JDBC: Java数据库连接的桥梁

什么是JDBC？

Java数据库连接（Java Database Connectivity，简称JDBC）是Java提供的一种API，允许Java应用程序与各种数据库进行交互。JDBC提供了一组标准的接口，开发者可以利用这些接口执行SQL语句、处理结果集以及管理数据库连接。通过JDBC，Java应用程序能够轻松地进行增删改查操作（CRUD），使得数据库操作变得简单而高效。

下载JDBC驱动

MySQL :: Download Connector/J

以MySQL为例

下载对应压缩包

找到合适的路径进行解压，解压后找到如下的 jar 包

IDEA引入驱动

1.新建一个项目，在项目下新建一个 lib 文件夹，将找到的 jar 包复制进去

2.放进去jar包之后，右键lib，选择 add as library

3.找到下面的文件打开

4.复制内容，用于进行注册

Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");

下面先看一个例子

package com.ffyc;import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;public class jdbctest {public static void main(String[] args) {final String USERNAME="root";final String PASSWORD = "123456";final String URL ="jdbc:mysql://localhost:3306/kingdom_db?useSSL=true&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&serverTimezone=Asia/Shanghai";Connection conn = null;Statement statement = null;try {//注册驱动Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");//获取连接conn = DriverManager.getConnection(URL, USERNAME, PASSWORD);//创建statement对象statement = conn.createStatement();String sql = "INSERT INTO dept_tab   VALUES (6, '教学部', '102');";//执行sql语句statement.executeUpdate(sql);System.out.println("数据插入成功！");} catch (Exception e) {throw new RuntimeException(e);}finally {//关闭资源try {if (statement != null) statement.close();if (conn != null) conn.close();} catch (SQLException e) {throw new RuntimeException(e);}}}
}
s

URL的构成部分

jdbc:mysql:

jdbc是Java数据库连接的协议前缀，指明这是一个JDBC类型的连接。
mysql表示使用MySQL数据库。

localhost:

localhost指的是数据库服务器的地址。在这里，它表示数据库安装在本地计算机上。如果您要连接远程数据库，可以替换为相应的IP地址或主机名。

:3306:

3306是MySQL默认的端口号。它告诉JDBC在这个端口与MySQL数据库进行连接。如果您的MySQL数据库使用了不同的端口，请相应地更改此值。

/kingdom_db:

/kingdom_db是您要连接的数据库的名称。在这个例子中，试图连接名为kingdom_db的数据库。

?useSSL=true:

?用于开始查询参数。这部分包含了一些用于配置连接行为的选项。
useSSL=true指示JDBC驱动程序在连接时使用SSL加密。这对于保护数据传输是一个安全措施。

&useUnicode=true:

&用于分隔多个查询参数。
useUnicode=true表示使用Unicode字符编码，确保对于包含多语言字符的数据能够正确地处理和存储。

&characterEncoding=utf-8:

characterEncoding=utf-8指定了字符编码为UTF-8。UTF-8是一种广泛使用的字符编码方式，它支持多种语言字符的表示。这样可以避免字符乱码问题。

&serverTimezone=Asia/Shanghai:

serverTimezone=Asia/Shanghai设置了数据库服务器时区。此参数对于处理日期和时间数据是很重要的，确保在进行时区转换时能够准确。

只需要修改一下 2 3 4的写法，其他基本都是固定写法，用的时候上网搜一下即可，不需要记住。

这个URL提供了与MySQL数据库连接所需的详细信息，包括服务器位置、端口号、数据库名称以及一系列连接参数。正确地配置这些参数有助于确保您的应用程序能够稳定、高效地与数据库交互，同时提高安全性和数据的一致性。

JDBC中的常用方法及解释

注册驱动： Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver"); 这行代码用于加载MySQL的JDBC驱动，在使用JDBC时必须先注册相应的数据库驱动。

获取连接： Connection conn = DriverManager.getConnection(URL, USERNAME, PASSWORD); 通过DriverManager获取到数据库的连接，这样才能进行后续的SQL操作。

创建预编译语句： PreparedStatement pst = conn.prepareStatement(sql); 预编译语句主要用于执行SQL语句，其具有参数占位符，使得插入的值更安全，可防止SQL注入攻击。

执行更新或查询： pst.executeUpdate(); 和 ResultSet rs = pst.executeQuery(); 这两个方法用于执行SQL语句，前者用于执行更新（如插入、删除、更新），后者用于查询并返回结果集。

关闭连接：在操作完成后应及时关闭连接，以释放资源。

PreparedStatement vs. Statement

Statement

使用Statement时，SQL语句及参数是拼接在一起的，这意味着开发者需要手动构建整个SQL字符串。
Statement在执行前不会进行预编译，因此每次执行SQL时都会重新解析并编译SQL语句，这会影响性能。

示例代码：

String username = "user";
String password = "pass123";
String sql = "SELECT * FROM user_tab WHERE username = '" + username + "' AND user_password = '" + password + "'";
Statement stmt = conn.createStatement();
ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);

PreparedStatement

PreparedStatement使用占位符（?）来表示参数，SQL语句是通过预编译的，这可以有效提升性能，减少数据库的负担。
PreparedStatement可以防止SQL注入，因为参数是在执行时传递给SQL的，JDBC会自动进行转义处理。

示例代码：

String sql = "SELECT * FROM user_tab WHERE username = ? AND user_password = ?";
PreparedStatement pst = conn.prepareStatement(sql);
pst.setString(1, username); // 设置第一个参数
pst.setString(2, password);  // 设置第二个参数
ResultSet rs = pst.executeQuery();

SQL注入漏洞

SQL注入是一种常见的安全攻击手段，攻击者可以通过在输入字段中插入恶意SQL代码来操纵数据库。例如，在使用Statement的情况下，以下拼接 SQL 的方式就容易受到SQL注入攻击：

String unsafeUsername = "' OR '1'='1"; // 攻击者输入的用户名
String sql = "SELECT * FROM user_tab WHERE username = '" + unsafeUsername + "'";
ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);

在这个例子中，如果unsafeUsername被设置为' OR '1'='1，那么SQL语句实际上变成了：

SELECT * FROM user_tab WHERE username = '' OR '1'='1'

这个查询会返回user_tab表中的所有用户，因为OR '1'='1'始终为真。

相比之下，使用PreparedStatement可以有效防止这样的攻击。例如：

String sql = "SELECT * FROM user_tab WHERE username = ? AND user_password = ?";
PreparedStatement pst = conn.prepareStatement(sql);
pst.setString(1, unsafeUsername); // 输入的用户名
pst.setString(2, password);
ResultSet rs = pst.executeQuery();

在这种情况下，unsafeUsername的值不会被直接当作SQL代码执行，而是只作为参数处理。因此，即使攻击者输入了恶意的SQL片段，也不会改变原有SQL的结构，防止了SQL注入的发生。

这就是为什么要用PreparedStatement而不用Statement

简单封装

由于每次连接数据库都有一些重复的代码要写，所以我们对它进行简单的封装，下面的例子展示了如何封装JDBC操作，以便于日后的使用：

JdbcUtil 类

package com.util;import java.sql.*;/*** static*/
public class JdbcUtil {static final String USERNAME = "root";static final String PASSWORD = "123456";static final String URL ="jdbc:mysql://localhost:3306/kingdom_db?useSSL=true&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&serverTimezone=Asia/Shanghai";static Connection conn;static PreparedStatement pst;static ResultSet rs;static{registry();}/*** 注册驱动*/private static void registry(){try {Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");}catch (Exception e){e.printStackTrace();}}public   static void connect(){try {conn = DriverManager.getConnection(URL, USERNAME, PASSWORD);} catch (SQLException e) {throw new RuntimeException(e);}}/*** 预编译sql语句*/public static void prepareStatement(String sql,Object ... vals){try {pst = conn.prepareStatement(sql);for(int i=0;i<vals.length;i++){pst.setObject(i+1, vals[i]);}} catch (SQLException e) {throw new RuntimeException(e);}}/*** 增删改sql语句*/public static void executeUpdate(){try {pst.executeUpdate();} catch (SQLException e) {throw new RuntimeException(e);}}/*** 查询sql语句*/public static ResultSet executeQuery(){try {rs = pst.executeQuery();} catch (SQLException e) {throw new RuntimeException(e);}return rs;}public static void close(){try {if(rs!=null) rs.close();if(pst!=null) pst.close();if(conn!=null) conn.close();} catch (SQLException e) {throw new RuntimeException(e);}}
}

DeptDemo类

package com.ffyc;import com.util.JdbcUtil;import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.util.Scanner;public class DeptDemo {public static void main(String[] args) throws SQLException {JdbcUtil.connect();String sql = null;ResultSet rs= null;Scanner sc = new Scanner(System.in);System.out.println("1. 添加部门信息\t2.查询所有部门信息");System.out.println("3. 根据部门名称查询");System.out.print("请选择: ");String choice = sc.nextLine();switch (choice) {case "1":System.out.print("请输入部门名称: ");String name = sc.nextLine();System.out.print("请输入部门位置: ");String loc = sc.nextLine();sql = "INSERT INTO dept_tab(dept_name, dept_loc) VALUES(?,?)";JdbcUtil.prepareStatement(sql, name,loc);JdbcUtil.executeUpdate();System.out.println("添加成功");break;case "2":sql = "SELECT * FROM dept_tab";JdbcUtil.prepareStatement(sql );rs = JdbcUtil.executeQuery();while(rs.next()){System.out.print(rs.getObject("dept_id"));System.out.print("-"+rs.getObject("dept_name"));System.out.print("-"+rs.getObject("dept_loc"));System.out.println();}break;case "3":System.out.print("请输入部门的名称: ");String nName= sc.nextLine();sql = "SELECT * FROM dept_tab WHERE dept_name LIKE ?";JdbcUtil.prepareStatement(sql,"%"+nName+"%");rs = JdbcUtil.executeQuery();while(rs.next()){System.out.print(rs.getObject("dept_id"));System.out.print("-"+rs.getObject("dept_name"));System.out.print("-"+rs.getObject("dept_loc"));System.out.println();}break;default:System.out.println("输入不合法..");}JdbcUtil.close();}
}

代码解释

以上面这个例子。我对必要的地方做出解释说明

1.数据库连接

String sql = "INSERT INTO dept_tab(dept_name, dept_loc) VALUES(?,?)";
JdbcUtil.prepareStatement(sql, name, loc);
JdbcUtil.executeUpdate();

JdbcUtil.connect();

通过 JdbcUtil 类的 connect 方法连接到数据库。

2.用户交互

Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("1. 添加部门信息\t2.查询所有部门信息");
System.out.println("3. 根据部门名称查询");

使用 Scanner 类从控制台获取用户输入，提示用户选择要执行的操作。

3.添加部门信息

String sql = "INSERT INTO dept_tab(dept_name, dept_loc) VALUES(?,?)";
JdbcUtil.prepareStatement(sql, name, loc);
JdbcUtil.executeUpdate();

重点是要对JdbcUtil这个封装类的方法理解，这是我们自定以的封装类

JDBC的优缺点

优点

平台独立性：作为 Java 的一部分，JDBC 具有平台无关性，可以在任何支持 Java 的环境中运行。
标准化接口：JDBC 提供了统一的 API，使得不同数据库之间的操作变得一致。
灵活性：支持多种数据库，如 MySQL、Oracle、PostgreSQL 等，只需更换驱动程序即可。

缺点

性能开销：传统的 JDBC 连接可能存在性能问题，尤其是在大量数据操作时。
代码复杂性：直接使用 JDBC 需要编写较多的样板代码，增加了开发的复杂性。
异常处理：JDBC 的异常处理相对复杂，开发者需要处理多种异常类型。

总结

JDBC 是 Java 开发中必不可少的组成部分，它为开发者提供了一种灵活、标准化的方法与数据库交互。尽管存在一些缺点，但通过合理的设计和封装，可以最大限度地发挥 JDBC 的优势。作为 Java 开发者，理解 JDBC 的工作原理及操作方式，将对提升数据库管理能力大有裨益。