JDBC数据库编程与连接池的使用

# 1. JDBC数据库编程基础

### 1.1 JDBC简介

JDBC（Java Database Connectivity）是Java语言访问数据库的标准接口，它提供了一种与数据库连接、执行SQL语句、处理查询结果等操作的方式。JDBC基于数据库的驱动程序实现，通过加载对应的数据库驱动，可以连接不同类型的数据库。

### 1.2 JDBC连接数据库

在使用JDBC时，首先需要建立与数据库的连接。通过调用`DriverManager.getConnection()`方法，可以传入数据库的连接URL、用户名和密码等参数，获取与数据库的连接对象。

下面是一个使用JDBC连接MySQL数据库的示例代码：

import java.sql.*;

public class JDBCExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义数据库连接URL、用户名和密码
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/my_database";
        String username = "root";
        String password = "123456";

        try {
            // 加载MySQL数据库驱动
            Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

            // 建立数据库连接
            Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);

            // 执行数据库操作...

            // 关闭数据库连接
            connection.close();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

代码解析：
- 第11行使用`Class.forName()`方法加载MySQL数据库驱动。
- 第14行通过`DriverManager.getConnection()`方法建立与数据库的连接，传入连接URL、用户名和密码。
- 第20行关闭数据库连接。

### 1.3 JDBC执行SQL语句

连接数据库后，我们可以通过JDBC执行各种SQL语句，包括查询、更新、插入等操作。JDBC提供了`Statement`和`PreparedStatement`两种方式执行SQL语句。

#### 1.3.1 使用Statement执行SQL语句

使用`Statement`对象可以执行静态SQL语句。下面是一个使用`Statement`执行查询语句的示例代码：

import java.sql.*;

public class JDBCExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义数据库连接URL、用户名和密码...
        try {
            // 建立数据库连接...
            // 创建Statement对象
            Statement statement = connection.createStatement();

            // 执行查询语句
            ResultSet resultSet = statement.executeQuery("SELECT * FROM users");

            // 处理查询结果
            while (resultSet.next()) {
                int id = resultSet.getInt("id");
                String username = resultSet.getString("username");
                String password = resultSet.getString("password");

                System.out.println("ID: " + id + ", Username: " + username + ", Password: " + password);
            }

            // 关闭ResultSet、Statement和数据库连接
            resultSet.close();
            statement.close();
            connection.close();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

代码解析：
- 第15行创建`Statement`对象。
- 第18行使用`executeQuery()`方法执行查询语句，返回一个`ResultSet`对象。
- 第21-26行循环遍历查询结果，并输出结果。
- 第29-31行关闭`ResultSet`、`Statement`和数据库连接。

#### 1.3.2 使用PreparedStatement执行SQL语句

`PreparedStatement`对象可以预编译SQL语句，并且支持参数化查询，能够提高SQL语句的执行效率和安全性。下面是一个使用`PreparedStatement`执行插入语句的示例代码：

import java.sql.*;

public class JDBCExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义数据库连接URL、用户名和密码...
        try {
            // 建立数据库连接...
            // 创建PreparedStatement对象，并设置参数
            String sql = "INSERT INTO users(username, password) VALUES(?, ?)";
            PreparedStatement statement = connection.prepareStatement(sql);
            statement.setString(1, "Alice");
            statement.setString(2, "123456");

            // 执行插入语句
            int rows = statement.executeUpdate();

            System.out.println("Insert " + rows + " row(s) successfully.");

            // 关闭Statement和数据库连接
            statement.close();
            connection.close();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

代码解析：
- 第18行创建`PreparedStatement`对象，并传入SQL语句。
- 第19-20行使用`setString()`方法设置参数值。
- 第23行使用`executeUpdate()`方法执行插入语句，并返回插入的行数。
- 第26行输出插入成功的行数。
- 第29-30行关闭`Statement`和数据库连接。

### 1.4 JDBC事务处理

在数据库操作中，如果需要一系列的SQL语句作为一个整体执行，要么全部成功，要么全部失败，可以使用事务来进行处理。JDBC提供了类似的事务处理机制。

下面是一个使用JDBC进行事务处理的示例代码：

import java.sql.*;

public class JDBCExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义数据库连接URL、用户名和密码...
        try {
            // 建立数据库连接...
            // 关闭自动提交
            connection.setAutoCommit(false);

            // 创建Statement对象
            Statement statement = connection.createStatement();

            // 执行多条SQL语句
            statement.executeUpdate("INSERT INTO users(username, password) VALUES('Tom', '123456')");
            statement.executeUpdate("UPDATE users SET password = '654321' WHERE username = 'Jerry'");

            // 提交事务
            connection.commit();

            System.out.println("Transaction is committed successfully.");

            // 关闭Statement和数据库连接
            statement.close();
            connection.close();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
            try {
                // 事务回滚
                if (connection != null) {
                    connection.rollback();
                }
            } catch (SQLException ex) {
                ex.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

代码解析：
- 第18行使用`setAutoCommit(false)`方法关闭自动提交。
- 第23-24行执行多条SQL语句。
- 第27行使用`commit()`方法提交事务。
- 第34行如果捕获到异常，调用`rollback()`方法回滚事务。
- 第37行关闭`Statement`和数据库连接。

### 1.5 JDBC异常处理

在JDBC编程中，对异常进行合理处理可以增强代码的健壮性和稳定性。

异常处理可以使用`try-catch`语句来捕获和处理异常，以及使用`finally`语句块来确保资源的释放。

下面是一个使用JDBC进行异常处理的示例代码：

import java.sql.*;

public class JDBCExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义数据库连接URL、用户名和密码...
        Connection connection = null;
        Statement statement = null;
        ResultSet resultSet = null;

        try {
            // 建立数据库连接...
            // 创建Statement对象
            statement = connection.createStatement();

            // 执行查询语句