JDBC 完全指南：掌握 Java 数据库交互的核心技术

一、JDBC 是什么？为什么它如此重要？

JDBC（Java Database Connectivity）是 Java 语言中用于连接和操作关系型数据库的标准 API。它允许开发者通过统一的接口访问不同的数据库（如 MySQL、Oracle、PostgreSQL 等），而无需关心底层数据库的具体实现。 JDBC是学习Mybatis的前提，Mybatis是JDBC的简化，清楚认识到jdbc的流程，才能更好理解Mybatis。Mybatis明天准时更新。

JDBC 的核心价值

跨数据库兼容性：同一套代码适配多种数据库（通过更换驱动即可）。
简化开发：封装数据库协议细节，开发者专注于业务逻辑。
性能可控：支持从原生 SQL 操作到连接池优化等多层调优。

二、JDBC 架构与核心组件

JDBC 的架构分为两层：

应用程序层：开发者编写的 Java 代码。
驱动层：数据库厂商提供的 JDBC 驱动（如 mysql-connector-java）。

核心接口与类

组件	作用
`DriverManager`	管理数据库驱动，建立与数据库的连接
`Connection`	表示与数据库的会话，用于管理事务和创建语句对象
`Statement`	执行静态 SQL 语句（如 `SELECT`, `INSERT`）
`PreparedStatement`	预编译 SQL 语句，防止 SQL 注入，提升性能
`CallableStatement`	调用数据库存储过程
`ResultSet`	封装查询结果集，支持遍历和读取数据

三、JDBC 工作流程详解

6 步完成数据库操作

1. 注册驱动（可选）

从 JDBC 4.0 开始，支持自动驱动加载，无需手动调用 Class.forName()。

// 旧方式（JDBC 3.0）  
Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");  

// JDBC 4.0+ 自动加载驱动（需驱动 JAR 包含 META-INF/services/java.sql.Driver 文件）

2. 建立连接

通过 DriverManager.getConnection() 获取 Connection 对象。

String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydb?useSSL=false&serverTimezone=UTC";  
String user = "root";  
String password = "123456";  

try (Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password)) {  
    // 使用连接执行操作  
}

3. 创建 Statement

根据需求选择 Statement 或 PreparedStatement。

// 静态 SQL（存在 SQL 注入风险）  
Statement stmt = conn.createStatement();  

// 预编译 SQL（推荐）  
String sql = "INSERT INTO users(name, email) VALUES (?, ?)";  
PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql);

4. 执行 SQL

查询：executeQuery() 返回 ResultSet。
更新：executeUpdate() 返回受影响的行数。

// 插入数据  
pstmt.setString(1, "Alice");  
pstmt.setString(2, "alice@example.com");  
int rows = pstmt.executeUpdate();  
System.out.println("插入行数: " + rows);  

// 查询数据  
ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROM users");

5. 处理结果集

遍历 ResultSet 并读取数据。

while (rs.next()) {  
    int id = rs.getInt("id");  
    String name = rs.getString("name");  
    System.out.println(id + ", " + name);  
}

6. 关闭资源

使用 try-with-resources 自动关闭资源（Java 7+）。

try (Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);  
     PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql);  
     ResultSet rs = pstmt.executeQuery()) {  
    // 操作代码  
} catch (SQLException e) {  
    e.printStackTrace();  
}

四、PreparedStatement vs Statement：为什么前者更优秀？

对比项	`Statement`	`PreparedStatement`
SQL 注入风险	高（直接拼接 SQL）	低（参数化查询）
性能	每次执行需编译 SQL	预编译一次，重复使用效率高
可读性	字符串拼接复杂	参数占位符（`?`）清晰易读

示例：PreparedStatement 防 SQL 注入

String input = "admin'; DROP TABLE users;--";  

// 错误方式（Statement）  
String sql = "SELECT * FROM users WHERE name = '" + input + "'";  
// 实际 SQL: SELECT * FROM users WHERE name = 'admin'; DROP TABLE users;--'  

// 正确方式（PreparedStatement）  
PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement("SELECT * FROM users WHERE name = ?");  
pstmt.setString(1, input); // 参数会被安全处理

五、事务管理：保证数据一致性

通过 Connection 对象控制事务：

try (Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password)) {  
    conn.setAutoCommit(false); // 关闭自动提交  

    // 执行多个操作  
    updateAccount(conn, "A", -100);  
    updateAccount(conn, "B", 100);  

    conn.commit(); // 提交事务  
} catch (SQLException e) {  
    conn.rollback(); // 回滚事务  
}

关键方法：

setAutoCommit(boolean)：启用/禁用自动提交。
commit()：提交事务。
rollback()：回滚事务。

六、连接池：提升性能的关键

为什么需要连接池？

频繁创建/关闭连接开销大。
连接池预先创建并管理连接，复用连接减少延迟。

常用连接池库

HikariCP：高性能，Spring Boot 默认选择。
Apache DBCP：稳定但性能一般。
C3P0：功能丰富，但较老旧。

HikariCP 示例配置

HikariConfig config = new HikariConfig();  
config.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost/mydb");  
config.setUsername("root");  
config.setPassword("123456");  
config.setMaximumPoolSize(10);  

try (HikariDataSource dataSource = new HikariDataSource(config);  
     Connection conn = dataSource.getConnection()) {  
    // 使用连接  
}

七、异常处理与最佳实践

1. 处理 SQLException

捕获并记录异常，避免直接忽略。
使用 SQLException.getErrorCode() 获取数据库特定错误码。

2. 最佳实践

始终使用 PreparedStatement：防止 SQL 注入。
使用 try-with-resources：确保资源释放。
合理设置连接池参数：如最大连接数、超时时间。
日志记录 SQL 操作：便于调试和审计。

八、进阶：JdbcTemplate 与 ORM 框架

1. Spring JdbcTemplate

简化 JDBC 样板代码：

@Autowired  
private JdbcTemplate jdbcTemplate;  

public List<User> getUsers() {  
    return jdbcTemplate.query("SELECT * FROM users", (rs, rowNum) -> {  
        User user = new User();  
        user.setId(rs.getInt("id"));  
        user.setName(rs.getString("name"));  
        return user;  
    });  
}

2. ORM 框架（如 MyBatis、Hibernate）

MyBatis：通过 XML/注解映射 SQL，灵活性强。
Hibernate：全自动 ORM，适合复杂对象模型。

九、完整示例：JDBC CRUD 操作

public class JdbcDemo {  
    private static final String URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydb";  
    private static final String USER = "root";  
    private static final String PASSWORD = "123456";  

    public static void main(String[] args) {  
        // 插入用户  
        insertUser("Bob", "bob@example.com");  

        // 查询用户  
        List<User> users = getUsers();  
        users.forEach(System.out::println);  
    }  

    public static void insertUser(String name, String email) {  
        String sql = "INSERT INTO users(name, email) VALUES (?, ?)";  
        try (Connection conn = DriverManager.getConnection(URL, USER, PASSWORD);  
             PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {  
            pstmt.setString(1, name);  
            pstmt.setString(2, email);  
            pstmt.executeUpdate();  
        } catch (SQLException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  

    public static List<User> getUsers() {  
        List<User> users = new ArrayList<>();  
        String sql = "SELECT * FROM users";  
        try (Connection conn = DriverManager.getConnection(URL, USER, PASSWORD);  
             Statement stmt = conn.createStatement();  
             ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql)) {  
            while (rs.next()) {  
                User user = new User();  
                user.setId(rs.getInt("id"));  
                user.setName(rs.getString("name"));  
                user.setEmail(rs.getString("email"));  
                users.add(user);  
            }  
        } catch (SQLException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
        return users;  
    }  
}