《数据库编程接口》课件

数据库编程接口数据库编程接口是应用程序与数据库系统之间交互的桥梁，提供了一套标准化的规则和方法，允许程序员使用各种编程语言访问和操作数据库by课程内容概述数据库基础数据库编程介绍关系型数据库的基本概念，包括数据库、讲解JDBC编程模型，涵盖数据库连接、SQL语表、字段、关系等句执行、结果处理等事务管理性能优化介绍事务的概念、ACID特性，以及JDBC中的事探讨数据库连接池、DAO模式、批量操作等性务管理机制能优化技术数据库基础知识回顾数据库管理系统数据模型语言SQL数据库管理系统（DBMS）是数据模型描述了数据的组织结结构化查询语言（SQL）是一一种软件，用于管理数据库构和关系常见的数据库模型种用于与数据库交互的标准语它允许用户创建、维护和访问包括关系模型、面向对象模型言SQL语言用于定义数据结数据库DBMS提供数据存储和层次模型关系模型使用表构、插入和更新数据以及检索、检索、更新和安全管理的功格来存储数据，它是最常用的数据能数据库模型之一数据库编程概述连接数据库执行语句

1.

2.SQL12建立应用程序与数据库之间的使用SQL语句查询、插入、更连接，允许程序访问数据库数新或删除数据库中的数据据处理结果事务管理

3.

4.34将查询结果转换为应用程序可确保数据库操作的原子性和一用的格式，例如列表或对象致性，防止数据丢失什么是数据库编程与数据库交互应用程序逻辑数据库编程是指使用编程语言编数据库编程将业务逻辑与数据操写代码与数据库进行交互，实现作结合，使应用程序能够有效地对数据的存取、更新、删除等操访问和处理数据库中的信息作数据管理数据库编程提供了一种规范的方式来管理数据，确保数据的一致性、完整性和安全性数据库编程的作用数据持久化数据访问数据管理业务逻辑实现将应用程序中的数据存储到数允许应用程序访问和操作数据提供强大的数据管理功能，包数据库编程可以实现复杂的业据库中，以便在程序关闭后仍库中的数据，包括读取、写入括数据排序、筛选、聚合、索务逻辑，例如数据验证、授权能保存数据，确保数据安全和、更新和删除数据引等，以提高数据查询效率和控制、数据转换和计算等完整性应用程序性能数据库编程的常见应用场景数据管理系统应用开发Web企业资源规划系统ERP，客户关现代Web应用通常使用数据库来系管理系统CRM，电子商务平存储用户数据、产品信息、订单台等都需要数据库编程来管理大记录等，数据库编程是构建Web量数据应用的核心技术之一移动应用开发数据分析与挖掘移动应用也需要使用数据库来存数据库编程可以用于数据分析、储本地数据，如用户设置、缓存数据挖掘、机器学习等领域，帮数据等，数据库编程是实现数据助企业从数据中提取有价值的信同步、离线功能的关键息，提升决策效率编程模型概述JDBCJDBC JavaDatabase Connectivity是Java语言访问数据库的标准API.JDBC为Java程序员提供了一种通用的方式，可以连接各种数据库，并执行SQL语句来访问数据.简介JDBC连接数据库JDBC是一种Java API，允许开发者使用Java编程语言与各种数据库进行交互执行语句SQLJDBC提供了一种标准机制，通过JDBC驱动程序，将Java代码转换为数据库可理解的SQL语句处理结果集JDBC允许开发者从数据库中检索数据，并以Java对象的形式进行处理核心组件JDBCDriverManager ConnectionStatement PreparedStatement负责加载数据库驱动程序，建代表与数据库的连接，并提供用于执行SQL语句，将SQL语立数据库连接它提供了连接了执行SQL语句和管理事务等句发送到数据库，并获取结果预编译的SQL语句，提高数据数据库的关键入口，允许应用操作的关键接口集Statement提供了执行库执行效率程序通过指定驱动程序类名连Connection是JDBC应用程序静态SQL语句的方法，适用于PreparedStatement提供了接到特定的数据库系统与数据库交互的核心对象，允执行预定义的SQL语句执行参数化SQL语句的方法，许应用程序发送SQL语句，执适用于执行包含参数的SQL语行数据库操作，并管理事务句，并提高了SQL语句的安全性，避免了SQL注入漏洞编程流程JDBC加载驱动JDBC1使用Class.forName方法加载JDBC驱动类加载驱动类会注册JDBC驱动到DriverManager中获取数据库连接2使用DriverManager.getConnection方法建立与数据库的连接，传入数据库URL、用户名和密码创建对象Statement3使用Connection.createStatement方法创建Statement对象，用于执行SQL语句执行语句SQL4使用Statement对象的execute方法执行SQL语句，根据SQL语句的类型返回不同的结果处理结果集5如果执行的是查询语句，可以使用ResultSet对象遍历结果集，获取数据关闭资源6最后，关闭连接、Statement对象和ResultSet对象，释放资源核心使用JDBC APIJDBC API提供了一套丰富的接口，用于连接数据库、执行SQL语句和处理结果集开发者可以通过这些接口与各种数据库进行交互，实现数据存储、查询、更新等操作获取数据库连接加载驱动程序建立连接获取连接对象首先加载与目标数据库系统对应的JDBC驱使用JDBC连接字符串来指定数据库服务器通过调用JDBC驱动程序提供的API来获取数动程序，以便建立连接地址、端口号、数据库名称以及用户名和密据库连接对象，该对象代表与数据库服务器码等信息的连接执行语句SQL创建对执行语句

1.Statement

2.SQL12象使用Statement对象的使用Connection对象的executeQuery或createStatement方法创建executeUpdate方法执行Statement对象SQL语句处理结果

3.3根据SQL语句类型处理查询结果或更新结果处理查询结果结果集遍历结果集数据类型JDBC提供ResultSet接口来表示查询可以使用ResultSet的next方法遍ResultSet支持各种数据类型，例如字结果结果集是一个表格形式的数据结历结果集，并使用getXXX方法获取符串、数字、日期等，可以使用构，每行代表一条记录，每列代表一个指定列的值getXXX方法获取对应的数据类型字段事务管理事务管理是数据库编程中至关重要的概念，它确保数据库操作的原子性和一致性通过事务管理，可以将一系列数据库操作作为一个整体，要么全部成功，要么全部失败，保证数据完整性事务的概念原子性一致性隔离性持久性事务中的所有操作要么全部成事务执行后，数据库必须从一多个并发事务相互独立，互不事务一旦提交，其更改将永久功，要么全部失败个一致状态转换到另一个一致干扰保存在数据库中状态事务的特性ACID原子性一致性隔离性持久性Atomicity ConsistencyIsolation Durability事务是一个不可分割的操作单多个事务并发执行时，互不干一旦事务成功提交，对数据库元，要么全部成功，要么全部事务执行前后的数据必须保持扰，每个事务都像是在独立的的修改就是永久性的，即使系失败一致性，即数据状态必须满足环境中运行统发生故障也不会丢失数据库的完整性约束中的事务管理JDBC事务隔离级别事务控制

1.

2.12隔离级别控制多个并发事务之JDBC提供方法开启、提交、回间的可见性，防止数据不一致滚事务，确保数据完整性和一致性事务传播

3.Savepoint

4.34允许在事务中设置保存点，可处理多个事务方法之间的嵌套以部分回滚到指定点，提高灵关系，保证数据一致性活性连接池技术连接池是一种提高数据库连接效率的技术它通过预先创建一定数量的数据库连接，并将其保存在一个池中，以供应用程序使用什么是连接池数据库连接的缓存连接池是一个保存数据库连接的容器，它允许应用程序在需要时获取连接，并在使用完后将其归还到池中，而不是每次都重新建立连接提高效率连接池可以减少建立连接的开销，提高应用程序的性能，并节省系统资源减少资源浪费连接池可以重复使用连接，减少创建和销毁连接的次数，从而减少资源的浪费连接池的工作原理预先创建请求分配连接池在初始化时创建一定数量的数据库连接当应用程序需要连接到数据库时，它会向连接，这些连接处于空闲状态，等待使用池请求一个连接释放回收连接管理应用程序使用完连接后，将连接归还给连接池连接池负责管理连接的生命周期，包括创建、，连接池会将其标记为可用状态分配、回收和销毁连接使用连接池的优点提高性能节省资源连接池可以减少连接创建和销毁连接池可以复用连接，减少数据的开销，提高应用程序的响应速库连接的占用，提高数据库服务度器的利用率增强安全性简化开发连接池可以实现连接池管理和连连接池提供统一的接口，简化数接生命周期控制，提高数据库连据库连接的管理，方便应用程序接的安全性开发连接池实现JDBC数据库连接池实现常见的连接池实现连接池工作原理数据库连接池是通过创建和管理连接池来提常见的JDBC连接池实现包括Apache连接池通过预先创建一定数量的连接，并将升数据库访问性能的关键技术，它可以有效Commons DBCP、C3P

0、Proxool等，其放入池中，当需要使用连接时，从池中获地提高系统性能开发者可以选择最适合自己项目的连接池实取可用连接，使用完后归还给池中，提高了现连接的复用率，减少了创建连接的时间消耗数据访问对象模式DAODAO模式是数据库编程中常用的设计模式，它将数据访问逻辑与业务逻辑分离，提高代码可维护性和可重用性模式概述DAO数据访问对象模式关键组件DAO模式是一种设计模式，用于将数据访问逻辑与业务逻辑分离DAO模式包含两个关键组件数据访问对象（DAO）接口和具体DAO模式通过定义一个专门的类来封装对数据库的操作，使业的DAO实现类DAO接口定义数据访问操作，而DAO实现类则负务逻辑代码不再直接与数据库交互责实现这些操作模式的优点DAO代码可读性可重用性DAO模式将数据访问逻辑与业务逻辑分离DAO模式可以将数据访问代码封装成可重，使代码结构更加清晰，易于维护和理解用的组件，在不同的项目中重复使用，提高开发效率可测试性灵活性和可扩展性由于DAO模式将数据访问逻辑分离，可以DAO模式允许轻松切换不同的数据库，或方便地进行单元测试，确保代码质量修改数据访问方式，提高系统的灵活性模式的实现DAO代码示例JavaDAO模式通常使用Java接口来定义数据访问方法，并使用具体的类来实现这些方法接口定义了通用操作，如创建、读取、更新和删除数据库记录具体类则与数据库类型相关联，负责执行实际的数据库操作数据库设计DAO模式通常与数据库设计相结合，将数据库表与DAO接口和实现类之间建立映射关系这种映射关系可以帮助开发人员更好地理解数据访问逻辑，并提高代码的可维护性数据库元数据管理数据库元数据是关于数据库本身的信息，描述数据库结构、数据类型和约束等元数据为数据库管理、应用开发和数据分析提供重要信息什么是数据库元数据数据库结构数据类型描述数据库中的表、列、索引、约束等结构信定义数据库中各个字段的数据类型，如整数、息字符串、日期等用户权限统计信息记录数据库用户的角色和访问权限，控制不同提供数据库的性能指标，如表大小、数据行数用户对数据库的访问、索引大小等中的元数据JDBCAPI数据库元数据类型元数据获取方法应用场景JDBC元数据API提供对数据库元数据的访问通过java.sql.DatabaseMetaData接口获用于动态获取数据库信息，简化数据库管理，包括数据库、表、列、索引等取连接的元数据信息和应用程序开发元数据的应用场景数据库设计数据管理元数据提供数据库结构信息，例元数据可以记录数据库表之间的如表名、列名、数据类型等，帮关系、数据约束、访问权限等，助进行数据库设计和优化方便数据管理和维护应用程序开发数据库性能优化应用程序开发者可以使用元数据元数据分析可以帮助识别数据库获取数据库信息，简化代码开发性能瓶颈，进行优化调整，提高，提高代码效率数据库效率批量操作批量操作是指在一次数据库事务中执行多个数据库操作，例如插入、更新或删除多个记录批量操作的概念提高效率减少网络流量12批量操作可以一次执行多个减少了与数据库服务器的交互SQL语句，减少数据库连接和次数，降低网络延迟和带宽消事务处理的开销耗简化代码3用循环操作代替多次单独执行语句，简化代码逻辑，提高代码可读性中的批量操作JDBC提高效率减少网络流量12批量操作可以减少与数据库的通过一次性发送多个SQL语句交互次数，从而提高数据插入，减少网络传输的次数和数据、更新和删除的效率量优化性能3批量操作可以有效地提高数据库的性能，尤其是在处理大量数据时批量操作的性能优化减少数据库交互次数优化语句事务控制连接池技术SQL使用批量操作将多个SQL语句合使用索引、视图等优化技术，合理控制事务范围，减少不必使用连接池，减少连接创建和并为一个，减少与数据库的连提高SQL语句执行速度要的锁定，提高并发性能销毁的开销接次数，提高效率存储过程和函数调用存储过程和函数是预编译的SQL语句块，可以提高代码的可重用性和效率存储过程可以接收参数并返回结果集，而函数则可以返回一个值存储过程和函数的概念存储过程函数区别存储过程是一组预编译的SQL语句，函数与存储过程类似，它也是一组预编主要区别在于函数必须返回值，而存储存储在数据库服务器上它可以通过名译的SQL语句，存储在数据库服务器过程可以返回多个结果集，并执行副作称调用，并接受参数存储过程可以提上但是，函数必须返回一个值，而存用，如更新数据或插入数据高应用程序的效率，因为它可以减少网储过程不一定需要返回值函数可以用络流量并简化应用程序代码于计算值或执行其他操作，并将结果返回给应用程序中调用存储过程和函数JDBC调用存储过程使用CallableStatement对象调用存储过程设置输入参数，并调用execute方法执行调用函数函数返回结果集，可通过ResultSet对象获取可通过registerOutParameter方法设置输出参数参数类型匹配确保参数类型与存储过程/函数定义一致JDBC提供类型映射，将Java类型转换为SQL类型存储过程和函数的优势性能优化代码重用存储过程和函数预编译并存储在数据库服务器中，提高执行效率可以封装复杂的业务逻辑，提高代码可维护性方便其他应用程减少网络传输，提高执行速度序调用，减少重复代码总结与展望本课程介绍了数据库编程接口的基本概念、核心技术和应用场景通过学习本课程，可以掌握数据库编程的核心技能，为后续开发数据库应用程序打下坚实的基础。