JDBC (Java Database Connectivity) 是Java编程语言中用于与各种关系型数据库进行交互的一套标准API。它允许Java开发者通过编写Java代码来访问和管理数据库,实现数据的增删查改操作。JDBC的核心在于提供了一个统一的接口,使得开发者无需关心底层数据库的具体实现,只需要使用Java API就能与多种数据库系统进行通信。
JDBC的关键组件包括以下几个方面:
1. JDBC驱动:JDBC驱动是Java程序与数据库之间的桥梁,分为四种类型:
- Type 1:纯Java驱动,依赖于ODBC桥接(如Java到SQL Server)。
- Type 2:混合驱动,Java和本地数据库API混合(如Java到Oracle的Net8)。
- Type 3:完全基于Java的网络协议驱动,不依赖于数据库的本地API。
- Type 4:纯Java的数据库协议驱动,直接与数据库通信(如Java到MySQL的Connector/J)。
2. JDBC核心接口与类:
- `DriverManager`:负责注册和加载数据库驱动,创建数据库连接。
- `Connection`:表示与数据库的会话,是所有数据库操作的基础。
- `Statement`:用于执行静态SQL语句,返回结果集。
- `PreparedStatement`:预编译的SQL语句,支持参数绑定,更高效且安全。
- `CallableStatement`:用于调用存储过程。
- `ResultSet`:表示查询结果集,提供了遍历查询结果的方法。
- `SQLException`:处理数据库操作中出现的异常。
3. JDBC体系结构图和开发步骤:
- 加载并注册驱动:`Class.forName("com.example.Driver")`
- 获取连接:`Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password)`
- 创建Statement对象:`Statement stmt = conn.createStatement()`
- 执行SQL:`ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql)`
- 处理结果集:`while (rs.next()) { ... }`
- 关闭资源:`rs.close(); stmt.close(); conn.close();`
4. JDBC事务管理:
- 事务控制是确保数据库操作原子性、一致性、隔离性和持久性的关键。通过`Connection`对象的`setAutoCommit(false)`来开启手动提交模式,然后通过`commit()`和`rollback()`来提交或回滚事务。
5. 并发控制和事务隔离级别:
- 并发控制用于处理多个用户同时访问同一数据时可能出现的问题。
- 事务隔离级别有四种:读未提交(READ UNCOMMITTED)、读已提交(READ COMMITTED)、可重复读(REPEATABLE READ)和串行化(SERIALIZABLE),不同的级别有不同的并发效果和性能。
6. 批处理:
- 批处理允许一次性发送多个SQL语句,提高效率,减少网络通信开销。可以通过`addBatch()`方法添加语句到批处理队列,然后通过`executeBatch()`执行。
JDBC的使用简化了数据库编程,使得Java开发者可以跨平台地编写数据库应用程序,而无需了解每个数据库系统的特定细节。ODBC,尽管在Java中主要用于Type 1驱动,但它在Windows环境中提供了一个通用的数据库访问层,使得非Java应用也能连接到各种数据库。通过JDBC,开发者可以绕过ODBC,直接与数据库进行高效、安全的通信。