Java编程基础课：SQL语句基础入门及如何自定义SQL查询？不会我教你哇。

bug菌
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环境说明：Windows 10 + IntelliJ IDEA 2021.3.2 + Jdk 1.8 + navicat

一、前言

  在这个信息技术飞速发展的时代，数据库技术已经成为软件开发不可或缺的基石。SQL，作为数据库查询和操作的标准化语言，对于任何希望在数据领域深入的开发者来说，都是一项必须掌握的技能。

  SQL，即结构化查询语言（Structured Query Language），作为与数据库交互的通用语言，这是每一位软件开发者必须掌握的关键技能。它不仅能够高效地查询、更新和管理数据，而且其语法的灵活性和强大功能使其成为开发者的得力助手。这点毋庸置疑。

  今天，我将继续带领大家深入探索数据库，特别是SQL的执行和结果处理。Java，作为一门历史悠久且功能强大的编程语言，提供了丰富的API和框架来实现数据库操作。本文将带领大家从基础到进阶，一步步深入了解SQL在Java中的应用，以Java这一广泛使用的编程语言为载体，探讨如何利用其强大的功能来执行SQL语句，并优雅地处理查询结果。无论你是数据库新手还是有一定基础的开发者，本文都将为你提供宝贵的知识和实用技巧，帮助你在数据库编程的道路上更进一步。

  在接下来的内容中，我们将详细介绍以下几个方面：

  1. SQL基础：回顾SQL的基本概念和语法结构，为不熟悉的同学打下坚实的基础。
  2. Java与数据库的连接：展示如何使用Java建立与MySQL数据库的连接，确保数据流的畅通无阻。
  3. 执行SQL语句：深入讲解如何在Java中执行各种类型的SQL语句，包括查询（SELECT）、插入（INSERT）、更新（UPDATE）和删除（DELETE）操作。（这点下文会详细讲）
  4. 结果处理：探讨如何从数据库查询中获取结果，并在Java程序中进行有效处理，包括结果集的遍历、数据的提取和异常的处理。(核心，带着大家一起实操。)

  通过本文的学习，你将能够更加自信地运用SQL和Java进行数据库编程，无论是在学术研究还是在商业项目中，都能够游刃有余。让我们一起开启这段知识的旅程，探索数据库编程的无限可能。

二、摘要

  本文我将带领大家走进SQL的世界，从基础的执行过程到Java中的实践应用，一探究竟。首先，我们会了解SQL语句是如何被解析和优化的，以及SQL引擎是如何执行这些语句的。接着，我们将深入Java的数据库操作，了解JDBC和Hibernate等技术是如何帮助我们执行SQL语句和处理结果的。通过一个具体的应用案例，我们将展示如何在Java中执行SQL查询并优雅地处理数据。最后，我们会分析Java执行SQL语句的优缺点，并提供一些实用的代码示例和测试用例，帮助大家更好地理解和掌握这些概念。

三、SQL概念

  SQL不仅仅是学习如何编写查询语句，更包括对数据的增删改查进行全面的掌握。理解SQL的基础概念，如表（Table）、行（Row）、列（Column）、主键（Primary Key）和外键（Foreign Key），是进行数据库设计和操作的前提。此外，熟悉SQL的数据类型、约束（Constraints）和索引（Indexes）等概念，也将大大提高我们处理数据的效率和质量。

四、数据库SQL使用

  这里我们先来通过原生SQL来进行实操一波，学习一下针对SQL如何操作数据，SQL语句不仅仅可以查询数据，它还包括新增、修改和删除操作。我们将通过一些简单的SQL语句示例，展示如何在数据库中进行这些操作。

  SQL的增删改查操作是数据库管理的基础。在实际应用中，我们还需要掌握更高级的SQL特性，如事务控制、存储过程、触发器和视图等。这些特性可以帮助我们构建更加强大和灵活的数据库应用程序，不过这些都是可以再进阶中去补充和完善学习的，现在不急，咱们一步一步来。

1.SQL查询

  不加条件查询用户user表。

select * from `user`;

执行结果如下：

image.png

  如果增加条件查询，例如，筛选出 age> 18 的用户信息，这该如何查询呢？

语法如下：

SELECT * FROM table_name WHERE condition;

查询SQL如下：

select * from `user` where age > 18;

执行结果如下：

image.png

2.SQL新增

  这里我给大家演示下如何通过SQL新增一个用户，演示如下：

INSERT INTO user(id, name, age,sex,address,describes) VALUES (6, "范冰冰",18,"女","四川成都","这是我新增的数据");

语法如下：

INSERT INTO table_name (column1, column2, ...) VALUES (value1, value2, ...);

执行结果如下：

image.png

然后我们再查询一下，检验是否新增成功。

image.png

3.SQL修改

  这里我们就针对我们新增的那条数据进行名称修改，具体SQL如下演示：

UPDATE user SET name = "张三" WHERE id = 6;

语法如下：

UPDATE table_name SET column1 = value1, column2 = value2 WHERE condition;

执行结果如下：

image.png

然后我们再查询一下，检验是否修改成功。

image.png

4.SQL删除

  至于删除操作，这里给个场景，把上边我新增的那条数据从数据库进行删除，那又该有何写SQL呢？其实很简单，你们往下看。

语法如下：

DELETE FROM table_name WHERE condition;

实际删除SQL如下：

DELETE FROM table_name WHERE condition;

执行结果如下：

image.png

然后我们再查询一下，检验是否删除成功。

image.png

  如上，这是我简单对MySQL数据库进行的增删改查SQL执行操作，目的就是为了引导大家能够通过简单SQL结合Java jdbc，通过代码去触发SQL操作。

五、Java如何整合SQL进行查询？

1.概述

  在Java中执行SQL语句，我们通常会用到JDBC或ORM框架。JDBC提供了一套直接与数据库交互的API，而ORM框架则提供了更高层次的抽象，让我们可以用对象的方式来操作数据库。接下来，我们将通过一个简单的Java程序，演示如何连接数据库、执行查询并处理结果。

  其中，对于在Java中与数据库建立连接，我们通常使用JDBC。JDBC作为一个标准的数据库连接API，允许Java应用程序以一种标准方式来访问和操作数据库。连接数据库通常涉及以下步骤：加载数据库驱动程序、建立连接、创建Statement或PreparedStatement对象，以及执行SQL语句。每个步骤都可能抛出异常，因此适当的异常处理对于编写稳健的数据库应用程序至关重要。

2.SQL执行步骤

  这里，先同学们讲述下，SQL的执行过程通常包括哪些步骤，具体如下：

  1. SQL语句解析：将SQL语句分解为各个独立的部分，如表名、列名、操作符等。
  2. SQL语句优化：根据数据库的统计信息和查询条件，选择最优的执行计划。
  3. SQL引擎执行：根据执行计划，执行SQL语句，获取结果。

  在Java中，执行SQL语句可以使用JDBC（Java Database Connectivity）或者ORM（Object-Relational Mapping）框架，如Hibernate、Mybatis、JPA（Java Persistence API）等，如果是有项目开发基础的，甚至都可以能够使用Spring Data JPA、OpenJPA等，当然这些都是后话，一步一步来。回到基础层面，JDBC提供了一组API，用于连接数据库、执行SQL语句和处理结果。而Hibernate则封装了JDBC的细节，提供了更高层次的抽象和更简洁的代码，不过这个框架年限也是使用比较久远，大多数的项目开发使用的比较多都是Mybatis与Spring Data JPA。以上就当给同学们做个简单科普，后续我都会对应的学习教程讲解相关知识点的。

3.应用场景案例

  这里，我给大家假设一个场景，比如现在有一个用户管理系统，其中包含一个名为users的表，存储了用户的ID和姓名。现在，我们需要使用Java开发语言来查询所有用户，并返回结果集，这里我就先获取并打印演示一下即可。这个案例不仅展示了基本的数据库操作，还包含了异常处理和资源管理的最佳实践，学习价值高嘞！

            // 连接数据库
            connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/mydb", "root", "password");

            // 创建Statement对象
            statement = connection.createStatement();

            // 执行SQL语句
            resultSet = statement.executeQuery("SELECT * FROM users");

            // 处理结果
            while (resultSet.next()) {
                int id = resultSet.getInt("id");
                String name = resultSet.getString("name");
                System.out.println("id: " + id + ", name: " + name);
            }

  执行以上代码后，将会输出所有用户的ID和姓名。如果你有时间，可以在本地实际演示一下。

4.优缺点分析

  Java执行SQL语句有其明显的优点，如标准化的API和ORM框架的高级抽象。但同时，它也有一些缺点，比如需要手动编写SQL语句和处理大量的重复性代码。了解这些优缺点有助于我们更好地选择合适的工具和方法。Java执行SQL语句的优点在于其标准化和跨数据库的兼容性。然而，通常手动编写SQL语句可能会增加出错的机会，并且对于复杂的查询，代码的维护和阅读性可能会受到影响。ORM框架如Hibernate通过将数据库表映射到Java对象，简化了数据库操作，但同时也可能带来性能开销和学习曲线。

如下，我给大家详细罗列：

其优点：

  • JDBC提供了一组标准的API，可以连接不同的数据库，并执行SQL语句。
  • ORM框架如Hibernate提供了更高层次的抽象，简化了数据库操作的代码。

其缺点：

  • 需要手动编写SQL语句，不够直观和方便。
  • 需要编写大量的重复性代码，如打开连接、关闭连接等。

5.类代码方法介绍

  在Java中执行SQL语句时，我们通常会用到几个关键的方法，如getConnection、createStatement、executeQuery和executeUpdate。这些方法分别用于建立数据库连接、创建Statement对象、执行查询和更新操作。除了基本的executeQuery和executeUpdate之外，还有许多其他方法可以辅助我们进行数据库操作，如execute、executeBatch和clearBatch等。了解这些方法的适用场景和使用方法，可以帮助我们更高效地编写数据库操作代码，这些都是需要我们去挖掘掌握的。

详细如下：

  1. getConnection(String url, String username, String password)：建立与数据库的连接。
  2. createStatement()：创建Statement对象，用于执行SQL语句。
  3. executeQuery(String sql)：执行查询SQL语句，并返回结果集。
  4. executeUpdate(String sql)：执行更新SQL语句，如插入、更新、删除等。

6.测试用例

  为了确保我们的程序按预期工作，编写测试用例是必不可少的。我们可以编写测试用例来验证数据库连接是否成功，以及SQL语句的执行结果是否正确。编写测试用例是确保数据库操作正确性的关键步骤。测试用例应该覆盖所有可能的输入情况，包括正常情况和边界情况。此外，测试数据库操作时，还应该考虑并发访问、事务管理和数据完整性等因素，这些都是我们些测试用例需要考虑的。

  如下，是我写的大致测试步骤：

  1. 验证数据库连接是否成功。
  2. 验证SQL语句执行结果是否正确。

  在Java中执行SQL语句的案例完整代码附上，仅供参考：

a.测试代码

public class TestExecuteQuery {

    private static final String DB_URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/springboot_db?serverTimezone=GMT%2B8&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8"; // 数据库连接URL
    private static final String USER = "root"; // 数据库用户名
    private static final String PASSWORD = "123456"; // 数据库密码

    public static void main(String[] args) {
        Connection conn = null;
        Statement stmt = null;
        ResultSet rs = null;

        try {
            // 注册JDBC驱动程序
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");

            conn = DriverManager.getConnection(DB_URL, USER, PASSWORD);
            stmt = conn.createStatement();
            String sql = "SELECT * FROM user";
            rs = stmt.executeQuery(sql);

            while (rs.next()) {
                int id = rs.getInt("id");
                String name = rs.getString("name");
                String sex = rs.getString("sex");
                // 打印结果
                System.out.println("id: " + id + ", name: " + name + ", sex: " + sex);
            }
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 关闭资源，避免资源泄露
            try {
                if (rs != null) rs.close();
                if (stmt != null) stmt.close();
                if (conn != null) conn.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

b.测试结果

  根据如上的测试用例，作者在本地进行测试结果如下，仅供参考，你们也可以自行修改测试用例或者添加其他的测试数据或测试方法，以便于进行熟练学习以此加深知识点的理解。

  顺便，这里我本地通过客户端连接数据库，演示执行一下查询SQL，验证一下我案例中所执行的SQL所获取的结果集是否正确。

  这里附上我连接客户端工具的配置信息。

image.png

c.测试代码解读

  根据如上测试用例，在此我给大家进行深入详细的捋一捋测试代码的全过程，以便于更多的同学能够加深印象并且把它吃透。

  如上的测试案例，本质上就是一个简单的数据库查询示例，其核心功能是连接到MySQL数据库，并从user表中检索所有用户的信息。以下是对完整案例的代码解读，希望能够帮助到大家理解，分析如下：

  1. 定义数据库连接参数：代码的开始，我部分设定了数据库的URL、用户名和密码。这些参数是连接数据库必须的信息，就像我们访问网站需要网址一样。

  2. 尝试建立数据库连接：使用DriverManager.getConnection方法，传入上面定义的数据库连接参数，尝试与数据库建立连接。如果连接成功，就可以对数据库进行操作了。

  3. 注册JDBC驱动：通过Class.forName加载MySQL的JDBC驱动程序。这相当于告诉Java程序，我们要使用这个驱动来与MySQL数据库进行交互。

  4. 创建Statement对象：一旦连接建立，下一步是创建一个Statement对象。这个对象允许我们发送SQL命令到数据库。

  5. 执行查询：定义了一个SQL查询语句"SELECT * FROM user"，意思是从user表中选择所有列的所有数据。然后使用stmt.executeQuery(sql)执行这个查询，并将结果存储在ResultSet对象rs中。

  6. 处理查询结果：通过循环遍历ResultSet对象，可以逐行读取数据。在每次循环中，使用rs.getInt、rs.getString等方法根据列名获取对应的数据，并将这些数据打印出来。

  7. 异常处理：在尝试连接数据库和执行查询的过程中，可能会遇到各种异常情况，如数据库连接失败、查询出错等。代码中使用了try-catch语句来捕获这些异常，并打印出错误信息。

  8. 关闭资源：最后，无论查询是否成功，都需要在finally块中关闭数据库资源，包括ResultSet、Statement和Connection对象。这是为了避免资源泄露，确保程序的健壮性。

  通俗一点的讲，整个代码流程就像我们去图书馆借书：先要找到图书馆的地址（数据库URL），然后凭借读者证（用户名和密码）进入图书馆（建立数据库连接）。进去后，我们向图书管理员（Statement对象）请求一本书（执行SQL查询）。接着，我们一页一页地翻看书本（遍历ResultSet），阅读里面的内容（提取数据）。最后，不论我们是否找到需要的信息，离开图书馆时都要把书放回原位（关闭资源）。我这样讲，大家能够更清晰的理解啦！

六、全文小结

  本文的初衷是向大家介绍SQL语句执行流程并结合Java进行交互。我们从SQL的地基出发，一步步搭建起通往Java数据库操作的桥梁。在这个过程中，我们不仅学习了SQL的基本概念，还深入探讨了Java如何利用其强大的API与数据库进行对话。通过一个贴近实际的应用案例，我们演示了如何用Java对数据库执行查询，并且优雅地处理返回的结果。

  文章中，本文我主要介绍了如何在Java中执行SQL语句和使用方法，包括SQL的执行过程，Java中如何执行SQL语句的API，以及一个实际的应用场景案例。同时，对Java执行SQL语句的优缺点进行了分析，并提供了一些类代码方法介绍和测试用例，重点是帮助同学能够在使用orm框架时，别忘了巩固基础，实际上，都是在这些原理上进行的多次封装，这样也方便同学们理解orm框架的实现原理；其中，我没有忽略对Java执行SQL语句的深入分析，包括它的优势和潜在的不足。我提供了实用的代码示例和测试用例，这些都是为了让同学们在掌握理论的同时，能够动手实践，加深理解。特别地，我们提到了ORM框架，强调了在追求高级工具便捷的同时，不应忽视对基础概念的掌握。理解了这些原理，使用ORM框架时才能游刃有余，知道它们背后的逻辑。

  总而言之，本文从SQL的基础概念讲起，逐步深入到Java中如何使用SQL进行数据库操作，并通过实际案例展示了SQL语句的执行和结果处理。同时，我们也分析了Java执行SQL语句的优缺点，并提供了一些实用的代码示例和测试用例，帮助大家更好地理解和掌握这些概念。

七、总结

  掌握SQL的执行和结果处理是Java开发者必备的基础知识之一。通过本文的学习，你应该能够理解SQL的执行过程和Java中执行SQL语句的相关API，以及如何应用到实际的应用场景中；希望每位同学都能够对SQL在Java中的应用有一个全面的认识，不仅掌握基本的查询和操作，还能够了解如何编写高效、可维护的数据库代码。数据库编程是一个不断学习和进步的过程，希望本文能够成为大家在这个过程中的一块垫脚石。对于Java开发者而言，能够熟练地执行SQL语句并处理结果是基本技能。本文的学习目标是让每位同学都能够对SQL的执行过程有一个清晰的认识，掌握如何在Java中发出SQL命令，并理解如何将这些命令应用到真实项目中。我们希望通过本文，不仅你能够学会基本的数据库查询和操作，还能够学会编写出既高效又易于维护的代码。数据库编程是一个不断探索的旅程，希望本文能成为大家在这条路上的一块坚实的垫脚石。

八、结尾

  随着文章接近尾声，我们希望这篇指南能够成为Java开发者在数据库领域的一盏明灯。我们不仅提供了技术层面的指导，更希望能够激发同学对数据库编程深层次的思考。如果你在学习过程中遇到任何难题或有独到的见解，欢迎随时交流，共同进步，我总结这篇文章，主要是通过详细的示例和清晰的解释，为Java开发者提供了SQL语句执行和结果处理的实用指南。

  同时，希望本文对你理解Java中SQL的执行和结果处理有所帮助。如果你有任何问题或建议，请随时与bug菌联系，当然，我想强调的也是最重要的一点，学习数据库编程不仅仅是为了掌握一项技能，更是为了培养一种思维方式。通过对SQL和Java的深入学习，我们能够更加清晰地理解数据的流动和转换，从而在面对复杂问题时，能够设计出更加优雅和高效的解决方案。学习数据库编程，我们不仅仅是在学一项技术，更是在培养解决问题的能力。掌握了SQL和Java的结合使用，我们就能更深入地理解数据的本质，更优雅地处理数据流转，设计出更加精妙的解决方案。愿每位同学都能在技术的海洋中乘风破浪，不断探索，不断超越。

  「学海无涯，心存高远」，愿我们都能保持对知识的渴望和对探索的热情。期待在未来的某一天，我们能以更加丰富的经验和更深层次的理解，再次相聚，共同迎接新的技术挑战。祝愿每位同学技术精进，前程似锦，我们下期再见~~。

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