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Java基礎27~使用JDBC+連線池+反射編寫簡單的ORM框架

技術標籤:Java基礎javajdbcormmysql資料庫

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前言

專案開發離不開資料庫,JDBC是Java資料庫開發必須要掌握的技術。

JDBC概述

JDBC(Java Database Connectivity,Java資料庫連線)作用是:連線資料庫,對錶中的資料進行增刪改查操作

JDBC的API

在java.sql包下

類名說明
DriverManager驅動管理器類,管理資料庫驅動,獲得資料庫連線
Connection連線類,連線資料庫
Statement命令介面,傳送SQL命令給資料庫
PreparedStatement預編譯命令介面,命令介面的子介面
ResultSet結果集,儲存查詢的資料

DriverManager類

用於管理驅動,並獲得連線物件:

  • Connection getConnection(URL字串)
  • Connection getConnection(URL字串,賬號,密碼)

URL字串寫法:

jdbc:mysql://資料庫伺服器地址:3306/資料庫名?引數=值&引數=值

URL引數:

引數名說明
user賬號
password密碼
useSSL是否加密傳輸 true/false
useUnicode是否使用Unicode字元 true/false
characterEncoding指定編碼型別
serverTimezone時區

Connection介面

通過TCP/IP協議實現和資料庫的通訊,實現連線
常用方法:

方法名說明
createStatement()建立Statement物件
prepareStatement(String sql)建立PreparedStatement物件
setAutocommit()設定是否自動提交
beginTransaction()啟動事務
commit()提交事務
rollback()回滾事務
close()關閉連線

Statment介面

用於向資料庫傳送SQL命令
常用方法:

方法名說明
ResultSet executeQuery(SQL語句)執行查詢語句
int executeUpdate(SQL語句)執行增刪改語句
close()關閉命令

ResultSet介面

用於查詢資料
常用方法:

方法名說明
boolean next()移動到下一行,返回是否到了末尾
boolean first()移動第一行,返回是否有資料
boolean last()移動到最後一行,返回是否有資料
String getString(“列名” 或 列索引)獲得某一列的字串值
int getInt(“列名” 或 列索引)獲得某一列的整數值

JDBC的操作步驟

  1. 下載mysql驅動包,匯入到專案中
  2. 匯入驅動包中的Driver類到記憶體 Class.forName(“包名+類名”);
  3. 通過DriverManager獲得Connection物件
  4. 通過Connection物件獲得Statement物件
  5. Statement物件執行增刪改查命令
  6. 如果是查詢,獲得ResultSet物件
  7. 遍歷ResultSet物件中的資料
/**
 * 測試查詢功能
 */
public class TestQuery {

	public static final String URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydb";
	
	static{
		try {
			Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
		} catch (ClassNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	@Test
	public void testJDBC(){
		try (Connection conn = DriverManager.getConnection(URL,"root","123456")){
			Statement statement = conn.createStatement();
			String sql = "insert into students(stu_name,stu_age,stu_gender,stu_class_id) values(‘張三’,20,‘男’,1)";
			int rows = statement.executeUpdate(sql);
			if(rows > 0){
				System.out.println("執行成功");
			}else{
				System.out.println("執行失敗");
			}
			statement.close();
		} catch (SQLException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

	@Test
	public void testQuery(){
		try(Connection conn = DriverManager.getConnection(URL,"root","123456")){
			Statement st = conn.createStatement();
			String sql = "select * from students";
			//執行查詢操作,返回結果集
			ResultSet rs = st.executeQuery(sql);
			//迴圈訪問每一行
			while(rs.next()){
				//訪問每一列
				System.out.println("編號:"+rs.getInt("stu_id"));
				System.out.println("姓名:"+rs.getString("stu_name"));
				System.out.println("年齡:"+rs.getInt("stu_age"));
				System.out.println("性別:"+rs.getString("stu_gender"));
				System.out.println("班級:"+rs.getInt("stu_class_id"));
			}
			rs.close();
		}catch(SQLException ex){
			ex.printStackTrace();
		}
	}
}

PreparedStatement介面

Statement的子介面
優點:對SQL語句進行了預編譯,資料庫可以直接執行,更加高效和安全。
建立方法:

Connection物件.prepareStatement("SQL語句");

常用方法:

方法名說明
setXXX(佔位符位置,值)給佔位符賦值,如:setInt、setString、setFloat…
ResultSet executeQuery()執行查詢
int executeUpdate()執行增刪改

批處理

當需要操作大量資料時,預設情況下JDBC會單獨編譯和傳送每一條SQL語句,執行效率比較低。
批處理:將多條語句打包,一起編譯,一起傳送給資料庫,資料庫一起執行。
實現方法:

  1. 需要關閉連線物件的自動提交
  2. 建立PreparedStatement物件
  3. 設定SQL語句和佔位符
  4. 呼叫PreparedStatement的addBatch方法,新增SQL命令到批處理中
  5. 呼叫executeBatch()執行批處理
  6. 呼叫連線物件的commit方法
/**
 * 測試批處理
 */
public class TestBatch {
	
	public static final String URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydb?user=root&password=123456";
	
	static{
		try {
			Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
		} catch (ClassNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	//新增多個學生的資訊
	public void addStudents(List<Student> students){
		try(Connection conn = DriverManager.getConnection(URL)){
			//關閉自動提交
			conn.setAutoCommit(false);
			String sql = "insert into students(stu_name,stu_age,stu_gender,stu_class_id) values(?,?,?,?)";
			PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql);
			for(Student stu : students){
				//新增一個學生的資訊
				ps.setString(1, stu.getStu_name());
				ps.setInt(2,stu.getStu_age());
				ps.setString(3, stu.getStu_gender());
				ps.setInt(4, stu.getStu_class_id());
				//新增到批處理
				ps.addBatch();
			}
			//執行批處理
			ps.executeBatch();
			//資料庫提交
			conn.commit();
		}catch(SQLException ex){
			ex.printStackTrace();
		}
	}
	
	@Test
	public void testBatch(){
		List<Student> students = Arrays.asList(new Student(1,"馬八",20,"男",1),
				new Student(1,"馬大八",30,"男",1),new Student(1,"馬小八",10,"男",1));
		addStudents(students);
	}
}

資料庫連線池

建立資料庫連線物件需要消耗比較多時間和記憶體,連線池開闢一個池,在池中放置一定數量的連線物件,使用者使用連線物件後,連線不會直接銷燬,而是回到池中,做其它操作時可以直接利用,減少連線物件的建立次數,從而提高程式的效能。

常用連線池

  • C3p0
    開源的,成熟的,高併發第三方資料庫連線池,文件資料完善,hibernate框架就使用了c3p0
  • dbcp
    由Apache開發的一個數據庫連線池,在tomcat7版本之前都是使用dbcp作為資料庫連線池。
  • Druid
    阿里巴巴的連線池。Druid能夠提供強大的監控和擴充套件功能。
  • BoneCP
    其官方說該資料庫連線池效能非常棒,不過現在已經不更新了,轉到了HiKariCP上。
  • HiKariCP
    Hikari是日語光的意思,作者可能想以此來表達HiKariCP速度之快。比之前的BoneCP效能更加強大,它官方展示了一些效能對比的資料,通過資料可以看出HiKariCP完虐c3p0,dbcp,tomcat jdbc pool等其他資料庫連線池。並且它的庫檔案差不多就130kb,非常輕巧。
  • Proxool
    早期的一些專案中使用的多一些,現在該資料庫連線池原始碼已經有一陣子不更新了。

C3P0連線池的使用

步驟

  1. 從官網下載jar包 http://www.mchange.com/projects/c3p0/index.html
    c3p0-0.9.5.2.jar
    mchange-commons-java-0.2.11.jar
  2. 建立ComboPooledDataSource物件
  3. 配置連線池物件
  4. 呼叫getConnection獲得連線
  5. 執行CRUD操作
  6. 關閉連線,讓連接回到池中

配置檔案
src下新增:c3p0-config.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<c3p0-config>
  <default-config>
  	<!-- 必填 -->
  	<!-- 驅動類 -->
  	<property name="driverClass">com.mysql.jdbc.Driver</property>
  	<!-- URL -->
  	<property name="jdbcUrl">jdbc:mysql://localhost:3306/mydb</property>
  	<!-- 賬號 -->
  	<property name="user">root</property>
  	<!-- 密碼 -->
  	<property name="password">123456</property>
  	<!-- 可選 -->
  	<!-- 初始連線數 -->
    <property name="initialPoolSize">10</property>
    <!-- 最大閒置時間 -->
    <property name="maxIdleTime">30</property>
    <!-- 最大連線數 -->
    <property name="maxPoolSize">100</property>
    <!-- 最小連線數 -->
    <property name="minPoolSize">10</property>
    <!-- 最大SQL語句數 -->
    <property name="maxStatements">200</property>
  </default-config>
</c3p0-config>

案例:使用JDBC+連線池+反射編寫基本的ORM框架

常見的ORM(物件關係對映)框架,如Hibernate、MyBatis能通過對Java物件的操作,完成對資料庫的增刪改查,下面模擬其中的儲存操作。
需求:

  1. 通用的save方法
  2. 引數是Java物件
  3. 可以向任何表插入一條資料

問題:

  1. 不同表的save方法,引數型別不一樣
  2. insert語句是不一樣的

分析:

  1. 將引數設定為Object
  2. 將實體類名、屬性名設定成和表名、欄位名一致
  3. 通過反射讀取物件的類名,屬性名,動態拼接SQL語句
  4. 呼叫getXXX方法,將值設定到SQL語句中
/**
 * JDBC工具類
 */
public class JDBCUtils {

	//連線池物件
	private static ComboPooledDataSource dataSource = new ComboPooledDataSource();
	
	/**
	 * 儲存任意物件的資料到表中
	 * @param obj
	 */
	public static void save(Object obj){
		//獲得物件的型別物件
		Class clazz = obj.getClass();
		//獲得類名
		String className = clazz.getSimpleName();
		StringBuilder stb = new StringBuilder("insert into ");
		stb.append(className+"(");
		//獲得所有的屬性
		Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
		//i = 1跳過第一列自動增長主鍵
		for(int i = 1;i < fields.length;i++){
			stb.append(fields[i].getName()+",");
		}
		//刪除最後的,
		stb.deleteCharAt(stb.length() - 1);
		stb.append(") values (");
		//新增?
		for(int i = 1;i < fields.length;i++){
			stb.append("?,");
		}
		//刪除最後的,
		stb.deleteCharAt(stb.length() - 1);
		stb.append(")");
		System.out.println("test sql--- "+stb.toString());
		//新增資料
		try(Connection conn = dataSource.getConnection()){
			PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(stb.toString());
			//設定SQL語句中的引數
			for(int i = 1;i < fields.length;i++){
				String fname = fields[i].getName();
				String mname = "get" + fname.substring(0, 1).toUpperCase() + fname.substring(1);
				System.out.println("method:"+mname);
				//呼叫方法獲得返回值,給SQL引數賦值
				Method m = clazz.getMethod(mname);
				ps.setObject(i, m.invoke(obj));
			}
			//執行SQL
			ps.executeUpdate();
			System.out.println("新增完成!!!");
		}catch(Exception ex){
			ex.printStackTrace();
		}
	}
}

結束

作業:定義findAll方法,查詢不同的表,返回不同型別的集合
問題:

  1. 表的名稱不同
  2. 返回值型別不同

分析:

  1. 給findAll傳Class引數,通過getSimpleName獲得類名,就是表名
  2. 使用泛型方法,通過T來代替型別,具體型別由Class引數傳入
public static <T> List<T> findAll(String sql,Class clazz){

}
  1. 使用反射實現SQL拼接
  2. 從結果集中讀取資料後,動態建立物件,呼叫所有的setXXX方法,給物件賦值

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