数据库介绍
数据库系统是由数据库、数据库管理系统和应用系统、数据库管理员构成的。数据库管理系统简称DBMS，是数据库系统的关键组成部分，包括数据库定义、资料查询、资料维护等。JDBC技术是连线数据库与应用程序的纽带。学习Java语言，必须学习JDBC技术，因为JDBC技术是在Java语言中被广泛使用的一种操作数据库的技术。每个应用程序的开发都是使用数据库储存资料，而使用JDBC技术访问数据库可达到查询满足条件的记录，或者向数据库新增、修改、删除资料。本章将向读者介绍Java语言的数据库操作部分。
数据库基础知识
数据库在应用程序中占据着非常重要的地位。从原来的Sybase数据库，发展到今天的SQLServer、MySQL、Oracle等高阶数据库，数据库已经相当成熟了。
什么是数据库
数据库是一种储存结构，它允许使用各种格式输入、处理和检索资料，不必在每次需要资料时重新输入。例如，当需要某人的电话号码时，需要检视电话簿，按照姓名来查阅，这个电话簿就是一个数据库。数据库具有以下主要特点。
-实现资料共享。资料共享包含所有使用者可同时存取数据库中的资料，也包括使用者可以用各种方式通过界面使用数据库，并提供资料共享。
-减少资料的冗余度。同文件系统相比，数据库实现了资料共享，从而避免了使用者各自建立应用档案，减少了大量重复资料，减少了资料冗余，维护了资料的一致性。
-资料的独立性。资料的独立性包括数据库中数据库的逻辑结构和应用程序相互独立，也包括资料物理结构的变化不影响资料的逻辑结构。
-资料实现集中控制。档案管理方式中，资料处于一种分散的状态，不同的使用者或同一使用者在不同处理中其档案之间毫无关系。利用数据库可对资料进行集中控制和管理，并通过资料模型表示各种资料的组织以及资料间的联络。
-资料的一致性和可维护性，以确保资料的安全性和可靠性。主要包括：
.安全性控制，以防止资料丢失、错误更新和越权使用。
.完整性控制，保证资料的正确性、有效性和相容性。
.并发控制，使在同一时间周期内，允许对资料实现多路存取，又能防止使用者之间的不正常互动作用。
.故障的发现和恢复。
从发展的历史来看，数据库是资料管理的高阶阶段，是由档案管理系统发展起来的。数据库的基本结构分为3个层次。
-物理资料层：它是数据库的最内层，是物理储存装置上实际储存的资料集合。这些资料是原始资料，是使用者加工的物件，由内部模式描述的指令操作处理的字元和字组成。
-概念资料层：它是数据库的中间一层，是数据库的整体逻辑表示，指出了每个资料的逻辑定义及资料间的逻辑联络，是储存记录的集合。它所涉及的是数据库所有物件的逻辑关系，而不是它们的物理情况，是数据库管理员概念下的数据库。
-逻辑资料层：它是使用者所看到和使用的数据库，是一个或一些特定使用者使用的资料集合，即逻辑记录的集合。
数据库的种类及功能
数据库系统一般基于某种资料模型，可以分为层次型、网状型、关系型及面向物件型等。
-层次型数据库：层次型数据库类似于树结构，是一组通过连结而相互联络在一起的记录。层次模型的特点是记录之间的联络通过指标实现。由于层次模型层次顺序严格而 且复杂，因此对资料进行各项操作都很困难。层次型数据库如图所示。
层次型数据库
-网状型数据库：网络模型是使用网络结构表示实体型别、实体间联络的资料模型。网络模型容易实现多对多的联络。但在编写应用程序时，程序员必须熟悉数据库的逻辑结构，如图所示。
网状型数据库
-面向物件型数据库：建立在面向物件模型基础上。
-关系型数据库：关系型数据库是目前最流行的数据库，是基于关系模型建立的数据库，关系模型是由一系列表格组成的。后面会详细地讲解它。
在当前比较流行的数据库中，MySQL数据库是开发源代码的软件，具有功能强、使用简便、管理方便、执行速度快、安全可靠性强等优点，同时也是具有客户机/服务器体系结构的分散式数据库管理系统。MySQL是完全网络化的跨平台关系型数据库系统，它还支援多种平台，在UNIX/Linux系统上MySQL支援多执行绪执行方式，从而能获得相当好的效能。对于不使用UNIX系统的使用者，可以在WindowsNT系统上以系统服务方式执行，或者在Windows95/98系统上以普通程序方式执行。从JDK6开始，在JDK的安装目录中，除了传统的bin、jre等目录，还新增了一个名为db的目录，这便是JavaDB。这是一个纯Java实现的、开源的数据库管理系统（DBMS），源于Apache软件基金会（ASF）名下的专案Derby。它只有2MB大小，但这并不妨碍Derby功能齐备、支援几乎大部分的数据库应用所需要的特性。更难能可贵的是，作为内嵌的数据库，Derby得到了包括IBM和Sun等大公司以及全世界优秀程序员们的支援。这就好像为JDK注入了一股全新的活力，Java程序员不再需要耗费大量精力安装和配置数据库，就能进行安全、易用、标准且免费的数据库程式设计了。
SQL语言
SQL（StructureQueryLanguage，结构化查询语言）被广泛地应用于大多数数据库中，使用SQL语言可以方便地查询、操作、定义和控制数据库中的资料。SQL语言主要由以下几部分组成。
-资料定义语言（DataDefinitionLanguage，DDL），如create、alter、drop等。
-资料操纵语言（DataManipulationLanguage，DML），如select、insert、update、delete等。
-资料控制语言（DataControlLanguage，DCL），如grant、revoke等。
-事务控制语言（TransactionControlLanguage），如commit、rollback等。
在应用程序中使用最多的就是资料操纵语言，它也是最常用的核心SQL语言。下面对资料操纵语言进行简单的介绍。
1.select语句
select语句用于从资料表中检索资料。语法如下：
SELECT 所选字段列表 FROM 资料表名 WHERE 条件表示式 GROUPBY 字段名HAVING 条件表示式(指定分组的条件) ORDER BY 字段名 [ASC|DESC]
假设资料表名称是tb_emp，要检索出tb_emp表中所有女员工的姓名、年龄，并按年龄升序排序，程式码如例所示。将tb_emp表中所有女员工的姓名、年龄按年龄升序的形式检索出来。
select name,age form tb_emp where sex='女' order by age;
2.insert语句insert语句用于向表中插入新资料。语法如下：
insert into 表名[(字段名1,字段名2…)] values(属性值1,属性值2…)
假设要向资料表tb_emp（包含字段id、name、sex、department）中插入资料，程式码如例所示。向tb_emp表中插入资料。
insert into tb_emp values(2,'lili','女','销售部');
3.update语句update语句用于更新资料表中的某些记录。语法如下：
UPDATE 资料表名 SET 字段名 = 新的字段值 WHERE 条件表示式
假设要将资料表tb_emp中2号员工的年龄修改为24，程式码如例所示。修改tb_emp表中编号是2的员工年龄。
update tb_emp set age = 24 where id = 2;
4.delete语句delete语句用于删除资料。语法如下：
delete from 资料表名 where 条件表示式
假设要删除资料表tb_emp中编号为1024的员工，程式码如例20.4所示。【例20.4】将tb_emp表中编号为1024的员工删除。
delete from tb_emp where id = 1024;
JDBC概述
JDBC是一种可用于执行SQL语句的JavaAPI（ApplicationProgrammingInterface，应用程序设计界面），是连线数据库和Java应用程序的纽带。
JDBC-ODBC桥
JDBC-ODBC桥是一个JDBC驱动程式，完成了从JDBC操作到ODBC操作之间的转换工作，允许JDBC驱动程式被用作ODBC的驱动程式。使用JDBCODBC桥连线数据库的步骤如下：（1）首先载入JDBCODBC桥的驱动程式。程式码如下：
Class.forName("sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver");
Class类是java.lang包中的一个类，通过该类的静态方法forName()可载入sun.jdbc.odbc包中的JdbcOdbcDriver类来建立JDBC-ODBC桥联结器。
（2）使用java.sql包中的Connection界面，并通过DriverManager类的静态方法getConnection()建立连线物件。程式码如下：
Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:odbc:资料来源名字","username","password");
资料来源必须给出一个简短的描述名。假设没有设定username和password，则要与资料来源tom交换资料。建立Connection物件的程式码如下：
Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc.odbc:tom","","");
（3）向数据库传送SQL语句。使用Statement界面宣告一个SQL语句物件，并通过刚才建立的连线数据库物件conn的createStatement()方法建立这个SQL物件。程式码如下：
Statement sql = conn.createStatement();
JDBC-ODBC桥作为连线数据库的过渡性技术，现在已经不被Java广泛应用了，现在被广泛应用的是JDBC技术。但这并不表示JDBC-ODBC桥技术已经被淘汰，由于ODBC技术被广泛地使用，使得Java可以利用JDBCODBC桥访问几乎所有的数据库。JDBC-ODBC
桥作为sun.jdbc.odbc包与JDK一起自动安装，不需要特殊配置。
JDBC技术
JDBC的全称是JavaDataBaseConnectivity，是一套面向物件的应用程序界面，指定了统一的访问各种关系型数据库的标准界面。JDBC是一种底层的API，因此访问数据库时需要在业务逻辑层中嵌入SQL语句。SQL语句是面向关系的，依赖于关系模型，所以通过JDBC技术访问数据库也是面向关系的。JDBC技术主要完成以下几个任务：
-与数据库建立一个连线。
-向数据库传送SQL语句。
-处理从数据库返回的结果。
需要注意的是，JDBC并不能直接访问数据库，必须依赖于数据库厂商提供的JDBC驱动程式。下面详细介绍JDBC驱动程式的分类。
JDBC驱动程式的型别
JDBC的总体结构由4个元件——应用程序、驱动程式管理器、驱动程式和资料来源组成。JDBC驱动基本上分为以下4种。
-JDBC-ODBC桥：依靠ODBC驱动器和数据库通讯。这种连线方式必须将ODBC二进位制程式码载入到使用该驱动程式的每台客户机上。这种型别的驱动程式最适合于企业网或者用Java编写的三层结构的应用程序服务器程式码。
-本地API一部分用Java编写的驱动程式：这类驱动程式把客户机的API上的JDBC呼叫转换为Oracle、DB2、Sybase或其他DBMS的呼叫。这种驱动程式也需要将某些二进位制程式码载入到每台客户机上。
-JDBC网络驱动：这种驱动程式将JDBC转换为与DBMS无关的网络协议，又被某个服务器转换为一种DBMS协议，是一种利用Java编写的JDBC驱动程式，也是最为灵活的JDBC驱动程式。这种方案的提供者提供了适合于企业内部互联网（Intranet）用的产品。为使这种产品支援Internet访问，需要处理Web提出的安全性、通过防火墙的访问等额外的要求。
-本地协议驱动：这是一种纯Java的驱动程式。这种驱动程式将JDBC呼叫直接转换为DBMS所使用的网络协议，允许从客户机上直接呼叫DBMS服务器，是一种很实用的访问Intranet的解决方法。
JDBC网络驱动和本地协议驱动是JDBC访问数据库的首选，这两类驱动程式提供了Java的所有优点。
JDBC中常用的类和界面
在Java语言中提供了丰富的类和界面用于数据库程式设计，利用这些类和界面可以方便地进行资料访问和处理。本节将介绍一些常用的JDBC界面和类，这些类或界面都在java.sql包中。
Connection界面
Connection界面代表与特定的数据库的连线，在连线上下文中执行SQL语句并返回结果。Connection界面的常用方法如表所示。
Connection界面的常用方法
Connection界面的常用方法
Statement界面
Statement界面用于在已经建立连线的基础上向数据库传送SQL语句。在JDBC中有3种Statement物件，分别是Statement、PreparedStatement和CallableStatement。Statement物件用于执行不带引数的简单的SQL语句；PreparedStatement继承了Statement，用来执行动态的SQL语句；CallableStatement继承了PreparedStatement，用于执行对数据库的储存过程的呼叫。Statement界面的常用方法如表所示。
Statement界面中常用的方法
Statement界面中常用的方法
PreparedStatement界面
PreparedStatement界面用来动态地执行SQL语句。通过PreparedStatement例项执行的动态SQL语句，将被预编译并储存到PreparedStatement例项中，从而可以反复地执行该SQL语句。PreparedStatement界面的常用方法如表所示。
PreparedStatement界面提供的常用方法
PreparedStatement界面提供的常用方法
DriverManager类
DriverManager类用来管理数据库中的所有驱动程式。它是JDBC的管理层，作用于使用者和驱动程式之间，跟踪可用的驱动程式，并在数据库的驱动程式之间建立连线。如果通过getConnection()方法可以建立连线，则经连线返回，否则丢掷SQLException异常。DriverManager类的常用方法如表所示。
DriverManager类的常用方法
DriverManager类的常用方法
ResultSet界面
ResultSet界面类似于一个临时表，用来暂时存放数据库查询操作所获得的结果集。ResultSet例项具有指向当前资料行的指标，指标开始的位置在第一条记录的前面，通过next()方法可将指标向下移。在JDBC2.0（JDK1.2）之后，该界面添加了一组更新方法updateXXX()，该方法有两个过载方法，可根据列的索引号和列的名称来更新指定列。但该方法并没有将对资料进行的操作同步到数据库中，需要执行updateRow()或insertRow()方法更新数据库。ResultSet界面的常用方法如表所示。
ResultSet界面提供的常用方法
ResultSet界面提供的常用方法
数据库操作
要对数据库表中的资料进行操作，应该首先建立与数据库的连线。通过JDBC的API中提供的各种类可实现对资料表中的资料进行查询、新增、修改、删除等操作。本节以操作MySQL数据库为例，介绍几种常见的数据库操作。
连线数据库
要访问数据库，首先要载入数据库的驱动程式（只需要在第一次访问数据库时载入一次），然后每次访问资料时建立一个Connection物件，接着执行操作数据库的SQL语句，最后在完成数据库操作后销毁前面建立的Connection物件，释放与数据库的连线。
在专案中建立类Conn，并建立getConnection()方法，获取与MySQL数据库的连线，在主方法中呼叫该方法。
获取与MySQL数据库的连线
执行结果如图所示。
程式码说明：
程式码块（1）：通过java.lang包的静态方法forName()来载入JDBC驱动程式，如果载入失败会丢掷ClassNotFoundException异常。应该确定数据库驱动类是否成功载入到程式中。
程式码块（2）：通过java.sql包中类DriverManager的静态方法getConnection(Stringurl,Stringuser,Stringpassword)建立数据库连线。该方法的3个引数依次指定预连线数据库的路径、使用者名称和密码。返回Connection物件。如果连线失败，则丢掷SQLException异常。
注意
向数据库传送SQL语句
例子中的getConnection()方法只是获取与数据库的连线，要执行SQL语句首先要获得Statement类物件。通过例子建立的连线数据库物件con的createStatement()方法可获得Statement物件。建立Statement类物件sql。程式码如下：
建立Statement类物件sql
处理查询结果集
有了Statement物件以后，可呼叫相应的方法实现对数据库的查询和修改，并将查询的结果集存放在ResultSet类的物件中。
获取查询结果集。程式码如下：
ResultSet res = sql.executeQuery("select*fromtb_emp");
执行结果为返回一个ResultSet物件，ResultSet物件一次只可以看到结果集中的一行资料，使用该类的next()方法可将游标从当前位置移向下一行。
顺序查询
ResultSet类的next()方法的返回值是boolean型别的资料，当游标移动到最后一行之后会返回false。下面的例项就是将资料表tb_emp中的全部资讯显示在控制台上。
本例项在getConnection()方法中获取与数据库的连线，在主方法中将资料表tb_stu中的资料检索出来，储存在遍历查询结果集ResultSet中，并遍历该结果集。
Import java.sql.*; //汇入java.sql包
public class Gradation{ //建立类
static Connection con; //宣告Connection物件
static Statement sql; //宣告Statement物件
static ResultSet res; //宣告ResultSet物件
public Connection getConnection(){ //连线数据库方法
/*********省略了获取数据库连线的程式码******/
return con; //返回Connection物件
}
public static void main(String[]args){ //主方法
Gradation c = newGradation(); //建立本类物件
con = c.getConnection(); //与数据库建立连线
try{
sql = con.createStatement(); //例项化Statement物件
//执行SQL语句，返回结果集
res = sql.executeQuery("select * fromt b_stu");
while(res.next()){
//如果当前语句不是最后一条，则进入循环
String id = res.getString("id"); //获取列名是id的字段值
//获取列名是name的字段值
String name = res.getString("name");
//获取列名是sex的字段值
String sex = res.getString("sex");
//获取列名是birthday的字段值
String birthday = res.getString("birthday");
System.out.print("编号："+id); //将列值输出
System.out.print("姓名:"+name);
System.out.print("性别:"+sex);
System.out.println("生日："+birthday);
}
} catch (Exceptione){
e.printStackTrace();
}
}
}
执行结果如图所示。
执行结果
注意
可以通过列的序号来获取结果集中指定的列值。例如，获取结果集中id列的列值，可以写成getString("id")。由于id列是资料表中的第一列，所以也可以写成getString(1)来获取。结果集res的结构如图所示。
结果集res的结构
模糊查询
SQL语句中提供了LIKE操作符用于模糊查询，可使用“%”来代替0个或多个字元，使用下划线“_”来代替一个字元。例如，在查询姓张的同学的资讯时，可使用以下SQL语句：
select * from tb_stu where name like '张%';
本例项在getConnection()方法中获取与数据库的连线，在主方法中将资料表tb_stu中姓张的同学的资讯检索出来，储存在ResultSet结果集中，并遍历该集合。
import java.sql.*; //汇入java.sql包
public class Train{ //建立类Train
static Connection con; //宣告Connection物件
static Statement sql; //宣告Statement物件
static ResultSet res; //宣告ResultSet物件
public Connection getConnection(){ //与数据库连线方法
/*******省略了获取数据库连线的程式码********/
return con; //返回Connection物件
}
public static void main(String[]args){ //主方法
Trainc = newTrain(); //建立本类物件
con = c.getConnection(); //获取与数据库的连线 try{ //try语句捕捉异常 sql = con.createStatement(); //例项化Statement物件
//执行SQL语句
res = sql.executeQuery("select * fromt b_stuwhere" + "name like '张%'");
//如果当前记录不是结果集中的最后一条，进入循环体 while(res.next()){
String id = res.getString(1); //获取id字段值
String name = res.getString("name"); //获取name字段值 String sex = res.getString("sex"); //获取sex字段值
//获取birthday字段值
String birthday = res.getString("birthday");
System.out.print("编号："+id); //输出资讯 System.out.print("姓名："+name);
System.out.print("性别:"+sex);
System.out.println("生日："+birthday);
}
} catch(Exceptione){ //处理异常 e.printStackTrace(); //输出异常资讯
}
}
}
执行结果如图所示。
执行结果
预处理语句
向数据库传送一个SQL语句，数据库中的SQL直译器负责把SQL语句生成底层的内部命令，然后执行该命令，完成相关的资料操作。如果不断地向数据库提交SQL语句，肯定会增加数据库中SQL直译器的负担，影响执行的速度。
对于JDBC，可以通过Connection物件的preparedStatement(Stringsql)方法对SQL语句进行预处理，生成数据库底层的内部命令，并将该命令封装在PreparedStatement物件中，通过呼叫该物件的相应方法执行底层数据库命令。这样应用程序能针对连线的数据库，实现将SQL语句解释为数据库底层的内部命令，然后让数据库执行这个命令，这样可以减轻数据库的负担，提高访问数据库的速度。对SQL进行预处理时可以使用万用字元“?”来代替任何的字段值。例如：
sql = con.prepareStatement("select * from tb_stu where id = ?");
在执行预处理语句前，必须用相应方法来设定万用字元所表示的值。例如：
sql.setInt(1,2);
上述语句中的“1”表示从左向右的第几个万用字元，“2”表示设定的万用字元的值。将万用字元的值设定为2后，功能等同于：
sql = con.prepareStatement("select * from tb_stu where id = 2");
尽管书写两条语句看似麻烦了一些，但使用预处理语句可使应用程序更容易动态地改变SQL语句中关于字段值条件的设定。
注意
通过setXXX()方法为SQL语句中的引数赋值时，建议利用与引数匹配的方法，也可以利用setObject()方法为各种型别的引数赋值。例如：
sql.setObject(2,'李丽');
本例项预处理语句动态地获取指定编号的同学的资讯，在此以查询编号为19的同学的资讯为例介绍预处理语句的用法。
importjava.sql.*; //汇入java.sql包
public class Prep{ //建立类Perp
static Connection con; //宣告Connection物件 static PreparedStatement sql; //宣告预处理物件
static ResultSet res; //宣告结果集物件
public Connection getConnection(){ //与数据库连线的方法 try{
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
con=DriverManager.getConnection("jdbc:mysql:"+"//127.0.0.1:3306/test","root","123456");
}catch(Exceptione){
e.printStackTrace();
}
returncon; //返回Connection物件
}
public static void main(String[]args){ //主方法
Prep c = newPrep(); //建立本类物件
con = c.getConnection(); //获取与数据库的连线 try{ //例项化预处理物件 sql = con.prepareStatement("select * from tb_stu" +"where id = ?");
sql.setInt(1,19); //设定引数 res=sql.executeQuery(); //执行预处理语句//如果当前记录不是结果集中的最后一行，则进入循环体
while(res.next()){
Stringid = res.getString(1); //获取结果集中第一列的值 Stringname = res.getString("name"); //获取name列的列值 Stringsex = res.getString("sex"); //获取sex列的列值
//获取birthday列的列值
Stringbirthday = res.getString("birthday");
System.out.print("编号："+id); //输出资讯 System.out.print("姓名："+name);
System.out.print("性别:"+sex);
System.out.println("生日："+birthday);
}
}catch(Exceptione){
e.printStackTrace();
}
}
}
执行结果如图所示。
执行结果
新增、修改、删除记录
通过SQL语句可以对资料执行新增、修改和删除操作。可通过PreparedStatement类的指定引数动态地对资料表中原有资料进行修改操作，并通过executeUpdate()方法执行更新语句操作。
本例项通过预处理语句动态地对资料表tb_stu中的资料执行新增、修改、删除操作，并遍历对资料进行操作之前与对资料进行操作之后的tb_stu表中的资料。
例项
例项-接上图
执行结果如图所示。
执行结果
说明executeQuery()方法是在PreparedStatement物件中执行SQL查询，并返回该查询生成的ResultSet物件，而executeUpdate()方法是在PreparedStatement物件中执行SQL语句，该语句必须是一个SQL资料操作语言（DataManipulationLanguage，DML）语句，如INSERT、UPDATE或DELETE语句，或者是无返回内容的SQL语句，如DDL语句。
小结
主要介绍了Java程式中的数据库操作部分。通过学习，读者应该了解什么是数据库，数据库的种类、功能以及常用的SQL语言的基本语法，重点要掌握使用JDBC技术操作数据库，以及对资料执行增加、删除、修改、查询操作的方法。
PS--------------------本文摘自 明日科技. Java从入门到精通(第4版) 。欢迎感兴趣的小伙伴购买正版图书学习！
