JDBC-学习笔记分享（完)

自学玩家
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笔记整理自B站尚硅谷JDBC视频，其中可能有记录内容不正确，望诸位指出

作者：Vison

这里的笔记基本与尚硅谷的笔记资料一致

6、 数据库事务

6.1、 数据库事务介绍

事务：一组逻辑操作单元,使数据从一种状态变换到另一种状态。 事务处理（事务操作）：保证所有事务都作为一个工作单元来执行，即使出现了故障，都不能改变这种执行方 式。当在一个事务中执行多个操作时，要么所有的事务都被提交(commit)，那么这些修改就永久地保存下来； 要么数据库管理系统将放弃所作的所有修改，整个事务回滚(rollback)到最初状态。 为确保数据库中数据的一致性，数据的操纵应当是离散的成组的逻辑单元：当它全部完成时，数据的一致性可 以保持，而当这个单元中的一部分操作失败，整个事务应全部视为错误，所有从起始点以后的操作应全部回退 到开始状态。

6.2、 JDBC事务处理

数据一旦提交，就不可回滚。

数据什么时候意味着提交？

当一个连接对象被创建时，默认情况下是自动提交事务：每次执行一个 SQL 语句时，如果执行成功，就会 向数据库自动提交，而不能回滚。
关闭数据库连接，数据就会自动的提交。如果多个操作，每个操作使用的是自己单独的连接，则无法保证 事务。即同一个事务的多个操作必须在同一个连接下。
JDBC程序中为了让多个 SQL 语句作为一个事务执行：
调用 Connection 对象的 setAutoCommit(false); 以取消自动提交事务
在所有的 SQL 语句都成功执行后，调用 commit(); 方法提交事务
在出现异常时，调用 rollback(); 方法回滚事务
若此时 Connection 没有被关闭，还可能被重复使用，则需要恢复其自动提交状态
setAutoCommit(true)。尤其是在使用数据库连接池技术时，执行close()方法前，建议恢复自动提交状 态。

【案例：用户AA向用户BB转账100】

public void testJDBCTransaction() {
Connection conn = null;
try {
// 1.获取数据库连接
conn = JDBCUtils.getConnection();
// 2.开启事务
conn.setAutoCommit(false);
// 3.进行数据库操作
String sql1 = "update user_table set balance = balance - 100 where user = ?";
update(conn, sql1, "AA");
// 模拟网络异常
//System.out.println(10 / 0);
String sql2 = "update user_table set balance = balance + 100 where user = ?";
update(conn, sql2, "BB");
// 4.若没有异常，则提交事务
conn.commit();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
// 5.若有异常，则回滚事务
try {
conn.rollback();
} catch (SQLException e1) {
e1.printStackTrace();
}
} finally {
try {
//6.恢复每次DML操作的自动提交功能
conn.setAutoCommit(true);
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
//7.关闭连接
JDBCUtils.closeResource(conn, null, null);
}
}

其中，对数据库操作的方法为：

//使用事务以后的通用的增删改操作（version 2.0）
public void update(Connection conn ,String sql, Object... args) {
PreparedStatement ps = null;
try {
// 1.获取PreparedStatement的实例 (或：预编译sql语句)
ps = conn.prepareStatement(sql);
// 2.填充占位符
for (int i = 0; i < args.length; i++) {
ps.setObject(i + 1, args[i]);
}
// 3.执行sql语句
ps.execute();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
// 4.关闭资源
JDBCUtils.closeResource(null, ps);
}
}

6.3、 事务的ACID属性

  1. 原子性（Atomicity） 原子性是指事务是一个不可分割的工作单位，事务中的操作要么都发生，要么都不发 生。
  2. 一致性（Consistency） 事务必须使数据库从一个一致性状态变换到另外一个一致性状态。
  3. 隔离性（Isolation） 事务的隔离性是指一个事务的执行不能被其他事务干扰，即一个事务内部的操作及使用的 数据对并发的其他事务是隔离的，并发执行的各个事务之间不能互相干扰。
  4. 持久性（Durability） 持久性是指一个事务一旦被提交，它对数据库中数据的改变就是永久性的，接下来的其 他操作和数据库故障不应该对其有任何影响。

6.3.1 数据库的并发问题

对于同时运行的多个事务, 当这些事务访问数据库中相同的数据时, 如果没有采取必要的隔离机制, 就会导致各种 并发问题:

脏读: 对于两个事务 T1, T2, T1 读取了已经被 T2 更新但还没有被提交的字段。之后, 若 T2 回滚, T1读取的内容就是临时且无效的。

不可重复读: 对于两个事务T1, T2, T1 读取了一个字段, 然后 T2 更新了该字段。之后, T1再次读取同一个字段, 值就不同了。

幻读: 对于两个事务T1, T2, T1 从一个表中读取了一个字段, 然后 T2 在该表中插入了一些新的行。之后, 如果 T1 再次读取同一个表, 就会多出几行。

数据库事务的隔离性: 数据库系统必须具有隔离并发运行各个事务的能力, 使它们不会相互影响, 避免各种并发问题。

一个事务与其他事务隔离的程度称为隔离级别。数据库规定了多种事务隔离级别, 不同隔离级别对应不同的干扰 程度, 隔离级别越高, 数据一致性就越好, 但并发性越弱。

6.3.2 四种隔离级别

数据库提供的4种事务隔离级别：

4f3466eb7f74d32388182dad01ff0f7.png

  • Oracle 支持的 2 种事务隔离级别：READ COMMITED, SERIALIZABLE。 Oracle 默认的事务隔离级别为: READ COMMITED 。

  • Mysql 支持 4 种事务隔离级别。Mysql 默认的事务隔离级别为: REPEATABLE READ。

6.3.3、 在MySql中设置隔离级别

每启动一个 mysql 程序, 就会获得一个单独的数据库连接. 每个数据库连接都有一个全局变量 @@tx_isolation,表示当前的事务隔离级别。 查看当前的隔离级别:

SELECT 1 @@tx_isolation;

设置当前 mySQL 连接的隔离级别:

set transaction isolation level read committed;

设置数据库系统的全局的隔离级别:

set global transaction isolation level read committed;

补充操作：
创建mysql数据库用户：

create user tom identified by 'abc123';

授予权限

#授予通过网络方式登录的tom用户，对所有库所有表的全部权限，密码设为abc123.
grant all privileges on *.* to tom@'%' identified by 'abc123';
#给tom用户使用本地命令行方式，授予atguigudb这个库下的所有表的插删改查的权限。
grant select,insert,delete,update on atguigudb.* to tom@localhost identified by
'abc123';

7、DAO及相关实现类

DAO：Data Access Object访问数据信息的类和接口，包括了对数据的CRUD（Create、Retrival、Update、 Delete），而不包含任何业务相关的信息。有时也称作：BaseDAO

作用：为了实现功能的模块化，更有利于代码的维护和升级。

8、数据库连接池

8.1、 JDBC数据库连接池的必要性

在使用开发基于数据库的web程序时，传统的模式基本是按以下步骤：

  • 在主程序（如servlet、beans）中建立数据库连接
  • 进行sql操作
  • 断开数据库连接

这种模式开发，存在的问题:
普通的JDBC数据库连接使用 DriverManager 来获取，每次向数据库建立连接的时候都要将 Connection 加载到内存中，再验证用户名和密码(得花费0.05s～1s的时间)。需要数据库连接的时候，就向数据库要求 一个，执行完成后再断开连接。这样的方式将会消耗大量的资源和时间。数据库的连接资源并没有得到很 好的重复利用。若同时有几百人甚至几千人在线，频繁的进行数据库连接操作将占用很多的系统资源，严 重的甚至会造成服务器的崩溃。

对于每一次数据库连接，使用完后都得断开。否则，如果程序出现异常而未能关闭，将会导致数据库系统 中的内存泄漏，最终将导致重启数据库。（回忆：何为Java的内存泄漏？）

这种开发不能控制被创建的连接对象数，系统资源会被毫无顾及的分配出去，如连接过多，也可能导致内 存泄漏，服务器崩溃。

8.1、数据库连接池技术

为解决传统开发中的数据库连接问题，可以采用数据库连接池技术。

数据库连接池的基本思想：就是为数据库连接建立一个“缓冲池”。预先在缓冲池中放入一定数量的连接，当需要 建立数据库连接时，只需从“缓冲池”中取出一个，使用完毕之后再放回去。

数据库连接池负责分配、管理和释放数据库连接，它允许应用程序重复使用一个现有的数据库连接，而不是重 新建立一个。

数据库连接池在初始化时将创建一定数量的数据库连接放到连接池中，这些数据库连接的数量是由最小数据库 连接数来设定的。无论这些数据库连接是否被使用，连接池都将一直保证至少拥有这么多的连接数量。连接池 的最大数据库连接数量限定了这个连接池能占有的最大连接数，当应用程序向连接池请求的连接数超过最大连 接数量时，这些请求将被加入到等待队列中。

数据库连接池技术的优点

  1. 资源重用 由于数据库连接得以重用，避免了频繁创建，释放连接引起的大量性能开销。在减少系统消耗的基础上，另一 方面也增加了系统运行环境的平稳性。
  2. 更快的系统反应速度 数据库连接池在初始化过程中，往往已经创建了若干数据库连接置于连接池中备用。此时连接的初始化工作均 已完成。对于业务请求处理而言，直接利用现有可用连接，避免了数据库连接初始化和释放过程的时间开销， 从而减少了系统的响应时间
  3. 新的资源分配手段 对于多应用共享同一数据库的系统而言，可在应用层通过数据库连接池的配置，实现某一应用最大可用数据库 连接数的限制，避免某一应用独占所有的数据库资源
  4. 统一的连接管理，避免数据库连接泄漏 在较为完善的数据库连接池实现中，可根据预先的占用超时设定，强制回收被占用连接，从而避免了常规数据 库连接操作中可能出现的资源泄露

8.3、 多种开源的数据库连接池

JDBC 的数据库连接池使用 javax.sql.DataSource 来表示，DataSource 只是一个接口，该接口通常由服务器 (Weblogic, WebSphere, Tomcat)提供实现，也有一些开源组织提供实现：
DBCP 是Apache提供的数据库连接池。tomcat 服务器自带dbcp数据库连接池。速度相对c3p0较快，但因 自身存在BUG，Hibernate3已不再提供支持。
C3P0 是一个开源组织提供的一个数据库连接池，速度相对较慢，稳定性还可以。hibernate官方推荐使用 Proxool 是sourceforge下的一个开源项目数据库连接池，有监控连接池状态的功能，稳定性较c3p0差一 点
BoneCP 是一个开源组织提供的数据库连接池，速度快
Druid 是阿里提供的数据库连接池，据说是集DBCP 、C3P0 、Proxool 优点于一身的数据库连接池，但是 速度不确定是否有BoneCP快
DataSource 通常被称为数据源，它包含连接池和连接池管理两个部分，习惯上也经常把 DataSource 称为连接 池
DataSource用来取代DriverManager来获取Connection，获取速度快，同时可以大幅度提高数据库访问速 度。

特别注意：
数据源和数据库连接不同，数据源无需创建多个，它是产生数据库连接的工厂，因此整个应用只需要一个 数据源即可。
当数据库访问结束后，程序还是像以前一样关闭数据库连接：conn.close(); 但conn.close()并没有关闭数 据库的物理连接，它仅仅把数据库连接释放，归还给了数据库连接池。

8.3.1、 C3P0数据库连接池

获取连接方式一

//使用C3P0数据库连接池的方式，获取数据库的连接：不推荐
public static Connection getConnection1() throws Exception{
ComboPooledDataSource cpds = new ComboPooledDataSource();
cpds.setDriverClass("com.mysql.jdbc.Driver");
cpds.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/test");
cpds.setUser("root");
cpds.setPassword("abc123");
// cpds.setMaxPoolSize(100);
Connection conn = cpds.getConnection();
return conn;
}

获取连接方式二

//使用C3P0数据库连接池的配置文件方式，获取数据库的连接：推荐
private static DataSource cpds = new ComboPooledDataSource("helloc3p0");
public static Connection getConnection2() throws SQLException{
Connection conn = cpds.getConnection();
return conn;
}

其中，src下的配置文件为：【c3p0-config.xml】



<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<c3p0-config>
<named-config name="helloc3p0">
<!-- 获取连接的4个基本信息 -->
<property name="user">root</property>
<property name="password">abc123</property>
<property name="jdbcUrl">jdbc:mysql:///test</property>
<property name="driverClass">com.mysql.jdbc.Driver</property>
<!-- 涉及到数据库连接池的管理的相关属性的设置 -->
<!-- 若数据库中连接数不足时, 一次向数据库服务器申请多少个连接 -->
<property name="acquireIncrement">5</property>
<!-- 初始化数据库连接池时连接的数量 -->
<property name="initialPoolSize">5</property>
<!-- 数据库连接池中的最小的数据库连接数 -->
<property name="minPoolSize">5</property>
<!-- 数据库连接池中的最大的数据库连接数 -->
<property name="maxPoolSize">10</property>
<!-- C3P0 数据库连接池可以维护的 Statement 的个数 -->
<property name="maxStatements">20</property>
<!-- 每个连接同时可以使用的 Statement 对象的个数 -->
<property name="maxStatementsPerConnection">5</property>
</named-config>
</c3p0-config>

8.3.2、 DBCP数据库连接池

DBCP 是 Apache 软件基金组织下的开源连接池实现，该连接池依赖该组织下的另一个开源系统：Commonpool 。如需使用该连接池实现，应在系统中增加如下两个 jar 文件：

  • Commons-dbcp.jar：连接池的实现
  • Commons-pool.jar：连接池实现的依赖库
    Tomcat 的连接池正是采用该连接池来实现的。该数据库连接池既可以与应用服务器整合使用，也可由应用程 序独立使用。
    数据源和数据库连接不同，数据源无需创建多个，它是产生数据库连接的工厂，因此整个应用只需要一个数据 源即可。
    当数据库访问结束后，程序还是像以前一样关闭数据库连接：conn.close(); 但上面的代码并没有关闭数据库的 物理连接，它仅仅把数据库连接释放，归还给了数据库连接池。
    配置属性说明

image.png

获取连接方式一：

public static Connection getConnection3() throws Exception {
BasicDataSource source = new BasicDataSource();
source.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver");
source.setUrl("jdbc:mysql:///test");
source.setUsername("root");
source.setPassword("abc123");
//
source.setInitialSize(10);
Connection conn = source.getConnection();
return conn;
}

获取连接方式二：

//使用dbcp数据库连接池的配置文件方式，获取数据库的连接：推荐
private static DataSource source = null;
static{
try {
Properties pros = new Properties();
InputStream is =
DBCPTest.class.getClassLoader().getResourceAsStream("dbcp.properties");
pros.load(is);
//根据提供的BasicDataSourceFactory创建对应的DataSource对象
source = BasicDataSourceFactory.createDataSource(pros);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static Connection getConnection4() throws Exception {
Connection conn = source.getConnection();
return conn;
}

其中，src下的配置文件为：【dbcp.properties】

driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
url=jdbc:mysql://localhost:3306/test?
rewriteBatchedStatements=true&useServerPrepStmts=false
username=root
password=abc123
initialSize=10
#...

8.3.3、 Druid（德鲁伊）数据库连接池

Druid是阿里巴巴开源平台上一个数据库连接池实现，它结合了C3P0、DBCP、Proxool等DB池的优点，同时加入了 日志监控，可以很好的监控DB池连接和SQL的执行情况，可以说是针对监控而生的DB连接池，可以说是目前最好的 连接池之一。


package com.atguigu.druid;
import java.sql.Connection;
import java.util.Properties;
import javax.sql.DataSource;
import com.alibaba.druid.pool.DruidDataSourceFactory;
public class TestDruid {
public static void main(String[] args) throws Exception {

Properties pro = new Properties();
pro.load(TestDruid.class.getClassLoader().getResourceAsStream("druid.properties"));
DataSource ds = DruidDataSourceFactory.createDataSource(pro);
Connection conn = ds.getConnection();
System.out.println(conn);
}
}

其中，src下的配置文件为：【druid.properties】

url=jdbc:mysql://localhost:3306/test?rewriteBatchedStatements=true
username=root
password=123456
driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
initialSize=10
maxActive=20
maxWait=1000
filters=wall

详细配置参数：

image.png

image.png

9、 Apache-DBUtils实现CRUD操作

9.1、 Apache-DBUtils简介

  • commons-dbutils 是 Apache 组织提供的一个开源 JDBC工具类库，它是对JDBC的简单封装，学习成本极低，
  • 并且使用dbutils能极大简化jdbc编码的工作量，同时也不会影响程序的性能。 API介绍：
    • org.apache.commons.dbutils.QueryRunner
    • org.apache.commons.dbutils.ResultSetHandler 工具类：
    • org.apache.commons.dbutils.DbUtils

9.2、 主要API的使用

9.2.1 DbUtils

  • DbUtils ：提供如关闭连接、装载JDBC驱动程序等常规工作的工具类，里面的所有方法都是静态的。主要方法 如下：
    • public static void close(…) throws java.sql.SQLException： DbUtils类提供了三个重载的关闭方 法。这些方法检查所提供的参数是不是NULL，如果不是的话，它们就关闭Connection、Statement和 ResultSet。
    • public static void closeQuietly(…): 这一类方法不仅能在Connection、Statement和ResultSet为NULL情况下避免关闭，还能隐藏一些在程序中抛出的SQLEeception。
    • public static void commitAndClose(Connection conn)throws SQLException： 用来提交连接的事务，然后关闭连接
    • public static void commitAndCloseQuietly(Connection conn)： 用来提交连接，然后关闭连接，并且在关闭连接时不抛出SQL异常。
    • public static void rollback(Connection conn)throws SQLException：允许conn为null，因为方法内部做了判断
    • public static void rollbackAndClose(Connection conn) throws SQLExceptionrollbackAndCloseQuietly(Connection)
    • public static boolean loadDriver(java.lang.String driverClassName)：这一方装载并注册JDBC驱动程序，如果成功就返回true。使用该方法，你不需要捕捉这个异常ClassNotFoundException。

9.2.2、 QueryRunner类

该类简单化了SQL查询，它与ResultSetHandler组合在一起使用可以完成大部分的数据库操作，能够大大减少 编码量。 QueryRunner类提供了两个构造器： 默认的构造器 需要一个 javax.sql.DataSource 来作参数的构造器 QueryRunner类的主要方法：

更新 public int update(Connection conn, String sql, Object... params) throws SQLException:
用来执行 一个更新（插入、更新或删除）操作。
...... 插入 public T insert(Connection conn,String sql,ResultSetHandler rsh, Object... params) throws SQLException：
只支持INSERT语句，其中 rsh - The handler used to create the result object from the ResultSet of auto-generated keys. 返回值: An object generated by the handler.即自动生成的 键值
.... 批处理
public int[] batch(Connection conn,String sql,Object[][] params)throws SQLException： INSERT, UPDATE, or DELETE语句
public T insertBatch(Connection conn,String sql,ResultSetHandler rsh,Object[][] params)throws SQLException：只支持INSERT语句
.....
查询 public Object query(Connection conn, String sql, ResultSetHandler rsh,Object... params) throws SQLException：
执行一个查询操作，在这个查询中，对象数组中的每个元素值被用来作为查询语句的置换参数。该方法会自行处理 PreparedStatement 和 ResultSet 的创建和关闭。 ......

9.2.3、 ResultSetHandler接口及实现类

  • 该接口用于处理 java.sql.ResultSet，将数据按要求转换为另一种形式。
  • ResultSetHandler 接口提供了一个单独的方法：Object handle (java.sql.ResultSet .rs)。
  • 接口的主要实现类：
    • ArrayHandler：把结果集中的第一行数据转成对象数组。
    • ArrayListHandler：把结果集中的每一行数据都转成一个数组，再存放到List中。
    • BeanHandler：将结果集中的第一行数据封装到一个对应的JavaBean实例中。
    • BeanListHandler：将结果集中的每一行数据都封装到一个对应的JavaBean实例中，存放到List里。
    • ColumnListHandler：将结果集中某一列的数据存放到List中。
    • KeyedHandler(name)：将结果集中的每一行数据都封装到一个Map里，再把这些map再存到一个map里，其key为指定的key。
    • MapHandler：将结果集中的第一行数据封装到一个Map里，key是列名，value就是对应的值。
    • MapListHandler：将结果集中的每一行数据都封装到一个Map里，然后再存放到List
    • ScalarHandler：查询单个值对象
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