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引言
在现代应用开发中，与数据库交互是不可或缺的一部分。Java提供了JDBC（Java Database Connectivity） API，允许开发者方便地连接到数据库并执行SQL操作。本文将详细介绍Java数据库编程的基础知识，包括JDBC的基本概念、数据库连接与操作、事务处理、以及使用ORM框架如Hibernate，并通过表格进行总结和示范。
JDBC基础
什么是JDBC？
JDBC是Java数据库连接的标准API，允许Java应用与数据库进行交互。JDBC API提供了与数据库连接、执行SQL查询、更新数据库和处理结果集的方法。
JDBC体系结构
| 组件 | 描述 |
|---|---|
| DriverManager | 管理一组JDBC驱动程序，实现数据库连接 |
| Driver | 用于与数据库通信的JDBC驱动程序 |
| Connection | 表示与特定数据库的连接，用于执行SQL语句 |
| Statement | 用于执行SQL查询和更新 |
| ResultSet | 表示SQL查询的结果，允许迭代和处理结果集 |
| SQLException | 指示数据库访问错误的异常类 |
JDBC四大步骤
- 加载并注册数据库驱动
- 建立数据库连接
- 创建并执行SQL语句
- 处理结果与关闭资源
数据库连接与操作
连接数据库
使用DriverManager获取数据库连接。
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;public class DatabaseConnection {public static void main(String[] args) {String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase";String username = "root";String password = "password";try (Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password)) {System.out.println("Database connected!");} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();}}
}
执行SQL查询
使用Statement执行SQL查询并处理结果集。
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.Statement;public class SelectQueryExample {public static void main(String[] args) {String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase";String username = "root";String password = "password";try (Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);Statement statement = connection.createStatement()) {String query = "SELECT * FROM users";ResultSet resultSet = statement.executeQuery(query);while (resultSet.next()) {int id = resultSet.getInt("id");String name = resultSet.getString("name");String email = resultSet.getString("email");System.out.println("ID: " + id + ", Name: " + name + ", Email: " + email);}} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();}}
}
更新数据库
使用PreparedStatement执行SQL更新操作。
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.SQLException;public class UpdateQueryExample {public static void main(String[] args) {String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase";String username = "root";String password = "password";try (Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);PreparedStatement statement = connection.prepareStatement("UPDATE users SET email = ? WHERE id = ?")) {statement.setString(1, "newemail@example.com");statement.setInt(2, 1);int rowsAffected = statement.executeUpdate();System.out.println("Rows affected: " + rowsAffected);} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();}}
}
JDBC常用类与方法表
| 类/接口 | 方法 | 描述 |
|---|---|---|
DriverManager | getConnection(String, String, String) | 获取数据库连接 |
Connection | createStatement() | 创建Statement实例 |
prepareStatement(String) | 创建PreparedStatement实例 | |
close() | 关闭数据库连接 | |
Statement | executeQuery(String) | 执行SQL查询并返回ResultSet |
executeUpdate(String) | 执行SQL更新并返回受影响行数 | |
close() | 关闭Statement | |
PreparedStatement | setString(int, String) | 设置SQL参数值 |
setInt(int, int) | 设置SQL参数值 | |
executeUpdate() | 执行SQL更新并返回受影响行数 | |
executeQuery() | 执行SQL查询并返回ResultSet | |
close() | 关闭PreparedStatement | |
ResultSet | next() | 移动到下一行数据 |
getInt(String) | 获取当前行指定列的整数值 | |
getString(String) | 获取当前行指定列的字符串值 | |
close() | 关闭ResultSet | |
SQLException | getMessage() | 获取异常消息 |
printStackTrace() | 打印异常堆栈轨迹 |
事务处理
在数据库操作中，事务用于保证一组操作要么全部成功要么全部失败，确保数据一致性。事务具有四个属性（ACID）：原子性、一致性、隔离性和持久性。
使用事务
使用Connection对象的事务控制方法实现数据库事务。
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.SQLException;public class TransactionExample {public static void main(String[] args) {String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase";String username = "root";String password = "password";try (Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password)) {connection.setAutoCommit(false); // 开始事务try (PreparedStatement pst1 = connection.prepareStatement("UPDATE accounts SET balance = balance - ? WHERE id = ?");PreparedStatement pst2 = connection.prepareStatement("UPDATE accounts SET balance = balance + ? WHERE id = ?")) {pst1.setDouble(1, 100.0);pst1.setInt(2, 1);pst1.executeUpdate();pst2.setDouble(1, 100.0);pst2.setInt(2, 2);pst2.executeUpdate();connection.commit(); // 提交事务System.out.println("Transaction committed successfully.");} catch (SQLException e) {connection.rollback(); // 回滚事务System.out.println("Transaction rolled back.");e.printStackTrace();}} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();}}
}
事务控制方法表
| 方法 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
setAutoCommit(boolean) | 设置是否自动提交事务 | connection.setAutoCommit(false); |
commit() | 提交事务 | connection.commit(); |
rollback() | 回滚事务 | connection.rollback(); |
使用ORM框架：Hibernate
Hibernate是Java的一个流行的ORM（对象关系映射）框架，通过将Java对象映射到数据库表，简化了数据库操作并提高了生产力。
Hibernate配置
Hibernate通过hibernate.cfg.xml文件进行配置，包括数据库连接信息和映射文件。
示例：hibernate.cfg.xml
<!DOCTYPE hibernate-configuration PUBLIC"-//Hibernate/Hibernate Configuration DTD 3.0//EN""http://hibernate.sourceforge.net/hibernate-configuration-3.0.dtd">
<hibernate-configuration><session-factory><!-- 数据库连接配置 --><property name="hibernate.connection.driver_class">com.mysql.cj.jdbc.Driver</property><property name="hibernate.connection.url">jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase</property><property name="hibernate.connection.username">root</property><property name="hibernate.connection.password">password</property><property name="hibernate.dialect">org.hibernate.dialect.MySQLDialect</property><!-- 映射类 --><mapping class="com.example.User"/></session-factory>
</hibernate-configuration>
Hibernate实体类
定义一个实体类，并使用Hibernate注解进行配置。
示例：User实体类
import javax.persistence.Entity;
import javax.persistence.Id;
import javax.persistence.Table;@Entity
@Table(name = "users")
public class User {@Idprivate int id;private String name;private String email;// Getters and setterspublic int getId() {return id;}public void setId(int id) {this.id = id;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public String getEmail() {return email;}public void setEmail(String email) {this.email = email;}
}
使用Hibernate进行数据库操作
使用Hibernate的Session和Transaction进行CRUD（创建、读取、更新、删除）操作。
示例：Hibernate CRUD操作
import org.hibernate.Session;
import org.hibernate.SessionFactory;
import org.hibernate.Transaction;
import org.hibernate.cfg.Configuration;public class HibernateCRUDExample {public static void main(String[] args) {// 创建SessionFactorySessionFactory sessionFactory = new Configuration().configure().buildSessionFactory();// 创建Sessiontry (Session session = sessionFactory.openSession()) {// 创建TransactionTransaction transaction = session.beginTransaction();// 创建并保存一个新用户User user = new User();user.setId(1);user.setName("John Doe");user.setEmail("john.doe@example.com");session.save(user);System.out.println("User saved!");// 提交事务transaction.commit();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {// 关闭SessionFactorysessionFactory.close();}}
}
Hibernate常用类与方法表
| 类/接口 | 方法 | 描述 |
|---|---|---|
Configuration | configure() | 加载Hibernate配置文件 |
buildSessionFactory() | 创建SessionFactory实例 | |
SessionFactory | openSession() | 打开一个新的Session实例 |
close() | 关闭SessionFactory实例 | |
Session | beginTransaction() | 开始一个新的事务 |
save(Object) | 保存一个对象到数据库 | |
update(Object) | 更新数据库中的一个对象 | |
delete(Object) | 从数据库中删除一个对象 | |
get(Class, Serializable) | 根据标识符从数据库中获取一个对象 | |
Transaction | commit() | 提交事务 |
rollback() | 回滚事务 |
表格总结
JDBC常用类与方法表
| 类/接口 | 方法 | 描述 |
|---|---|---|
DriverManager | getConnection(String, String, String) | 获取数据库连接 |
Connection | createStatement() | 创建Statement实例 |
prepareStatement(String) | 创建PreparedStatement实例 | |
close() | 关闭数据库连接 | |
Statement | executeQuery(String) | 执行SQL查询并返回ResultSet |
executeUpdate(String) | 执行SQL更新并返回受影响行数 | |
close() | 关闭Statement | |
PreparedStatement | setString(int, String) | 设置SQL参数值 |
setInt(int, int) | 设置SQL参数值 | |
executeUpdate() | 执行SQL更新并返回受影响行数 | |
executeQuery() | 执行SQL查询并返回ResultSet | |
close() | 关闭PreparedStatement | |
ResultSet | next() | 移动到下一行数据 |
getInt(String) | 获取当前行指定列的整数值 | |
getString(String) | 获取当前行指定列的字符串值 | |
close() | 关闭ResultSet | |
SQLException | getMessage() | 获取异常消息 |
printStackTrace() | 打印异常堆栈轨迹 |
事务控制方法表
| 方法 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
setAutoCommit(boolean) | 设置是否自动提交事务 | connection.setAutoCommit(false); |
commit() | 提交事务 | connection.commit(); |
rollback() | 回滚事务 | connection.rollback(); |
Hibernate常用类与方法表
| 类/接口 | 方法 | 描述 |
|---|---|---|
Configuration | configure() | 加载Hibernate配置文件 |
buildSessionFactory() | 创建SessionFactory实例 | |
SessionFactory | openSession() | 打开一个新的Session实例 |
close() | 关闭SessionFactory实例 | |
Session | beginTransaction() | 开始一个新的事务 |
save(Object) | 保存一个对象到数据库 | |
update(Object) | 更新数据库中的一个对象 | |
delete(Object) | 从数据库中删除一个对象 | |
get(Class, Serializable) | 根据标识符从数据库中获取一个对象 | |
Transaction | commit() | 提交事务 |
rollback() | 回滚事务 |
总结
本文详细介绍了Java数据库编程的基础知识，包括JDBC的基本概念、数据库连接与操作、事务处理、以及使用ORM框架如Hibernate。通过示例代码和表格总结，帮助读者更好地理解和应用Java中的数据库编程，提高数据操作的效率和安全性。
