Java 中连接数据库全解析

简介

在 Java 开发中，连接数据库是一项非常基础且重要的技能。通过 Java 程序与数据库建立连接，我们可以对数据库中的数据进行增删改查等操作，实现数据的持久化存储和管理。本文将详细介绍 Java 中连接数据库的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，帮助读者深入理解并高效使用这一技术。

基础概念

JDBC

JDBC（Java Database Connectivity）是 Java 提供的一套用于与各种数据库进行通信的 API。它允许 Java 程序通过统一的接口来连接不同类型的数据库，如 MySQL、Oracle、SQL Server 等。JDBC 主要包含以下几个核心组件： - DriverManager：用于管理 JDBC 驱动程序，负责建立与数据库的连接。 - Connection：表示与数据库的连接，通过它可以创建 Statement 或 PreparedStatement 对象来执行 SQL 语句。 - Statement：用于执行静态 SQL 语句。 - PreparedStatement：用于执行预编译的 SQL 语句，它可以防止 SQL 注入攻击，提高性能。 - ResultSet：用于存储 SQL 查询的结果集。

数据库驱动

数据库驱动是 JDBC 与特定数据库之间的桥梁，不同的数据库需要使用不同的驱动程序。例如，MySQL 使用 com.mysql.cj.jdbc.Driver 驱动，Oracle 使用 oracle.jdbc.driver.OracleDriver 驱动。在使用 JDBC 连接数据库之前，需要先加载相应的数据库驱动。

使用方法

加载数据库驱动

在 Java 中，可以使用 Class.forName() 方法来加载数据库驱动。以下是加载 MySQL 驱动的示例代码：

try {
    Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
    System.out.println("数据库驱动加载成功");
} catch (ClassNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
}

建立数据库连接

加载驱动后，就可以使用 DriverManager.getConnection() 方法来建立与数据库的连接。需要提供数据库的 URL、用户名和密码。以下是连接 MySQL 数据库的示例代码：

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/mydb";
        String username = "root";
        String password = "password";

        try {
            Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);
            System.out.println("数据库连接成功");
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

执行 SQL 语句

建立连接后，可以创建 Statement 或 PreparedStatement 对象来执行 SQL 语句。以下是使用 Statement 对象执行查询语句的示例代码：

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.Statement;
import java.sql.SQLException;

public class ExecuteSQL {
    public static void main(String[] args) {
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydb";
        String username = "root";
        String password = "password";

        try {
            Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);
            Statement statement = connection.createStatement();
            String sql = "SELECT * FROM users";
            ResultSet resultSet = statement.executeQuery(sql);

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

            resultSet.close();
            statement.close();
            connection.close();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

关闭数据库连接

使用完数据库连接后，需要及时关闭 ResultSet、Statement 和 Connection 对象，以释放资源。可以在 finally 块中进行关闭操作，确保资源一定会被关闭。

常见实践

使用 JDBC 连接 MySQL 数据库

以下是一个完整的使用 JDBC 连接 MySQL 数据库并执行增删改查操作的示例代码：

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;

public class MySQLExample {
    public static void main(String[] args) {
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydb";
        String username = "root";
        String password = "password";

        try {
            // 加载驱动
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
            // 建立连接
            Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);

            // 插入数据
            String insertSql = "INSERT INTO users (name) VALUES (?)";
            PreparedStatement insertStatement = connection.prepareStatement(insertSql);
            insertStatement.setString(1, "John");
            insertStatement.executeUpdate();

            // 查询数据
            Statement selectStatement = connection.createStatement();
            String selectSql = "SELECT * FROM users";
            ResultSet resultSet = selectStatement.executeQuery(selectSql);
            while (resultSet.next()) {
                int id = resultSet.getInt("id");
                String name = resultSet.getString("name");
                System.out.println("ID: " + id + ", Name: " + name);
            }

            // 更新数据
            String updateSql = "UPDATE users SET name = ? WHERE id = ?";
            PreparedStatement updateStatement = connection.prepareStatement(updateSql);
            updateStatement.setString(1, "Jane");
            updateStatement.setInt(2, 1);
            updateStatement.executeUpdate();

            // 删除数据
            String deleteSql = "DELETE FROM users WHERE id = ?";
            PreparedStatement deleteStatement = connection.prepareStatement(deleteSql);
            deleteStatement.setInt(1, 1);
            deleteStatement.executeUpdate();

            // 关闭资源
            resultSet.close();
            insertStatement.close();
            selectStatement.close();
            updateStatement.close();
            deleteStatement.close();
            connection.close();
        } catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

使用 JDBC 连接 Oracle 数据库

以下是使用 JDBC 连接 Oracle 数据库的示例代码：

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.Statement;
import java.sql.SQLException;

public class OracleExample {
    public static void main(String[] args) {
        String url = "jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:xe";
        String username = "system";
        String password = "password";

        try {
            // 加载驱动
            Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");
            // 建立连接
            Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);

            // 执行查询语句
            Statement statement = connection.createStatement();
            String sql = "SELECT * FROM employees";
            ResultSet resultSet = statement.executeQuery(sql);

            while (resultSet.next()) {
                int id = resultSet.getInt("employee_id");
                String name = resultSet.getString("employee_name");
                System.out.println("ID: " + id + ", Name: " + name);
            }

            resultSet.close();
            statement.close();
            connection.close();
        } catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

最佳实践

使用连接池

频繁地创建和销毁数据库连接会消耗大量的系统资源，影响性能。可以使用连接池来管理数据库连接，连接池可以预先创建一定数量的连接，当需要使用连接时，直接从连接池中获取，使用完后再归还到连接池中。常用的连接池有 HikariCP、Druid 等。以下是使用 HikariCP 连接池的示例代码：

import com.zaxxer.hikari.HikariConfig;
import com.zaxxer.hikari.HikariDataSource;
import java.sql.Connection;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;

public class HikariCPExample {
    public static void main(String[] args) {
        HikariConfig config = new HikariConfig();
        config.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/mydb");
        config.setUsername("root");
        config.setPassword("password");
        config.setDriverClassName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");

        HikariDataSource dataSource = new HikariDataSource(config);

        try (Connection connection = dataSource.getConnection();
             Statement statement = connection.createStatement();
             ResultSet resultSet = statement.executeQuery("SELECT * FROM users")) {

            while (resultSet.next()) {
                int id = resultSet.getInt("id");
                String name = resultSet.getString("name");
                System.out.println("ID: " + id + ", Name: " + name);
            }
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

异常处理

在使用 JDBC 连接数据库时，可能会抛出各种异常，如 SQLException、ClassNotFoundException 等。需要对这些异常进行捕获和处理，避免程序崩溃。可以在 catch 块中记录日志或进行相应的处理。

资源管理

使用 try-with-resources 语句可以自动关闭实现了 AutoCloseable 接口的资源，如 ResultSet、Statement 和 Connection 对象。这样可以避免手动关闭资源时可能出现的错误。

小结

本文详细介绍了 Java 中连接数据库的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践。通过学习本文，读者可以掌握使用 JDBC 连接不同类型数据库的方法，了解如何执行 SQL 语句和管理数据库连接。同时，还介绍了使用连接池、异常处理和资源管理等最佳实践，以提高程序的性能和稳定性。