法有一个ClassNotFoundException异常需要被捕获。13.2.2连接数据库2．加载驱动（2）直接实例驱动直接实例驱动就是创建数据库驱动类的对象，并使用DriverManager类的registerDriver()方法注册该对象。13.2.2连接数据库try{ Driverdriver=newcom.mysql.jdbc.Driver(); DriverManager.registerDriver(driver);}catch(SQLExceptione){ e.printStackTrace();}3．建立数据库连接驱动加载成功后，就可以使用DriverManger类的getConnection()方法建立与特定数据库的连接，并返回到该数据库连接的Connnetion对象。getConnection()的格式：

ConnnetiongetConnection(Stringurl,Stringuser,Stringpassword)13.2.2连接数据库1URL访问数据库的路径jdbc:subProtocol://subName主通信协议子通信协议主机地址/数据库名2user用户名3password用户密码13.2.2连接数据库Connectioncon=DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://:3306/test","root","1234");1URL访问数据库的路径jdbc:subProtocol://subName主通信协议子通信协议主机地址/数据库名2user用户名3password用户密码13.2.2连接数据库4．自定义数据库连接工具类（1）配置文件为了提高Java应用程序的可移植性，通常情况下，数据库连接的驱动、URL字符串、用户名和密码不会直接写在程序中，而是通过读取配置文件导入。这样，无论Java程序需要连接哪一种数据库，都只需将它们的连接信息写入配置文件即可。配置文件perties：driver=com.mysql.jdbc.Driverurl=jdbc:mysql://:3306/testuser=rootpassword=123413.2.2连接数据库（2）创建连接工具类因为连接数据库的步骤是固定的，所以通常将加载驱动、从配置文件读取连接信息、获取数据库连接这些操作封装在一个工具类中，在所有需要使用JDBC的应用程序中直接调用工具类中封装好的方法。配置文件的读取放在static代码块中，在工具类被加载时即完成读取任务。建立数据库连接的工具方法也设计为static，通过工具类直接调用。public

classConnectionFactory{ //利用静态代码块，在工具类被加载时即执行配置文件的读取

private

staticPropertiesprops=newProperties();

static{

try{

props.load(newFileInputStream("perties")); }catch(FileNotFoundExceptione){ e.printStackTrace(); }catch(IOExceptione){ e.printStackTrace(); } }

13.2.2连接数据库 public

staticConnectiongetConnection(){ Connectioncon=null;

try{ Stringdriver=props.getProperty("driver"); Stringurl=props.getProperty("url"); Stringusername=props.getProperty("user"); Stringpassword=props.getProperty("password"); Class.forName(driver); con=DriverManager.getConnection(url,username,password); }catch(ClassNotFoundExceptione){ System.out.println("failedtoregisterdriver."); e.printStackTrace(); }catch(SQLExceptione){ System.out.println("failedtoexecutesql."); e.printStackTrace(); }

returncon; }}13.2.2连接数据库使用JDBC编写数据库应用程序的步骤通常包括：（1）加载驱动（2）建立数据库连接（3）创建Statement或PreparedStatement对象（4）执行SQL语句（5）如果有ResultSet结果集，则对其进行处理（6）释放资源13.3使用JDBC访问数据库通过Connection对象可以获取Statement对象。Connection接口中获取Statement的方法：

StatementcreateStatement()Statement对象用来执行SQL语句，其中用于执行数据表的增（insert）、删（delete）、改（update）操作的方法：

executeUpdate()13.3.1Statement与数据表的增、删、改【例13-1】封装2个方法，完成向数据表user中添加记录和修改记录的操作。13.3.1Statement与数据表的增、删、改（1）获取Statement对象（2）定义SQL语句（3）使用Statement对象执行SQL语句（4）关闭资源【例13-2】利用PreparedStatement对象完成insert(Useruser)操作。13.3.1Statement与数据表的增、删、改"values('grace@126.com','grace','学习')""values('"+user.getEmail()+"','"+user.getUsername()+"','"+user.getHobbies()+"')";字符串拼接的工程非常浩大、繁琐、易错。对于需要传入参数的SQL语句的处理，强烈建议使用PreparedStatement对象处理。PreparedStatement的两个优势（1）它用预编译的方式包装SQL语句，数据库不必每次编译SQL语句，因此性能比Statement好。13.3.2PreparedStatement与数据表的增、删、改insertintouservalues(null,'lucy@126.com','lucy','体育运动');insertintouservalues(null,'leo@126.com','leo','看书');insertintouservalues(null,?,?,?);在执行SQL语句前向占位符“？”传递取值!PreparedStatement的两个优势（2）PreparedStatement对象封装的SQL语句用占位符代表参数，在执行SQL语句前，使用PreparedStatement中定义的各种setXxx()方法对参数进行赋值即可，免去了拼接SQL字符串的繁琐工作，降低了编程复杂度。13.3.2PreparedStatement与数据表的增、删、改PreparedStatement的使用方式：（1）获取PreparedStatement对象前，先定义好SQL语句，参数部分用占位符“?”表示。（2）利用Connection的prepareStatement()方法获取PreparedStatement对象，此时向其传入前面定义好的SQL语句。（3）执行SQL语句前向PreparedStatement对象传入参数，传参时要根据参数的数据类型选择对应的setXxx()方法，例如，对于字符串型的字段要使用setString()，int型字段要使用setInt()，等等，具体可以查看API。（4）用executeUpdate()方法执行增、删、改SQL语句。13.3.2PreparedStatement与数据表的增、删、改13.3.3数据表的查询与ResultSetStatement对象和PreparedStatement对象执行select语句时，会返回查询得到的结果集ResultSet对象。Statement和PreparedStatement都使用executeQuery()方法执行select查询语句，该方法的格式如下：ResultSetexecuteQuery()，查询结果以ResultSet对象返回。结果集ResultSet是一个存储查询结果的对象。13.3.3数据表的查询与ResultSet1．ResultSet的类型13.3.3数据表的查询与ResultSetStatementcreateStatement(int

resultSetType,int

resultSetConcurrency)PreparedStatementprepareStatement(Stringsql,intresultSetType,intresultSetConcurrency)TYPE_FORWARD_ONLY(只允许向前访问一次)TYPE_SCROLL_INSENSITIVE(向前或向后移动)TYPE_SCROLL_SENSITIVE(向前或向后移动+会受到其他用户对数据库所做更改的影响)CONCUR_READ_ONLY（只读）CONCUR_UPDATABLE（可修改）2．ResultSet的迭代—行操作获取到ResultSet结果集后，初始的指针指在结果集第一条记录的前面。如果可以确定select查询的结果只包含一条记录，则使用if(rs.next()){……}控制迭代；如果select查询的结果集包含多条记录，使用while(rs.next()){……}控制迭代。13.3.3数据表的查询与ResultSet3．ResultSet的getXxx()方法—列操作指针指向ResultSet对象的某行后，利用ResultSet提供的各种getXxx()方法，可以获取当前行中的字段取值，获取字段可以用它们在数据表中的位置1、2、3、…，也可以用字段的名称。例如：StringgetString(intcolumnIndex)：按字段的位置取出文本型字段值。StringgetString(StringcolumnName)：按字段的名字取出文本型字段值。13.3.3数据表的查询与ResultSet【例13-3】向user表中增加一个标识最后一次登录日期的字段，插入几条记录后查询、打印某个指定日期之后的所有记录。13.3.3数据表的查询与ResultSetJava中在java.util包和java.sql包下各自有一个Date类，java.sql包下的Date类用于从数据表读出的date类型数据的存储，java.util包下的Date类则用于与之配合的客户端程序。所以在实体类中，lastLoginDate成员的数据类型应为java.util.Date。带有数据库的应用系统，JDBC访问的架构分为以下几部分。（1）实体类创建一个entity包，为系统中的每个数据表定义一个实体类。实体类与表中的各个字段一一对应，包括个数、数据类型，再定义相应的setter/getter方法、构造方法。（2）DAO接口创建dao包，为每个数据表的访问创建DAO接口，给出最基本的关于数据表的增、删、改、查等操作，这些是关于数据表的最小的原子操作。（3）DAO实现类在dao包下创建impl包----dao.impl，针对某一种数据库实现DAO接口中的方法。连接数据库时利用ConnectionFactory工具类。13.4综合实践--数据库访问的开发模式（4）业务层类创建一个service包，建立系统的业务层。service层根据自身业务需要组合DAO层的增、删、改、查原操作，如果业务层的方法业务逻辑简单，很有可能就是直接调用DAO层的方法。分层架构的好处是为程序提供更好的扩展性和可维护性。随着service业务逻辑的复杂化，业务层方法可能需要调用多个DAO层方法，也可能在需要关联多张数据表时组合多个DAO。（5）应用程序类创建一个client包，定义客户端程序，利用service中提供的业务完成应用系统的功能。13.4综合实践--数据库访问的开发模式13.4.1基于数据库存储的用户管理系统业务层负责封装DAO层的方法，用户管理系统中的业务逻辑比较简单，所以就是直接调用DAO层的方法。注意：业务层方法将增、删、改、查操作从业务层面进行命名，分别为add()、remove()、modify()、find()。13.4.2业务层--封装DAO中的方法各个对话框类在事件处理时使用UserService对象完成相应业务功能，UserService对象中封装的UserDao对象按需创建即可。13.4.3应用层—调用业务层方法完成系统功能本章思维导图MySQL数据库与SQL语法MySQL是一个多用户、多线程的数据库，由瑞典MySQLAB公司开发，2010年被甲骨文公司收购。目前MySQL被广泛地应用在Internet上的中小型网站中。其特点是体积小、速度快、总体拥有成本低，为开源软件，MySQL已经成为目前最受欢迎的中小型企业数据库之一。MySQL官方网址：1MySQL数据库的安装和配置MySQL的安装过程：按向导采取默认安装即可MySQL服务器的配置（1）MySQL服务的端口号：MySQL默认数据库应用实例的服务端口是3306。“端口”是一个软件领域抽象出来的概念，如果把计算机的IP地址看作是一部电话，那么端口就相当于分机。每个端口会对应一个端口号，标识计算机为某个应用程序分配的可以与外部进行通信的编号，比如HTTP服务的端口号为80，FTP服务的端口号为21等。1MySQL数据库的安装和配置（2）指定MySQL数据库的字符集MySQL数据库默认的字符集是latin1，即ISO-8859-1，为单字节编码，为了使数据库应用能按照中文字符进行SQL操作，建议在安装时将字符集选定为gbk。系统变量说明安装时指定gbk后的my.ini配置文件character__set_client从客户端发送给服务器的语句的字符集[mysql]default-character-set=gbkcharacter_set_connection客户端和服务器连接的字符集character_set_results从服务器发送到客户端的select语句的最终结果的字符集character_set_database当前数据库的默认字符集[mysqld]character-set-server=gbkcharacter_set_server服务器的默认字符集1MySQL数据库的安装和配置为了避免出现中文乱码，在MySQL中关于字符集的使用应遵循如下原则：（1）保证存入和取出的编码一致，即令character_set_client、character_set_connection、character_set_results的取值相同。为了能够以字符为单位来进行SQL操作，建议使用gbk或者utf8编码。（2）一般情况下，服务端字符集设为utf8（可以支持多国语言），其他设置为gbk。（3）建立数据库/表、进行数据库连接操作时显式指定字符集（建议utf8），而不是依赖MySQL的默认设置，否则在迁移数据库时会带来很大困扰。1MySQL数据库的安装和配置1MySQL数据库的安装和配置启动MySQL后首先输入密码，进入命令行方式1）数据库操作命令2MySQL数据库的基本命令功能命令创建数据库createdatabase[ifnotexists]数据库名

[defaultcharacterset…];显示数据库showdatabases;连接数据库use数据库名;删除数据库drop数据库名;2MySQL数据库的基本命令2）

数据表操作命令功能命令建表createtable<表名>(<字段名1><类型1>[,..<字段名n><类型n>])[characterset=…];显示表showtables;查看表结构desc表名;删除表droptable<表名>;更改表名renametable原表名to新表名;在表中增加字段altertable表名add字段名类型[default…];在表中删除字段altertable表名dropcolumn字段名;修改字段名称/类型altertable表名change原字段名新字段名新类型;【例】建立一张用户信息表，包括id（非空、自动增量、主键）、email（变长字符串、非空、唯一）、username（变长字符串、默认为空）、hobbies（变长字符串、非空）等字段。数据表字符集采用utf8。2MySQL数据库的基本命令说明：“auto_increment”是MySQL中的自增长类型。很多数据库对主键都支持这种自增长的特性，如果某个字段的类型是整型，而且该字段作为主键，则可以指定该列具有自增长功能。这个值没有任何物理含义，仅仅用于标识每行记录。默认地，auto_increment字段的开始值是1，每产生一条新记录递增1。2MySQL数据库的基本命令createtableuser(idintNOTNULLauto_incrementprimarykey,emailvarchar(50)NOTNULLunique,usernamevarchar(50),hobbiesvarchar(50)NOTNULL)charactersetutf8;2MySQL数据库的基本命令createtableuser(idintNOTNULLauto_increment,emailvarchar(50)NOTNULLunique,usernamevarchar(50),hobbiesvarchar(50)NOTNULL,primarykey(id))charactersetutf8;3SQL语句SQL全称是“结构化查询语言(StructuredQueryLanguage)”，最早由IBM公司提出，目的是为了在不同的数据库之间构建一个统一的操作平台。由于SQL具有结构化、功能强大，简单易学的特点，1987年被ANSI制定为标准，此后几乎所有的关系型数据库都支持SQL语言。SQL包含4个部分数据查询语言DQL(DataQueryLanguage):select数据操纵语言DML(DataManipulationLanguage):insert,update,delete数据定义语言DDL(DataDefinitionLanguage):create,drop数据控制语言DCL(DataControlLanguage):commit,rollback功能命令插入记录insertinto<表名>[(<字段名1>[,<字段名2>…])]values(值1)[(值2)…