Spring JDBC的使用詳解

更新時間：2021年05月03日 09:33:05 作者：黑色的燈塔

這篇文章主要介紹了Spring JDBC的使用詳解，幫助大家更好的理解和學(xué)習(xí)使用SpringBoot框架，感興趣的朋友可以了解下

JDBC介紹

從這篇文章開始，我們將會介紹SpringBoot另外一個核心的技術(shù)，即數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)，提到數(shù)據(jù)訪問，學(xué)習(xí)Java的同學(xué)瞬間能就想起JDBC技術(shù)，JDBC 是 Java Database Connectivity 的全稱,是Java語言中用來規(guī)范客戶端程序如何來訪問數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序接口，提供了諸如查詢和更新數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的一套標(biāo)準(zhǔn)的API，這套標(biāo)準(zhǔn)不同的數(shù)據(jù)庫廠家之間共同準(zhǔn)守，并提供各自的具體實現(xiàn)。如圖所示：

這樣設(shè)計的好處，就是Java程序只需要和JDBC API交互，從而屏蔽了訪問數(shù)據(jù)庫的復(fù)雜的實現(xiàn)，大大降低了Java程序訪問數(shù)據(jù)庫的復(fù)雜度。對于日常開發(fā)而言，我們只需要掌握J(rèn)DBC API 規(guī)范中的幾個核心編程對象即可，這些對象包括DriverManger、Connection、Statement及ResultSet。

DriverManager

DriverManager主要負(fù)責(zé)加載不同數(shù)據(jù)庫廠家提供的驅(qū)動程序包（Driver），并且根據(jù)不同的請求向Java程序返回數(shù)據(jù)庫連接（Connection）對象，先看下Driver接口的定義：

public interface Driver {
    //獲取數(shù)據(jù)庫連接
    Connection connect(String url, java.util.Properties info)
        throws SQLException;
    boolean acceptsURL(String url) throws SQLException;
    DriverPropertyInfo[] getPropertyInfo(String url, java.util.Properties info)
                         throws SQLException;
    int getMajorVersion();
    int getMinorVersion();
    boolean jdbcCompliant();
    public Logger getParentLogger() throws SQLFeatureNotSupportedException;
}

Driver中有個重要的方法 connect，來提供Connection對象

不同的數(shù)據(jù)庫對Driver，有具體的實現(xiàn)，以MySql為例：

public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {
    // 通過 DriverManager 注冊 Driver
    static {
        try {
            java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver());
        } catch (SQLException E) {
            throw new RuntimeException("Can't register driver!");
        }
	}
	…
}

這里用到了DriverManager，DriverManager通過 registerDriver來注冊不同數(shù)據(jù)庫的Driver，并且還提供了getConnection返回數(shù)據(jù)庫連接對象。

Connection

通過DriverManager可以獲取Connetion對象，Connection對象可以理解與數(shù)據(jù)庫連接的一種會話（Session），一個Connection對象代表一個數(shù)據(jù)庫的連接，負(fù)責(zé)完成與數(shù)據(jù)庫底層的通訊。

Connection對象提供了一組重載的方法來創(chuàng)建Statement和PreparedStatement，Statement和PreparedStatement是SQL執(zhí)行的載體，另外Connection對象還會涉及事務(wù)相關(guān)的操作。

Connection對象最核心的幾個方法如下：

public interface Connection  extends Wrapper, AutoCloseable {
	//創(chuàng)建 Statement
	Statement createStatement() throws SQLException;
	//創(chuàng)建 PreparedStatement
	PreparedStatement prepareStatement(String sql) throws SQLException;
	//提交
	void commit() throws SQLException;
	//回滾
	void rollback() throws SQLException;
	//關(guān)閉連接
	void close() throws SQLException;
}

Statement/PreparedStatement

Statement和PreparedStatement是由Connection對象來創(chuàng)建的，用來執(zhí)行靜態(tài)的SQL語句并且返回生成的結(jié)果集對象，這里存在兩種類型，一種是普通的Statement，另外一種支持預(yù)編譯的PreparedStatement。

所謂預(yù)編譯，是指數(shù)據(jù)庫的編譯器會對 SQL 語句提前編譯，然后將預(yù)編譯的結(jié)果緩存到數(shù)據(jù)庫中，下次執(zhí)行時就可以通過替換參數(shù)并直接使用編譯過的語句，從而大大提高 SQL 的執(zhí)行效率。

以Statement為例，看下Statement最核心的方法：

public interface Statement extends Wrapper, AutoCloseable {
	//執(zhí)行查詢語句
	ResultSet executeQuery(String sql) throws SQLException; 
	//執(zhí)行更新語句
	int executeUpdate(String sql) throws SQLException; 
	//執(zhí)行 SQL 語句
	boolean execute(String sql) throws SQLException; 
	//執(zhí)行批處理
    int[] executeBatch() throws SQLException;
}

ResultSet

通過Statement或PreparedStatement執(zhí)行SQL語句，我們引出了另外一個對象即為ResultSet對象，代碼如下：

public interface ResultSet extends Wrapper, AutoCloseable {
	//獲取下一個結(jié)果
	boolean next() throws SQLException;
	//獲取某一個類型的結(jié)果值
	Value getXXX(int columnIndex) throws SQLException;
	…
}

ResultSet對象提供了next()方法，用來對整個結(jié)果集遍歷操作，如果next()方法返回為true，說明還有下一條記錄，

我們可以調(diào)用 ResultSet 對象的一系列 getXXX() 方法來取得對應(yīng)的結(jié)果值。

JDBC訪問數(shù)據(jù)庫流程

對于開發(fā)人員而言，通過JDBC的API是Java訪問數(shù)據(jù)庫的主要途徑，下面用代碼來展示下訪問數(shù)據(jù)庫的一個整體流程：

String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test" ;
String username = "root" ;
String password = "root" ;

//1.通過DriverManager獲取connection連接
Connection connection = DriverManager.getConnection(url,username,password);

//2.創(chuàng)建preparedStatement
PreparedStatement preparedStatement = connection.prepareStatement("select * from user");

//3.執(zhí)行SQL返回ResultSet
ResultSet resultSet = preparedStatement.executeQuery();

//4.遍歷resultSet結(jié)果集
while (resultSet.next()){
    //resultSet.getString("1");
}

//5.釋放資源
resultSet.close();
preparedStatement.close();
connection.close();

配置數(shù)據(jù)源

上面我們在介紹JDBC的時候，Connection對象是通過DriverManager獲取，Connection對象代表著和數(shù)據(jù)庫的連接，每次通過DriverManager獲取比較耗時，影響了系統(tǒng)的性能。那有沒有辦法能夠復(fù)用Connection對象呢，答案是肯定的

JDBC給我們提供了DataSource接口來實現(xiàn)Connection的復(fù)用，核心代碼如下：

public interface DataSource  extends CommonDataSource, Wrapper {
 
  Connection getConnection() throws SQLException;
 
  Connection getConnection(String username, String password)
    throws SQLException;
}

作為一種基礎(chǔ)組件，不需要開發(fā)人員自己實現(xiàn) DataSource，因為業(yè)界已經(jīng)存在了很多優(yōu)秀的實現(xiàn)方案，如 DBCP、C3P0 、Druid 、Hikari等

SpringBoot默認(rèn)HikariDataSource作為DataSource的實現(xiàn)，現(xiàn)在我們SpringBoot為例，看下SpringBoot如何通過JDBC來操作數(shù)據(jù)庫的，在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫操作之前，我們首先需要先配置DataSource，SpringBoot配置DataSource非常簡單，只需要在配置文件中添加DataSource的配置：

spring:
  # datasource 數(shù)據(jù)源配置內(nèi)容
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    username: root
    password: root

使用JDBC操縱數(shù)據(jù)庫

DataSource配好后，我們在本地的數(shù)據(jù)庫服務(wù)中，創(chuàng)建一個test數(shù)據(jù)庫，并且執(zhí)行以下DDL創(chuàng)建user表

CREATE TABLE `user` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主鍵',
  `username` varchar(64) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL COMMENT '用戶名',
  `password` varchar(32) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL COMMENT '密碼',
  `create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '創(chuàng)建時間',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `idx_username` (`username`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=8 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin;

接下來我們創(chuàng)建一個實體類，實體類中屬性和user表中字段一一對應(yīng)

@Data
public class User {
    /**
     * 主鍵
     */
    private Integer id;
    /**
     * 用戶名
     */
    private String username;
    /**
     * 密碼
     */
    private String password;
    /**
     * 創(chuàng)建時間
     */
    private Date createTime;

}

注意：這里使用了Lombok的@Data注解來生成get/set方法。

我們再定義一個UserDao接口，

public interface UserDao {
    /**
     *  新增
     * @param user
     * @return
     */
    Integer insert(User user);
    /**
     *  根據(jù)ID查詢
     * @param id
     * @return
     */
    User selectById(Integer id);
    /**
     *  根據(jù)ID更新
     * @param user
     * @return
     */
    Integer updateById(User user);
    /**
     *  根據(jù)ID刪除
     * @param id
     * @return
     */
    Integer deleteById(Integer id);
}

這里之所以要抽離出一個UserDao一層有兩個原因：第一UserDao只封裝了對use表的數(shù)據(jù)庫操作，代碼易于維護和管理，第二我們可以基于UserDao接口提供不同的實現(xiàn)來訪問數(shù)據(jù)庫，比如我們可以提供基于原生JDBC的實現(xiàn)，也可以用JDBCTemplate實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的訪問，還可以通過Mybatis等

接下來將通過代碼形式來展示下SpringBoot是如何通過JDBC API對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行CRUD操作的。我們來定義UserDao的具體實現(xiàn)類命名為：UserRawJdbcDao實現(xiàn)以下方法：

新增數(shù)據(jù)

@Override
    public Integer insert(User user) {
      	final String SQL_INSERT = "INSERT INTO user(username, password, create_time) VALUES(?, ?, ?)";
        Connection connection = null;
        PreparedStatement statement = null;
        ResultSet rs = null;
        Integer count = 0;
        try{
            connection = dataSource.getConnection();
            statement = connection.prepareStatement(SQL_INSERT, Statement.RETURN_GENERATED_KEYS);
            statement.setString(1,user.getUsername());
            statement.setString(2,user.getPassword());
            statement.setTimestamp(3,new Timestamp(user.getCreateTime().getTime()));
            count = statement.executeUpdate();
            rs = statement.getGeneratedKeys();
            if(rs.next()){
                user.setId(rs.getInt(1));
            }
        }catch (SQLException e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                if(rs != null){
                    rs.close();
                }
                if(statement != null){
                    statement.close();
                }
                if(connection != null){
                    connection.close();
                }

            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
        return count;
    }

查詢數(shù)據(jù)

@Override
    public User selectById(Integer id) {
        final String SQL_SELECT_ID = "SELECT id,username,password,create_time FROM user WHERE id = ?";
        Connection connection = null;
        PreparedStatement statement = null;
        ResultSet rs = null;
        User user = null;
        try{
            connection = dataSource.getConnection();
            statement = connection.prepareStatement(SQL_SELECT_ID);
            statement.setInt(1, id);
            rs = statement.executeQuery();
            if(rs.next()){
                user = new User();
                user.setId(rs.getInt("id"));
                user.setUsername(rs.getString("username"));
                user.setPassword(rs.getString("password"));
                user.setCreateTime(rs.getTimestamp("create_time"));
            }
        }catch (SQLException e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                if(rs != null){
                    rs.close();
                }
                if(statement != null){
                    statement.close();
                }
                if(connection != null){
                    connection.close();
                }

            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return user;
    }

更新數(shù)據(jù)

@Override
    public Integer updateById(User user) {
        final String SQL_UPDATE = "UPDATE user SET username = ?, password = ? WHERE id = ?";
        Connection connection = null;
        PreparedStatement statement = null;
        ResultSet rs = null;
        Integer count = 0;

        try{
            connection = dataSource.getConnection();
            statement = connection.prepareStatement(SQL_UPDATE);
            statement.setString(1,user.getUsername());
            statement.setString(2,user.getPassword());
            statement.setInt(3,user.getId());
            count = statement.executeUpdate();
        }catch (SQLException e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                if(rs != null){
                    rs.close();
                }
                if(statement != null){
                    statement.close();
                }
                if(connection != null){
                    connection.close();
                }
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return count;
    }

刪除數(shù)據(jù)

@Override
    public Integer deleteById(Integer id) {
        final String SQL_DELETE = "DELETE FROM user WHERE id = ?";
        Connection connection = null;
        PreparedStatement statement = null;
        ResultSet rs = null;
        Integer count = 0;
        try{
            connection = dataSource.getConnection();
            statement = connection.prepareStatement(SQL_DELETE);
            statement.setInt(1,id);
            count = statement.executeUpdate();
        }catch (SQLException e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                if(rs != null){
                    rs.close();
                }
                if(statement != null){
                    statement.close();
                }
                if(connection != null){
                    connection.close();
                }

            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return count;
    }

到此，SpringBoot通過調(diào)用原生的JDBC的API完成對user表的CRUD操作，這代碼對有代碼潔癖的同學(xué)簡直不能忍，有大量共性的代碼，如創(chuàng)建Connection、Statement、ResultSet、資源的釋放和異常的處理。這部分封裝和優(yōu)化SpringBoot已經(jīng)處理過了，SpringBoot提供了JdbcTemplate模板工具類實現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問，它簡化了JDBC API的使用方法。

使用JdbcTemplate操縱數(shù)據(jù)庫

同UserRawJdbcDao，我們再定義UserDao的另外一套實現(xiàn)類命名為：UserJdbcDao，這套實現(xiàn)類是通過JdbcTemplate完成對數(shù)據(jù)庫的操作，完成接口定義的方法如下：

新增數(shù)據(jù)

 
@Override
public Integer insert(User user){
  
    // 創(chuàng)建 KeyHolder 對象，設(shè)置返回的主鍵 ID
    KeyHolder keyHolder = new GeneratedKeyHolder();
    int count = jdbcTemplate.update(INSERT_PREPARED_STATEMENT_CREATOR_FACTORY.newPreparedStatementCreator(
            Arrays.asList(user.getUsername(),user.getPassword(),user.getCreateTime())),keyHolder);
    // 設(shè)置 ID 主鍵到 entity 實體中
    if (keyHolder.getKey() != null) {
        user.setId(keyHolder.getKey().intValue());
    }
    // 返回影響行數(shù)
    return count;
}

查詢數(shù)據(jù)

  @Override
    public User selectById(Integer id){
        User result = jdbcTemplate.queryForObject("SELECT id, username, password, create_time FROM user WHERE id=?",
                new BeanPropertyRowMapper<>(User.class), id);
        return result;
    }

更新數(shù)據(jù)

  @Override
    public Integer updateById(User user) {
        return jdbcTemplate.update("UPDATE user SET username = ?, password = ? WHERE id = ?",
                user.getUsername(),user.getPassword(),user.getId());
    }

刪除數(shù)據(jù)

@Override
    public Integer deleteById(Integer id){
        return jdbcTemplate.update("DELETE FROM user WHERE id = ?", id);
    }

小結(jié)

通過對比我們發(fā)現(xiàn)使用JdbcTemplate模板工具類可以大大減少JDBC訪問數(shù)據(jù)庫的代碼復(fù)雜度，作為開發(fā)人員我們應(yīng)該只關(guān)心業(yè)務(wù)邏輯的具體實現(xiàn)過程，對JDBC底層對象的創(chuàng)建，資源的釋放，異常的捕獲，應(yīng)該交給框架統(tǒng)一維護和管理。

雖然JdbcTemplate減少的我們訪問數(shù)據(jù)庫的代碼量，不過使用也有一些問題，比如：新增數(shù)據(jù)的時候默認(rèn)無法返回生成主鍵的id，將SQL硬編碼到Java代碼中，如果SQL修改，需要重新編譯Java代碼，不利于系統(tǒng)的維護等。這時我們需要另外一個框架，它就是大名鼎鼎的Mybatis，下一篇我將會介紹SpringBoot如何整合Mybatis。