Java 连接数据库示例全解析

简介

在现代软件开发中，与数据库进行交互是非常常见的需求。Java 作为一种广泛使用的编程语言，提供了丰富的方式来连接和操作各种类型的数据库。本文将深入探讨 Java 连接数据库的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，通过详细的代码示例帮助读者更好地理解和应用这一技术。

目录

1. 基础概念
   • 数据库驱动
   • JDBC（Java Database Connectivity）
2. 使用方法
   • 加载数据库驱动
   • 建立数据库连接
   • 执行 SQL 语句
   • 处理结果集
   • 关闭连接
3. 常见实践
   • 连接不同类型的数据库（如 MySQL、Oracle）
   • 预处理语句（PreparedStatement）的使用
   • 事务处理
4. 最佳实践
   • 数据库连接池
   • 异常处理
   • 代码结构优化
5. 代码示例
   • MySQL 连接示例
   • Oracle 连接示例
6. 小结
7. 参考资料

基础概念

数据库驱动

数据库驱动是一种软件组件，它允许 Java 应用程序与特定类型的数据库进行通信。不同的数据库（如 MySQL、Oracle、SQL Server 等）都有各自对应的驱动程序。驱动程序负责将 Java 代码中的数据库操作请求转换为数据库能够理解的命令，并将数据库的响应转换回 Java 可以处理的形式。

JDBC（Java Database Connectivity）

JDBC 是 Java 编程语言中用于执行 SQL 语句的 API。它提供了一组接口和类，允许 Java 程序与各种关系型数据库进行交互。JDBC 主要包括以下几个部分： - DriverManager：用于管理数据库驱动程序。 - Connection：代表与数据库的连接。 - Statement：用于执行 SQL 语句。 - ResultSet：用于存储和处理 SQL 查询的结果。

使用方法

加载数据库驱动

在连接数据库之前，需要加载相应的数据库驱动。这可以通过 Class.forName() 方法来实现。例如，对于 MySQL 数据库，加载驱动的代码如下：

try {
    Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
} catch (ClassNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
}

建立数据库连接

使用 DriverManager.getConnection() 方法来建立与数据库的连接。该方法需要传入数据库的 URL、用户名和密码。以下是连接 MySQL 数据库的示例：

String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydb";
String username = "root";
String password = "password";
Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);

执行 SQL 语句

有三种方式可以执行 SQL 语句： - Statement：用于执行普通的 SQL 语句。

Statement statement = connection.createStatement();
String sql = "SELECT * FROM users";
ResultSet resultSet = statement.executeQuery(sql);

• PreparedStatement：用于执行预编译的 SQL 语句，可有效防止 SQL 注入攻击。

String sql = "INSERT INTO users (name, age) VALUES (?,?)";
PreparedStatement preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
preparedStatement.setString(1, "John");
preparedStatement.setInt(2, 30);
preparedStatement.executeUpdate();

• CallableStatement：用于执行存储过程。

处理结果集

当执行查询语句后，会返回一个 ResultSet 对象，用于存储查询结果。可以通过 ResultSet 的方法来遍历和获取数据。

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

关闭连接

在完成数据库操作后，需要关闭相关的资源，包括 ResultSet、Statement 和 Connection，以释放资源。

resultSet.close();
statement.close();
connection.close();

常见实践

连接不同类型的数据库

• MySQL：除了上述加载驱动和连接的示例外，还需要在项目中添加 MySQL 驱动的依赖。可以通过 Maven 或 Gradle 来管理依赖。

<!-- Maven 依赖 -->
<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    <version>8.0.26</version>
</dependency>

• Oracle：加载 Oracle 驱动并连接数据库的代码如下：

try {
    Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");
} catch (ClassNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
}
String url = "jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:XE";
String username = "system";
String password = "password";
Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);

同时，需要在项目中添加 Oracle 驱动的依赖。

预处理语句（PreparedStatement）的使用

预处理语句不仅可以防止 SQL 注入，还能提高性能。在执行多次相同结构的 SQL 语句时，使用预处理语句可以减少编译时间。

String sql = "UPDATE users SET age =? WHERE name =?";
PreparedStatement preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
preparedStatement.setInt(1, 31);
preparedStatement.setString(2, "John");
preparedStatement.executeUpdate();

事务处理

事务是一组不可分割的数据库操作序列，要么全部执行成功，要么全部失败。在 Java 中，可以通过 Connection 对象来管理事务。

try {
    connection.setAutoCommit(false);
    // 执行多个 SQL 语句
    String sql1 = "INSERT INTO accounts (name, balance) VALUES ('Alice', 1000)";
    String sql2 = "INSERT INTO accounts (name, balance) VALUES ('Bob', 2000)";
    Statement statement = connection.createStatement();
    statement.executeUpdate(sql1);
    statement.executeUpdate(sql2);
    connection.commit();
} catch (SQLException e) {
    try {
        connection.rollback();
    } catch (SQLException ex) {
        ex.printStackTrace();
    }
    e.printStackTrace();
}

最佳实践

数据库连接池

数据库连接的创建和销毁是比较耗时的操作。使用数据库连接池可以预先创建一定数量的数据库连接，并在需要时复用这些连接，从而提高应用程序的性能。常见的数据库连接池有 HikariCP、C3P0 等。 以下是使用 HikariCP 的示例：

HikariConfig config = new HikariConfig();
config.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/mydb");
config.setUsername("root");
config.setPassword("password");
HikariDataSource dataSource = new HikariDataSource(config);
Connection connection = dataSource.getConnection();

异常处理

在与数据库交互过程中，可能会出现各种异常。良好的异常处理可以提高程序的稳定性和可维护性。建议在每个数据库操作方法中进行适当的异常捕获和处理，并向上层调用者传递有意义的错误信息。

try {
    // 数据库操作代码
} catch (SQLException e) {
    // 记录日志，向用户返回友好的错误信息
    System.err.println("Database operation failed: " + e.getMessage());
}

代码结构优化

将数据库操作相关的代码封装到独立的类或方法中，提高代码的可读性和可维护性。例如，可以创建一个 DatabaseUtil 类，将连接数据库、执行 SQL 语句等方法都封装在这个类中。

代码示例

MySQL 连接示例

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

public class MySQLConnectionExample {
    public static void main(String[] args) {
        Connection connection = null;
        Statement statement = null;
        ResultSet resultSet = null;

        try {
            // 加载驱动
            Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

            // 建立连接
            String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydb";
            String username = "root";
            String password = "password";
            connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);

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

            // 处理结果集
            while (resultSet.next()) {
                String name = resultSet.getString("name");
                int age = resultSet.getInt("age");
                System.out.println("Name: " + name + ", Age: " + age);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 关闭资源
            try {
                if (resultSet != null) resultSet.close();
                if (statement != null) statement.close();
                if (connection != null) connection.close();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

Oracle 连接示例

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

public class OracleConnectionExample {
    public static void main(String[] args) {
        Connection connection = null;
        Statement statement = null;
        ResultSet resultSet = null;

        try {
            // 加载驱动
            Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");

            // 建立连接
            String url = "jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:XE";
            String username = "system";
            String password = "password";
            connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);

            // 执行 SQL 语句
            statement = connection.createStatement();
            String sql = "SELECT * FROM employees";
            resultSet = statement.executeQuery(sql);

            // 处理结果集
            while (resultSet.next()) {
                String name = resultSet.getString("ename");
                double salary = resultSet.getDouble("sal");
                System.out.println("Name: " + name + ", Salary: " + salary);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 关闭资源
            try {
                if (resultSet != null) resultSet.close();
                if (statement != null) statement.close();
                if (connection != null) connection.close();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

小结

通过本文的介绍，我们深入了解了 Java 连接数据库的相关知识，包括基础概念、使用方法、常见实践和最佳实践。掌握这些内容可以帮助开发人员更加高效、安全地实现与数据库的交互。在实际开发中，需要根据具体的需求和场景选择合适的方法和技术，并不断优化代码以提高性能和稳定性。

参考资料

• Oracle JDBC 官方文档
• MySQL JDBC 官方文档
• HikariCP 官方文档