【搞定JavaWeb】之JDBC
Java資料庫連線，簡稱JDBC(java Database Connectivity)，是一種用於執行SQL語句的java API，它由一組java編寫的類和介面組成。JDBC為工具/資料庫開發人員提供了一個標準的API，據此可以構建更高階的工具和介面，使資料的開發人員能夠用純java API編寫資料庫應用程式。
有了JDBC 向各種關係型資料庫傳送SQL語句就是一件很容易的事。是一個獨立於資料庫的管理系統，提供了通用的SQL資料庫存取操作的介面（CRUD:Create Read Update Delete）,定義了一組同一標準，為訪問不同資料庫提供同一途徑。它是由sum公司開發的一套系統元件，供開發者直接呼叫。
1 程式是如何同資料庫進行溝通的？
資料庫本身就是一個獨立執行的應用程式，編寫應用程式就是利用網路通訊協議與資料庫進行命令交換，來進行命令的增刪查詢。
雙層架構：
- 問題的重點在於，你的應用程式如何呼叫這組程式庫？
因為每個資料庫的通常有不同的通訊協議，用於連線不同資料庫在API上也會有所不同。【JDBC解決的問題】
JDBC 基本上就是用來解決這些問題，當應用程式需要連線資料庫就呼叫這組標準的API，而標準的API中的介面由資料庫廠商實現，通常稱為JDBC驅動程式（Driver）。
2 JDBC分為兩部分
- JDBC 應用程式開發者介面（(ApplicationDeveloper Interface）；
- JDBC 驅動程式開發者介面 (Driver Developer Interface))，驅動程式介面是資料庫廠商要實現驅動程式時的規範，一般開發者並不用瞭解。
3、使用JDBC程式碼進行資料庫連線處理
開發應用程式過程中，如果要操作資料庫，我們是通過JDBC所提供的介面來實現設計程式的，理論上必須更換資料庫的時候，應用程式不用修改，直接更換資料庫驅動程式實現資料庫的更換。
Connection conn = DriverManager.getConnection(.....); // 驅動 Statement st = conn.createStatement(); // 宣告 ResultSet rs = st.executeQuery("select * from User"); // executeQyery執行命令
假設上面段程式碼是連線MySQL資料庫，你會需要在Classpath中設定MySQL對應JDBC的驅動程式。具體來說，就是在Classpath 中設定一個JAR檔案此時應用程式、JDBC 與資料庫的關係如下圖所示：
連線MySQL資料庫：
連線Oracle資料庫：
總之：安裝好資料庫之後，我們的應用程式並不能直接使用資料庫，必須通過相應的資料庫驅動程式去和資料庫打交道。其實也就是資料庫廠商的JDBC介面的實現，即對Connection等介面的實現類的jar檔案。
4 常用介面
1、Driver介面
Driver介面由資料庫廠商提供，作為java開發人員，之需要使用Driver介面就可以了。在程式設計中要連線資料庫必須先安裝特定廠商的資料庫驅動程式，不同的資料庫有不同的裝載方法。
裝載MySQL驅動：Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
裝載Oracle驅動：Class.forName("oracle.jabc.driver.OracleDriver");
2、DriverManager
JDBC的DriverManager是一個工廠類，我們通過它來建立資料庫連線。當JDBC的Driver類被載入進來時，它會自己註冊到DriverManager類裡面，你可以看下JDBC Driver類的原始碼來了解一下。
3、Connection 介面
Connection 與特定資料庫的連線（會話），在上下文中執行sql語句並返回結果。此介面有接觸資料庫的所有方法，連線物件便是通訊上下文，即與資料庫中所有的通訊都是通過此唯一的連線物件。
DriverManager.getConnection(url, user, password) ; 建立url 中定義的資料庫連線
連線Mysql 資料庫（其他資料庫類似）：
Connection connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://host:port/database","user","password");
常用的方法：
- createStatement(): 建立向資料庫傳送sql的statement物件。
- prepareStatement（sql）：建立相資料庫傳送預編譯sql的PrepredStatement物件。
- prepareCall(sql) : 建立執行儲存過程的callableStatement物件。
- setAutoCommit(boolean autoCommit) : 設定事務是否自動提交。
- commit() :在連線上提交事務
- rollback（）：在此連線上回滾事務
4、 Statement 介面
作用：用於執行靜態sql語句並返回它所生成結果的物件。
三種Statement 類：
1、Statement：由createStatement建立，用於傳送簡單的sql語句（不帶引數）
2、PreparedStatement：繼承自Statement 介面，由prepareStatement（sql）建立，用於傳送含有一個或者多個引數的sql語句。PreparedStatement物件採用預編譯，比Statement物件效率更高。並且可以防止sql注入。
3、CallableStatement： 繼承自PreparedStatement介面，由方法prepareCall（）建立，用於儲存呼叫過程。
常用的Statement方法：
- execute(String sql) 執行語句，返回是否有結果集
- executeQuery（String sql） 執行select語句，返回ResulySet結果集
- executeUpdate（String sql） 執行insert/delete/update 操作，返回更新的行數。
- addBatch（String sql） 把多條sql語句放到一個批處理中
- executeBatch（） 想資料庫傳送一批sql語句執行
5、ResultSet介面
查詢結果集，提供了檢索不同型別欄位的方法，常用的有：
- getString(int index) / getString(String columnName) 獲得在資料庫裡是varchar ，char 型別的資料物件
- getFloat 獲得在資料庫裡是float型別的資料物件
- getDate 獲得在資料庫裡是日期型別的資料物件
- getBoolean 獲得在資料庫裡是布林型別的資料物件
- getObjejct 獲得在資料庫裡是物件型別的資料物件
ResultSet還提供了對結果集進行滾動的方法：
- next() 移動到下一行
- previous（） 移動到前一行
- absolute（int row） 移動到指定行
- beforeFirst（）移動到ResultSet 的最前面
- afterLast（）移動到ResultSet 的最後面
- 使用後依次關閉物件及連線：ResultSet -> Statement ->Connection
5 使用JDBC步驟
載入JDBC驅動程式 --> 建立資料庫連線Connection --> 建立執行sql的語句Statement --> 處理執行結果 ResultSet --> 釋放資源
1. 註冊驅動（一次即可）
方式一：Class.forName("com.Mysql.jdbc.Driver");
推薦使用該方式，不會對具體的驅動列產生依賴。
方式二： DriverManager.registerDriver(com.mysql.jdbc.Driver);
會造成DriverManager中產生兩個一樣的驅動，並會對具體的驅動類產生依賴
2.建立連線
Connection con = DriverManager.getConnection(url,uesr,password);
3. 建立執行sql語句的Statement
// 建立執行sql語句的Statement
String id = "5";
String sql = "delete from table where id=" + id;
Statement st = conn.createStatement();
st.executeQuery(sql);
說明：上訴的SQL語句存在SQL注入的危險。如果使用者傳入的id為“5 or 1=1”，那麼將刪除表中的所有記錄。
解決辦法：PreparedStatement 有效的防止sql注入
SQL語句在程式執行前已經進行了預編譯，當執行時動態地把引數傳給PreprareStatement時，即使引數裡有敏感字元如 or '1=1'也資料庫會作為一個引數一個欄位的屬性值來處理而不會作為一個SQL指令。
// PreparedStatement 有效的防止sql注入
String sql = “insert into user (name,pwd) values(?,?)”;
PreparedStatement ps = conn.preparedStatement(sql);
ps.setString(1, “col_value”); // 佔位符順序從1開始
ps.setString(2, “123456”); // 也可以使用setObject
ps.executeQuery();
4. 處理結果集ResultSet
ResultSet rs = ps.executeQuery();
while(rs.next()){
rs.getString("col_name");
rs.getInt(2);
...
}
5、釋放資源
資料庫連線（Connection）非常耗資源，儘量晚建立，儘量早的釋放。都要加try catch 以防前面關閉出錯，後面的就不執行了。先建立的後關閉，後建立的先關閉。
try {
if (rs != null) {
rs.close();
}
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
if (st != null) {
st.close();
}
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
if (conn != null) {
conn.close();
}
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
6 事務
事務主要重點是：ACID特點、隔離級別、提交、回滾。
6.1 事務的基本概念
一組要麼同時成功，要麼同時失敗的sql語句，是資料庫操作的一個基本執行單元。
事務開始於：
- 連線到資料庫上，並執行一條DML語句（Insert/delete/update）。
- 前一個事務結束後，又輸入了另外一條DML語句。
事務結束於：
- 執行commit或rollback 語句。
- 執行一條DCL語句，例如create table 語句，在次此情況下，會自動執行commit語句。
- 執行一條DCL語句，例如grant語句，在此情況下，會自動自行commit語句。
- 斷開與資料庫的連線。
- 執行了一條DML語句，該語句失敗了，在此情況下，會為這個無效的DML語句執行rollback。
6.2 事務的ACID
- atomicity 原子性：表示一個事務內的所有操作是一個整體，要麼全成功，要麼全失敗。
- consistency 一致性：表示一個事務內有一個操作失敗時，所有的更改過的資料都必須回滾到修改前的狀態。
- isolation 隔離性：事務檢視資料時資料所處的狀態，要麼是另一個併發事務修改它之前的狀態，要麼是另一事物修改它之後的狀態，事務不會檢視中間狀態的資料。
- durability 永續性：永續性事務完成之後，它對於系統的影響是永久性的。
6.3 事務的隔離級別
- 讀取未提交資料：READ UNCOMMITED
- 讀取已提交資料：READ COMMITED
- 可重複讀：REPETABLE READ
- 序列化：SERIALIZABLE
具體事務隔離級別的講解：https://blog.csdn.net/pcwl1206/article/details/84478127
下面MARK下JDBC常問的面試題：
1.什麼是JDBC，在什麼時候會用到它？
- JDBC的全稱是Java DataBase Connection，也就是Java資料庫連線，我們可以用它來操作關係型資料庫。JDBC介面及相關類在java.sql包和javax.sql包裡。我們可以用它來連線資料庫，執行SQL查詢，儲存過程，並處理返回的結果。
- JDBC介面讓Java程式和JDBC驅動實現了鬆耦合，使得切換不同的資料庫變得更加簡單。
2.JDBC是如何實現Java程式和JDBC驅動的鬆耦合的？
- JDBC API使用Java的反射機制來實現Java程式和JDBC驅動的鬆耦合。隨便看一個簡單的JDBC示例，你會發現所有操作都是通過JDBC介面完成的，而驅動只有在通過Class.forName反射機制來載入的時候才會出現。
- 我覺得這是Java核心庫裡反射機制的最佳實踐之一，它使得應用程式和驅動程式之間進行了隔離，讓遷移資料庫的工作變得更簡單。在這裡可以看到更多JDBC的使用示例。
3 .什麼是JDBC連線，在Java中如何建立一個JDBC連線？
JDBC連線是和資料庫伺服器建立的一個會話。你可以想像成是一個和資料庫的Socket連線。建立JDBC連線很簡單，只需要兩步：
- A. 註冊並載入驅動：使用Class.forName()，驅動類就會註冊到DriverManager裡面並載入到記憶體裡。
- B. 用DriverManager獲取連線物件：呼叫DriverManager.getConnnection()方法並傳入資料庫連線的URL，使用者名稱及密碼，就能獲取到連線物件。
4 .JDBC的DriverManager是用來做什麼的？
- JDBC的DriverManager是一個工廠類，我們通過它來建立資料庫連線。當JDBC的Driver類被載入進來時，它會自己註冊到DriverManager類裡面，你可以看下JDBC Driver類的原始碼來了解一下。
- 然後我們會把資料庫配置資訊傳入DriverManager.getConnection()方法，DriverManager會使用註冊到它裡面的驅動來獲取資料庫連線，並返回給呼叫的程式。
5 . 在Java程式中，如何獲取資料庫伺服器的相關資訊？
- 使用DatabaseMetaData可以獲取到伺服器的資訊。當和資料庫的連線成功建立了之後，可以通過呼叫getMetaData()方法來獲取資料庫的元資訊。DatabaseMetaData裡面有很多方法，通過它們可以獲取到資料庫的產品名稱，版本號，配置資訊等。
DatabaseMetaData metaData = con.getMetaData();
String dbProduct = metaData.getDatabaseProductName();6.JDBC的Statement是什麼？
- Statement是JDBC中用來執行資料庫SQL查詢語句的介面。通過呼叫連線物件的getStatement()方法我們可以生成一個Statement物件。我們可以通過呼叫它的execute()，executeQuery()，executeUpdate()方法來執行靜態SQL查詢。
- 預設情況下，一個Statement同時只能開啟一個ResultSet。如果想操作多個ResultSet物件的話，需要建立多個Statement。Statement介面的所有execute方法開始執行時都預設會關閉當前開啟的ResultSet。
7 .execute，executeQuery，executeUpdate的區別是什麼？
- Statement的execute(String query)方法用來執行任意的SQL查詢，如果查詢的結果是一個ResultSet，這個方法就返回true。如果結果不是ResultSet，比如insert或者update查詢，它就會返回false。我們可以通過它的getResultSet方法來獲取ResultSet，或者通過getUpdateCount()方法來獲取更新的記錄條數。
- Statement的executeQuery(String query)介面用來執行select查詢，並且返回ResultSet。即使查詢不到記錄返回的ResultSet也不會為null。我們通常使用executeQuery來執行查詢語句，這樣的話如果傳進來的是insert或者update語句的話，它會丟擲錯誤資訊為 “executeQuery method can not be used for update”的java.util.SQLException。
- Statement的executeUpdate(String query)方法用來執行insert或者update/delete（DML）語句，或者什麼也不返回的DDL語句。返回值是int型別，如果是DML語句的話，它就是更新的條數；如果是DDL的話，就返回0。
- 只有當你不確定是什麼語句的時候才應該使用execute()方法，否則應該使用executeQuery或者executeUpdate方法。
8 .JDBC的PreparedStatement是什麼？
- PreparedStatement物件代表的是一個預編譯的SQL語句。用它提供的setter方法可以傳入查詢的變數。
- 由於PreparedStatement是預編譯的，通過它可以將對應的SQL語句高效的執行多次。由於PreparedStatement自動對特殊字元轉義，避免了SQL注入攻擊，因此應當儘量的使用它。
9 . PreparedStatement中如何注入NULL值？
- 可以使用它的setNull方法來把null值繫結到指定的變數上。setNull方法需要傳入引數的索引以及SQL欄位的型別，像這樣： ps.setNull(10, java.sql.Types.INTEGER);
10 .相對於Statement，PreparedStatement的優點是什麼？
- PreparedStatement有助於防止SQL注入，因為它會自動對特殊字元轉義。
- PreparedStatement可以用來進行動態查詢。
- PreparedStatement執行更快。尤其當你重用它或者使用它的拼量查詢介面執行多條語句時。
- 使用PreparedStatement的setter方法更容易寫出面向物件的程式碼，而Statement的話，我們得拼接字串來生成查詢語句。如果引數太多了，字串拼接看起來會非常醜陋並且容易出錯。
11 .如何回滾事務？
- 通過Connection物件的rollback方法可以回滾事務。它會回滾這次事務中的所有修改操作，並釋放當前連線所持有的資料庫鎖。
12 .JDBC的DataSource是什麼，有什麼好處？
DataSource即資料來源，它是定義在javax.sql中的一個介面，跟DriverManager相比，它的功能要更強大。我們可以用它來建立資料庫連線，當然驅動的實現類會實際去完成這個工作。除了能建立連線外，它還提供瞭如下的特性：
- 快取PreparedStatement以便更快的執行
- 可以設定連線超時時間
- 提供日誌記錄的功能
- ResultSet大小的最大閾值設定
- 通過JNDI的支援，可以為servlet容器提供連線池的功能
13.如何通過JDBC的DataSource和Apache Tomcat的JNDI來建立連線池？
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14.什麼是資料庫的隔離級別？
- 當我們為了資料的一致性使用事務時，資料庫系統用鎖來防止別人訪問事務中用到的資料。資料庫通過鎖來防止髒讀，不可重複讀(Non-Repeatable Reads)及幻讀（Phantom-Read）的問題。
- 資料庫使用JDBC設定的隔離級別來決定它使用何種鎖機制，我們可以通過Connection的getTransactionIsolation和setTransactionIsolation方法來獲取和設定資料庫的隔離級別。
15.JDBC的RowSet是什麼，有哪些不同的RowSet？
- RowSet用於儲存查詢的資料結果，和ResultSet相比，它更具靈活性。RowSet繼承自ResultSet，因此ResultSet能幹的，它們也能，而ResultSet做不到的，它們還是可以。RowSet介面定義在javax.sql包裡。
RowSet提供的額外的特性有：
- 提供了Java Bean的功能，可以通過settter和getter方法來設定和獲取屬性。RowSet使用了JavaBean的事件驅動模型，它可以給註冊的元件傳送事件通知，比如遊標的移動，行的增刪改，以及RowSet內容的修改等。
- RowSet物件預設是可滾動，可更新的，因此如果資料庫系統不支援ResultSet實現類似的功能，可以使用RowSet來實現。
16 .常見的JDBC異常有哪些？
- java.sql.SQLException——這是JDBC異常的基類。
- java.sql.BatchUpdateException——當批處理操作執行失敗的時候可能會丟擲這個異常。這取決於具體的JDBC驅動的實現，它也可能直接丟擲基類異常java.sql.SQLException。
- java.sql.SQLWarning——SQL操作出現的警告資訊。
- java.sql.DataTruncation——欄位值由於某些非正常原因被截斷了（不是因為超過對應欄位型別的長度限制）。
轉載自：
1、https://mp.weixin.qq.com/s/pje-umK0ySzzaS_yX4qsuw
2、https://blog.csdn.net/limin0983/article/details/73500035
3、https://blog.csdn.net/qq_33290787/article/details/51924963