《Java数据库操作》课件

数据库操作Java欢迎来到Java数据库操作课程本课程将深入探讨Java如何与数据库进行交互，涵盖从基础概念到高级技巧的全面内容我们将学习JDBC API的使用、数据库连接、SQL执行、事务处理等关键主题通过本课程，您将掌握在Java应用程序中高效操作各种数据库的技能让我们开始这段激动人心的学习之旅吧！数据库编程概述Java数据库交互的重要性在现代应用开发中，数据库操作是不可或缺的一部分，它允许应用程序存储、检索和管理大量结构化数据数据库编程的优势JavaJava提供了强大而灵活的数据库编程工具，使开发者能够轻松地与各种数据库系统进行交互的角色JDBCJava数据库连接（JDBC）API是Java数据库编程的核心，它提供了一套标准接口，用于连接和操作关系型数据库的基本使用JDBC API导入包JDBC1首先，我们需要导入java.sql包，这个包包含了JDBC的核心类和接口加载数据库驱动2使用Class.forName方法加载特定数据库的驱动程序类这是建立数据库连接的第一步建立数据库连接3使用DriverManager.getConnection方法，提供数据库URL、用户名和密码来创建Connection对象执行语句SQL4通过创建Statement或PreparedStatement对象，我们可以执行SQL查询和更新操作连接数据库的过程JDBC加载驱动使用Class.forName加载数据库驱动类建立连接通过DriverManager.getConnection方法获取数据库连接创建语句使用Connection对象创建Statement或PreparedStatement执行SQL使用创建的语句对象执行SQL查询或更新操作和类DriverManager Connection类接口DriverManager ConnectionDriverManager是JDBC的管理层，用于处理JDBC驱动程序的Connection代表与特定数据库的会话它提供了创建注册它提供了getConnection方法，用于创建数据库连接Statement对象、控制事务、获取数据库元数据等方法每个DriverManager会根据提供的URL选择适当的驱动程序来建立Connection对象都与一个特定的数据库相关联，可以执行SQL连接语句并返回结果接口使用Statement创建Statement通过Connection对象的createStatement方法创建Statement实例执行查询使用executeQuery方法执行SELECT语句，返回ResultSet对象执行更新使用executeUpdate方法执行INSERT、UPDATE或DELETE语句，返回受影响的行数执行任意SQL使用execute方法执行可能返回多个结果集的SQL语句接口使用PreparedStatement安全性PreparedStatement可以防止SQL注入攻击，因为它会自动转义特殊字符性能PreparedStatement可以被预编译，多次执行时性能更高灵活性可以使用占位符设置参数，使SQL语句更加灵活和可重用接口使用ResultSet获取ResultSet1通过执行Statement或PreparedStatement的executeQuery方法获取ResultSet对象遍历结果集2使用next方法逐行遍历ResultSet，每次调用将光标移动到下一行获取列值3使用getXXX方法（如getString,getInt等）获取当前行的列值关闭ResultSet4使用完毕后，调用close方法关闭ResultSet，释放资源事务处理开始事务1设置自动提交为false执行操作2执行一系列SQL语句提交或回滚3根据执行结果决定提交或回滚恢复自动提交4重置自动提交为true事务处理是确保数据一致性和完整性的关键机制在JDBC中，我们可以通过控制Connection对象的自动提交行为来管理事务这允许我们将多个数据库操作组合成一个原子单元，要么全部成功，要么全部失败批量处理批量操作的优势实现批量处理批量处理允许我们将多个SQL语句组合在一起，一次性发送到数使用Statement或PreparedStatement的addBatch方法将据库执行这种方法可以显著提高大量数据操作的效率，减少网SQL语句添加到批处理中然后，调用executeBatch方法一次络开销和数据库交互次数性执行所有批处理操作这对于需要插入、更新或删除大量记录的场景特别有用数据库连接池概念数据库连接池是一种用于管理数据库连接的技术，它可以重用数据库连接，而不是每次需要时都创建新连接优势提高性能，减少连接创建的开销，管理连接数量，避免资源耗尽实现Java提供了javax.sql.DataSource接口，许多第三方库如C3P

0、DBCP、HikariCP等实现了这个接口使用从连接池获取连接，使用完毕后将连接返回池中，而不是关闭它异常类型和处理JDBCSQLException1这是JDBC操作中最常见的异常类型，它包含了错误代码、SQL状态和详细描述BatchUpdateException2在执行批量更新操作时可能抛出的异常，它提供了成功执行的更新计数SQLWarning3这是一种特殊的SQLException，用于报告警告而不是错误DataTruncation4当数据被截断时抛出的异常，通常发生在数据太长无法适应目标列时使用访问数据库的步骤JDBC导入JDBC包在Java程序中导入必要的JDBC类和接口注册JDBC驱动程序使用Class.forName方法加载特定数据库的JDBC驱动建立数据库连接使用DriverManager.getConnection方法创建Connection对象创建Statement对象使用Connection对象创建Statement、PreparedStatement或CallableStatement执行SQL查询使用创建的Statement对象执行SQL语句数据库连接方式方式方式DriverManager DataSource这是最传统的JDBC连接方式使用DriverManager类的DataSource接口提供了更高级的连接管理方式它支持连接池getConnection方法，提供数据库URL、用户名和密码来获取和分布式事务使用DataSource可以将连接详情配置在外部，连接这种方式简单直接，但在管理大量连接时效率较低提高了应用的可维护性和灵活性许多企业级应用prefer这种方式使用类获取连接DriverManagerString url=jdbc:mysql://localhost:3306/mydb;String user=username;String password=password;try{Connection conn=DriverManager.getConnectionurl,user,password;//使用连接进行数据库操作}catch SQLExceptione{e.printStackTrace;}finally{//关闭连接}DriverManager类是JDBC的管理层，它负责管理数据库驱动程序当调用getConnection方法时，DriverManager会根据提供的URL选择合适的驱动程序来建立连接这种方式简单直接，适合小型应用或快速原型开发使用获取连接DataSource配置获取DataSource DataSource在应用配置文件中定义DataSource属性，如URL、用户名、密码通过JNDI查找或直接实例化获取DataSource对象等获取连接使用连接调用DataSource的getConnection方法获取数据库连接使用获取的连接执行数据库操作，操作完成后将连接返回池中数据库连接配置连接URL驱动类用户凭证数据库连接URL通常包含数据库类型、主每种数据库都有其特定的JDBC驱动类连接数据库通常需要提供用户名和密码机名、端口号和数据库名例如例如，MySQL的驱动类是这些信息可以在代码中硬编码，但更好的jdbc:mysql://localhost:3306/mydb com.mysql.jdbc.Driver在建立连接做法是将它们存储在配置文件中，以提高不同数据库系统的URL格式可能略有不同之前，需要确保正确的驱动类已被加载安全性和可维护性使用连接池的好处性能提升连接池通过重用现有连接来减少创建新连接的开销，显著提高应用性能资源管理连接池可以有效管理连接数量，防止资源耗尽，提高系统稳定性可扩展性连接池使应用能够更好地处理并发请求，提高系统的整体吞吐量接口的使用Statement创建Statement1通过Connection对象的createStatement方法创建Statement实例执行查询SQL2使用executeQuery方法执行SELECT语句，返回ResultSet对象执行更新SQL3使用executeUpdate方法执行INSERT、UPDATE或DELETE语句，返回受影响的行数关闭Statement4使用完毕后，调用close方法关闭Statement对象，释放资源执行语句的方法SQLexecuteQuery用于执行SELECT语句，返回ResultSet对象适用于需要查询数据并处理结果集的情况executeUpdate用于执行INSERT、UPDATE、DELETE等修改数据的SQL语句返回受影响的行数execute可以执行任何SQL语句如果结果是ResultSet，返回true；否则返回false适用于不确定SQL类型的情况executeBatch用于执行一批SQL语句返回一个整数数组，表示每个命令影响的行数适用于批量操作获取ResultSet创建Statement使用Connection对象创建Statement或PreparedStatement执行查询调用executeQuery方法执行SELECT语句获取ResultSetexecuteQuery方法返回ResultSet对象处理结果遍历ResultSet，获取查询结果数据遍历ResultSetResultSet rs=statement.executeQuerySELECT*FROM users;while rs.next{int id=rs.getIntid;String name=rs.getStringname;String email=rs.getStringemail;//处理每行数据System.out.printlnid+,+name+,+email;}rs.close;遍历ResultSet是处理查询结果的关键步骤使用next方法将光标移动到下一行，然后使用getXXX方法获取各列的值重要的是要注意正确处理NULL值，并在使用完毕后关闭ResultSet以释放资源关闭资源关闭ResultSet1首先关闭ResultSet，释放结果集占用的资源关闭Statement2然后关闭Statement或PreparedStatement对象关闭Connection3最后关闭数据库连接，将连接返回连接池使用try-with-resources4推荐使用Java7引入的try-with-resources语句自动关闭资源的使用PreparedStatement创建PreparedStatement设置参数使用Connection对象的prepareStatement方法创建使用setXXX方法为PreparedStatement设置参数值参数索PreparedStatement，同时提供带有参数占位符的SQL语句引从1开始例如例如pstmt.setString1,张三;String sql=INSERT INTOusers name,email pstmt.setString2,zhangsan@example.com;VALUES,;PreparedStatement pstmt=conn.prepareStatementsql;设置语句参数SQL使用方法1setXXX根据参数的数据类型，使用相应的setXXX方法设置参数值例如，setString、setInt、setDate等参数索引2参数索引从1开始，而不是0确保正确匹配参数位置和值处理值3NULL使用setNull方法设置NULL值，同时指定SQL类型重用4PreparedStatement可以多次设置参数并执行，提高效率执行PreparedStatement执行查询1使用executeQuery方法执行SELECT语句，返回ResultSet对象执行更新2使用executeUpdate方法执行INSERT、UPDATE或DELETE语句，返回受影响的行数执行批处理3使用addBatch添加多个操作，然后使用executeBatch一次性执行处理结果4根据执行的操作类型，处理返回的ResultSet或更新计数获取自动生成的主键创建PreparedStatement执行插入操作获取生成的键在创建PreparedStatement时，指定返回自动生执行插入操作后，使用getGeneratedKeys方遍历ResultSet获取生成的键值成的键法获取生成的键if rs.next{String sql=INSERT INTOusers pstmt.executeUpdate;long id=rs.getLong1;name,email VALUES,;ResultSet rs=System.out.printlnGeneratedPreparedStatement pstmt=pstmt.getGeneratedKeys;ID:+id;conn.prepareStatementsql,}Statement.RETURN_GENERATED_KEYS;事务处理的特性ACID原子性（Atomicity）事务中的所有操作要么全部完成，要么全部不完成不存在部分完成的状态一致性（Consistency）事务必须使数据库从一个一致性状态转换到另一个一致性状态隔离性（Isolation）并发执行的事务之间不应该相互影响持久性（Durability）一旦事务提交，其结果应该永久保存在数据库中事务的隔离级别读未提交（）Read Uncommitted允许事务读取未被其他事务提交的数据可能导致脏读、不可重复读和幻读读已提交（）Read Committed只允许事务读取已经被其他事务提交的数据可以避免脏读，但可能出现不可重复读和幻读可重复读（）Repeatable Read确保在同一事务中多次读取同样的数据会得到相同的结果可以避免脏读和不可重复读，但可能出现幻读串行化（）Serializable最高的隔离级别，完全串行化事务执行可以避免所有并发问题，但性能最差使用事务处理示例Connection conn=null;try{conn=DriverManager.getConnectionurl,user,password;conn.setAutoCommitfalse;//开始事务//执行多个SQL操作Statement stmt=conn.createStatement;stmt.executeUpdateUPDATE accountsSET balance=balance-100WHERE id=1;stmt.executeUpdateUPDATE accountsSET balance=balance+100WHERE id=2;conn.commit;//提交事务}catch SQLExceptione{if conn!=null{try{conn.rollback;//发生异常，回滚事务}catch SQLExceptionex{ex.printStackTrace;}}e.printStackTrace;}finally{if conn!=null{try{conn.setAutoCommittrue;//恢复自动提交conn.close;}catch SQLExceptione{e.printStackTrace;}}}批量插入数据创建PreparedStatement使用带有参数占位符的SQL语句创建PreparedStatement对象添加批处理循环设置参数值，然后调用addBatch方法将SQL添加到批处理中执行批处理调用executeBatch方法一次性执行所有批处理操作处理结果executeBatch返回一个整数数组，表示每个命令影响的行数和方法addBatch executeBatchaddBatchexecuteBatchaddBatch方法用于将SQL语句添加到批处理中对于executeBatch方法用于执行批处理中的所有SQL语句它返回PreparedStatement，你可以多次设置参数并调用addBatch，一个整数数组，每个元素表示相应SQL语句影响的行数例如这样可以批量处理多组数据例如pstmt.setString1,张三;int[]updateCounts=pstmt.executeBatch;pstmt.setInt2,25;for intcount:updateCounts{pstmt.addBatch;System.out.printlnUpdated+count+pstmt.setString1,李四;rows;pstmt.setInt2,30;}pstmt.addBatch;批量更新和删除批量更新使用PreparedStatement和批处理可以高效地批量更新数据设置参数并调用addBatch添加多个更新操作，然后使用executeBatch一次性执行批量删除类似于批量更新，批量删除也可以使用PreparedStatement和批处理来提高效率可以为多个删除操作设置不同的条件并添加到批处理中性能考虑批量操作可以显著提高大量数据处理的性能但要注意控制批处理的大小，避免一次处理过多数据导致内存问题错误处理在批量操作中，要特别注意错误处理可以使用try-catch块捕获BatchUpdateException，并检查具体哪些操作失败异常类型JDBCSQLException1这是JDBC操作中最常见的异常类型它包含错误码、SQL状态和详细描述信息SQLWarning2这是SQLException的子类，用于表示数据库访问警告警告不会停止程序执行BatchUpdateException3在批量更新操作中，如果有一个或多个命令执行失败，会抛出此异常DataTruncation4当数据被截断时抛出的异常，是SQLWarning的子类通常发生在数据太长无法适应目标列时及其子类SQLExceptionSQLException1JDBC异常的基类SQLWarning2数据库访问警告BatchUpdateException3批量更新异常DataTruncation4数据截断异常SQLClientInfoException5客户端信息设置失败异常SQLException是JDBC异常处理的核心它提供了getErrorCode和getSQLState方法，可以获取具体的错误信息SQLWarning用于处理不严重的问题，如数据库连接状态变化BatchUpdateException在批量操作部分失败时抛出，可以通过getUpdateCounts获取成功的操作数DataTruncation在数据被截断时抛出，通常发生在插入或更新操作中捕获和处理异常JDBCtry{//JDBC操作代码Statement stmt=conn.createStatement;ResultSet rs=stmt.executeQuerySELECT*FROM users;//处理结果集}catch SQLExceptione{System.out.printlnSQL错误:+e.getMessage;System.out.println错误代码:+e.getErrorCode;System.out.printlnSQL状态:+e.getSQLState;e.printStackTrace;}finally{//关闭资源if rs!=null try{rs.close;}catch SQLExceptione{}if stmt!=null try{stmt.close;}catch SQLExceptione{}if conn!=null try{conn.close;}catch SQLExceptione{}}有效的JDBC异常处理对于开发健壮的数据库应用程序至关重要使用try-catch-finally结构可以确保即使在发生异常的情况下也能正确释放资源在catch块中，可以根据异常的具体类型和信息采取相应的处理措施，如记录日志、回滚事务或通知用户编程最佳实践JDBC使用参数化查询优化资源管理使用批处理使用连接池始终使用使用try-with-resources语句对于大量数据操作，使用批处在生产环境中使用连接池来管PreparedStatement而不是自动关闭资源，或在finally块理来提高性能理数据库连接，提高效率和可Statement来防止SQL注入攻中手动关闭所有资源扩展性击参数化查询安全性性能参数化查询是防止SQL注入攻击的最有效方法使用参数化查询不仅提高了安全性，还可能提升性能数据库可以缓PreparedStatement而不是直接拼接SQL字符串可以确保用户存和重用预编译的查询计划，特别是在多次执行相同查询结构只输入被正确处理和转义例如有参数不同的情况下这减少了SQL解析和优化的开销String sql=SELECT*FROM usersWHERE username=AND password=;PreparedStatement pstmt=conn.prepareStatementsql;pstmt.setString1,username;pstmt.setString2,password;ResultSet rs=pstmt.executeQuery;使用预编译语句创建1PreparedStatement使用Connection对象的prepareStatement方法创建PreparedStatement，提供带有参数占位符的SQL语句设置参数2使用setXXX方法为PreparedStatement设置参数值参数索引从1开始执行查询3对于SELECT语句，使用executeQuery方法执行查询并获取ResultSet执行更新4对于INSERT、UPDATE、DELETE语句，使用executeUpdate方法执行更新操作及时释放资源使用try-with-resources1Java7引入的try-with-resources语句可以自动关闭实现AutoCloseable接口的资源关闭顺序2按照ResultSet、Statement、Connection的顺序关闭资源，避免资源泄漏在块中关闭finally3如果不使用try-with-resources，确保在finally块中关闭所有资源处理关闭异常4关闭资源时可能抛出异常，要妥善处理这些异常，避免掩盖原始异常使用连接池性能提升连接池通过重用数据库连接，减少了创建和关闭连接的开销，显著提高了应用程序的性能资源管理连接池可以有效控制并发连接数，防止数据库资源耗尽，提高系统的稳定性和可靠性连接池选择常用的连接池实现包括HikariCP、C3P

0、DBCP等选择时需考虑性能、可靠性和功能特性配置优化合理配置连接池参数，如初始连接数、最大连接数、连接超时时间等，以适应不同的应用场景统一异常处理定义自定义异常1创建自定义的数据访问异常类，封装JDBC异常细节异常转换2在DAO层捕获JDBC异常，转换为自定义异常并抛出统一处理3在服务层或控制器层统一处理这些自定义异常日志记录4详细记录异常信息，包括SQL语句、参数值和堆栈跟踪基于的模式JDBC DAODAO接口DAO实现类定义数据访问操作的抽象接口，包括CRUD（创建、读取、更新、删除）方实现DAO接口，使用JDBC执行实际的数据库操作例如法例如public classJdbcUserDao implementsUserDao{public interfaceUserDao{private DataSourcedataSource;User findByIdlong id;List findAll;public JdbcUserDaoDataSourcedataSource{void saveUseruser;this.dataSource=dataSource;void updateUseruser;}void deletelongid;}@Overridepublic UserfindByIdlongid{//使用JDBC实现查询逻辑}//其他方法实现...}总结与展望的重要性JDBCJDBC作为Java应用程序与关系型数据库交互的标准API，在数据持久化中扮演着关键角色最佳实践遵循JDBC编程最佳实践，如使用连接池、预编译语句和批处理，可以显著提高应用性能和安全性新技术趋势随着ORM框架如Hibernate和MyBatis的普及，以及NoSQL数据库的兴起，JDBC的使用方式也在不断演变持续学习保持对新版本JDBC规范和相关技术的关注，不断提升数据库编程技能，对于开发高质量的Java应用至关重要。