全面解析JDBC <一>

知秋一叶

全面解析JDBC

　　综述：Java数据库连接体系结构是用于Java应用程序连接数据库的标准方法。JDBC对Java程序员而言是API，对实现与数据库连接的服务提供商而言是接口模型。作为API，JDBC为程序开发提供标准的接口，并为数据库厂商及第三方中间件厂商实现与数据库的连接提供了标准方法。JDBC使用已有的SQL标准并支持与其它数据库连接标准，如ODBC之间的桥接。JDBC实现了所有这些面向标准的目标并且具有简单、严格类型定义且高性能实现的接口。

　　如何选择合适的JDBC产品？

　　有关JDBC最新的信息，有兴趣的读者可以查阅JDBC的官方网站--即JavaSoft的主页，其URL为：http：//Java.sun.com/products/jdbc

　　1. JavaSoft框架

　　JavaSoft提供三种JDBC产品组件，它们是Java开发工具包（JDK）的组成部份：JDBC驱动程序管理器、JDBC驱动程序测试工具包和JDBC-ODBC桥。

　　JDBC驱动程序管理器是JDBC体系结构的支柱。它实际上很小，也很简单；其主要作用是把Java应用程序连接到正确的JDBC驱动程序上，然后即退出。

　　JDBC驱动程序测试工具包为使JDBC驱动程序运行您的程序提供一定的可信度。只有通过JDBC驱动程序测试的驱动程序才被认为是符合JDBC标准TM的。

　　JDBC-ODBC桥使ODBC驱动程序可被用作JDBC驱动程序。它的实现为JDBC的快速发展提供了一条途径，其长远目标提供一种访问某些不常见的DBMS（如果对这些不常见的DBMS未实现JDBC）的方法。

　　2. JDBC驱动程序的类型

　　目前比较常见的JDBC驱动程序可分为以下四个种类：

　　（1）JDBC-ODBC桥加ODBC驱动程序

　　JavaSoft桥产品利用ODBC驱动程序提供JDBC访问。注意，必须将ODBC二进制代码（许多情况下还包括数据库客户机代码）加载到使用该驱动程序的每个客户机上。因此，这种类型的驱动程序最适合于企业网（这种网络上客户机的安装不是主要问题），或者是用Java编写的三层结构的应用程序服务器代码。

　　（2）本地API

　　这种类型的驱动程序把客户机API上的JDBC调用转换为Oracle、Sybase、Informix、DB2或其它DBMS的调用。注意，象桥驱动程序一样，这种类型的驱动程序要求将某些二进制代码加载到每台客户机上。

　　（3）JDBC网络纯Java驱动程序

　　这种驱动程序将JDBC转换为与DBMS无关的网络协议，之后这种协议又被某个服务器转换为一种DBMS协议。这种网络服务器中间件能够将它的纯Java客户机连接到多种不同的数据库上。所用的具体协议取决于提供者。通常，这是最为灵活的JDBC驱动程序。有可能所有这种解决方案的提供者都提供适合于Intranet用的产品。为了使这些产品也支持Internet访问，它们必须处理Web所提出的安全性、通过防火墙的访问等方面的额外要求。几家提供者正将JDBC驱动程序加到他们现有的数据库中间件产品中。

　　（4）本地协议纯Java驱动程序

　　这种类型的驱动程序将JDBC调用直接转换为DBMS所使用的网络协议。这将允许从客户机机器上直接调用DBMS服务器，是Intranet访问的一个很实用的解决方法。由于许多这样的协议都是专用的，因此数据库提供者自己将是主要来源，有几家提供者已在着手做这件事了。

　　据专家预计第（3）、（4）类驱动程序将成为从JDBC访问数据库的首方法。第（1）、（2）类驱动程序在直接的纯Java驱动程序还没有上市前会作为过渡方案来使用。对第（1）、（2）类驱动程序可能会有一些变种，这些变种要求有连接器，但通常这些是更加不可取的解决方案。第（3）、（4）类驱动程序提供了Java的所有优点，包括自动安装（例如，通过使用JDBC驱动程序的appletapplet来下载该驱动程序）。

　　3. JDBC驱动程序的获取



　　目前已有几十个（1）类的驱动程序，即可与Javasoft桥联合使用的ODBC驱动程序的驱动程序。有大约十多个属于种类（2）的驱动程序是以DBMS的本地API为基础编写的。只有几个属于种类（3）的驱动程序，其首批提供者是SCO、OpenHorizon、Visigenic和WebLogic。此外，JavaSoft和数据库连接的领先提供者Intersolv还合作研制了JDBC-ODBC桥和JDBC驱动程序测试工具包。


如何建立JDBC连接？

　　Connection 对象代表与数据库的连接。连接过程包括所执行的 SQL 语句和在该连接上所返回的结果。一个应用程序可与单个数据库有一个或多个连接，或者可与许多数据库有连接。

　　1. 打开连接

　　与数据库建立连接的标准方法是调用DriverManager.getConnection方法。该方法接受含有某个URL的字符串。DriverManager类（即所谓的JDBC管理层）将尝试找到可与那个URL所代表的数据库进行连接的驱动程序。DriverManager类存有已注册的Driver类的清单。当调用方法getConnection时，它将检查清单中的每个驱动程序，直到找到可与URL中指定的数据库进行连接的驱动程序为止。Driver的方法connect使用这个URL来建立实际的连接。

　　用户可绕过JDBC管理层直接调用Driver方法。这在以下特殊情况下将很有用：当两个驱动器可同时连接到数据库中，而用户需要明确地选用其中特定的驱动器。但一般情况下，让DriverManager类处理打开连接这种事将更为简单。

　　下述代码显示如何打开一个与位于URL"jdbc：odbc：wombat"的数据库的连接。所用的用户标识符为"freely"，口令为"ec"：

　　String url = "jdbc：odbc：wombat"；
　　Connection con = DriverManager.getConnection（url， "freely"， "ec"）；

　　2. 一般用法的URL

　　由于URL常引起混淆，我们将先对一般URL作简单说明，然后再讨论JDBCURL。URL（统一资源定位符）提供在Internet上定位资源所需的信息。可将它想象为一个地址。URL的第一部份指定了访问信息所用的协议，后面总是跟着冒号。常用的协议有"ftp"（代表"文件传输协议"）和"http"（代表"超文本传输协议"）。如果协议是"file"，表示资源是在某个本地文件系统上而非在Internet上（下例用于表示我们所描述的部分；它并非URL的组成部分）。

　　ftp：//Javasoft.com/docs/JDK-1_apidocs.zip
　　http：//Java.sun.com/products/jdk/CurrentRelease
　　file：/home/haroldw/docs/books/tutorial/summary.html

　　URL的其余部份（冒号后面的）给出了数据资源所处位置的有关信息。如果协议是file，则URL的其余部份是文件的路径。对于ftp和http协议，URL的其余部份标识了主机并可选地给出某个更详尽的地址路径。例如，以下是JavaSoft主页的URL。该URL只标识了主机：http：//Java.sun.com。从该主页开始浏览，就可以进到许多其它的网页中，其中之一就是JDBC主页。JDBC主页的URL更为具体，它具体表示为：
http：//Java.sun.com/products/jdbc

　　3. JDBC URL

　　JDBC URL提供了一种标识数据库的方法，可以使相应的驱动程序能识别该数据库并与之建立连接。实际上，驱动程序编程员将决定用什么JDBC URL来标识特定的驱动程序。用户不必关心如何来形成JDBC URL；他们只须使用与所用的驱动程序一起提供的URL即可。JDBC的作用是提供某些约定，驱动程序编程员在构造他们的JDBC URL时应该遵循这些约定。

　　由于JDBC URL要与各种不同的驱动程序一起使用，因此这些约定应非常灵活。首先，它们应允许不同的驱动程序使用不同的方案来命名数据库。例如，odbc子协议允许（但并不是要求）URL含有属性值。

　　其次，JDBC URL应允许驱动程序编程员将一切所需的信息编入其中。这样就可以让要与给定数据库对话的applet打开数据库连接，而无须要求用户去做任何系统管理工作。

　　最后，JDBC URL应允许某种程度的间接性。也就是说，JDBC URL可指向逻辑主机或数据库名，而这种逻辑主机或数据库名将由网络命名系统动态地转换为实际的名称。这可以使系统管理员不必将特定主机声明为JDBC名称的一部份。网络命名服务（例如DNS、NIS和DCE）有多种，而对于使用哪种命名服务并无限制。
JDBC URL的标准语法如下所示。它由三部分组成，各部分间用冒号分隔：
jdbc：＜子协遥荆海甲用?疲?br> 　　JDBC URL的三个部分可分解如下：

　　（1）jdbc协议：JDBC URL中的协议总是jdbc。

　　（2）＜子协议＞：驱动程序名或数据库连接机制（这种机制可由一个或多个驱动程序支持）的名称。子协议名的典型示例是"odbc"，该名称是为用于指定ODBC风格的数据资源名称的URL专门保留的。例如，为了通过JDBC-ODBC桥来访问某个数据库，可以用如下所示的URL：jdbc：odbc：book。本例中，子协议为"odbc"，子名称"book"是本地ODBC数据资源。如果要用网络命名服务（这样JDBC URL中的数据库名称不必是实际名称），则命名服务可以作为子协议。例如，可用如下所示的URL：jdbc：dcenaming：accounts。本例中，该URL指定了本地DCE命名服务应该将数据库名称"accounts"解析为更为具体的可用于连接真实数据库的名称。

　　（3）＜子名称＞：种标识数据库的方法。子名称可以依不同的子协议而变化。它还可以有子名称的子名称（含有驱动程序编程员所选的任何内部语法）。使用子名称的目的是为定位数据库提供足够的信息。前例中，因为ODBC将提供其余部份的信息，因此用"book"就已足够。然而，位于远程服务器上的数据库需要更多的信息。例如，如果数据库是通过Internet来访问的，则在JDBC URL中应将网络地址作为子名称的一部份包括进去，且必须遵循如下所示的标准URL命名约定：//主机名：端口/子协议。

　　假设"dbnet"是个用于将某个主机连接到Internet上的协议，则JDBC URL应为：jdbc：dbnet：//wombat：356/fred。

　　4. "odbc"子协议

　　子协议odbc是一种特殊情况。它是为用于指定ODBC风格的数据资源名称的URL而保留的，并具有下列特性：允许在子名称（数据资源名称）后面指定任意多个属性值。odbc子协议的完整语法为：

　　jdbc：odbc：＜数据资源名称＞[；＜属性名＞=＜属性值＞]，因此，以下都是合法的jdbc：odbc名称：
　　jdbc：odbc：qeor7
　　jdbc：odbc：wombat
　　jdbc：odbc：wombat；CacheSize=20；ExtensionCase=LOWER
　　jdbc：odbc：qeora；UID=kgh；PWD=fooey

知秋一叶

　　8. 事务隔离级别

　　如果DBMS支持事务处理，它必须有某种途径来管理两个事务同时对一个数据库进行操作时可能发生的冲突。用户可指定事务隔离级别，以指明DBMS应该花多大精力来解决潜在冲突。例如，当事务更改了某个值而第二个事务却在该更改被提交或还原前读取该值时该怎么办。

　　假设第一个事务被还原后，第二个事务所读取的更改值将是无效的，那么是否可允许这种冲突？JDBC用户可用以下代码来指示DBMS允许在值被提交前读取该值（"dirty读取"），其中con是当前连接：
con.setTransactionIsolation（TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED）；

　　事务隔离级别越高，为避免冲突所花的精力也就越多。Connection接口定义了五级，其中最低级别指定了根本就不支持事务，而最高级别则指定当事务在对某个数据库进行操作时，任何其它事务不得对那个事务正在读取的数据进行任何更改。通常，隔离级别越高，应用程序执行的速度也就越慢（由于用于锁定的资源耗费增加了，而用户间的并发操作减少了）。在决定采用什么隔离级别时，开发人员必须在性能需求和数据一致性需求之间进行权衡。当然，实际所能支持的级别取决于所涉及的DBMS的功能。

　　当创建Connection对象时，其事务隔离级别取决于驱动程序，但通常是所涉及的数据库的缺省值。用户可通过调用setIsolationLevel方法来更改事务隔离级别。新的级别将在该连接过程的剩余时间内生效。要想只改变一个事务的事务隔离级别，必须在该事务开始前进行设置，并在该事务结束后进行复位。我们不提倡在事务的中途对事务隔离级别进行更改，因为这将立即触发commit方法的调用，使在此之前所作的任何更改变成永久性的。
JDBC驱动管理内幕是怎么样的？

　　DriverManager 类是 JDBC 的管理层，作用于用户和驱动程序之间。它跟踪可用的驱动程序，并在数据库和相应驱动程序之间建立连接。另外，DriverManager类也处理诸如驱动程序登录时间限制及登录和跟踪消息的显示等事务。

　　对于简单的应用程序，一般程序员需要在此类中直接使用的唯一方法是DriverManager.getConnection。正如名称所示，该方法将建立与数据库的连接。JDBC允许用户调用DriverManager的方法getDriver、getDrivers和registerDriver及Driver的方法connect。但多数情况下，让DriverManager类管理建立连接的细节为上策。

　　1. 跟踪可用驱动程序

　　DriverManager类包含一列Driver类，它们已通过调用方法DriverManager.registerDriver对自己进行了注册。所有Driver类都必须包含有一个静态部分。它创建该类的实例，然后在加载该实例时DriverManager类进行注册。这样，用户正常情况下将不会直接调用DriverManager.registerDriver；而是在加载驱动程序时由驱动程序自动调用。加载Driver类，然后自动在DriverManager中注册的方式有两种：

　　（1）调用方法Class.forName

　　这将显式地加载驱动程序类。由于这与外部设置无关，因此推荐使用这种加载驱动程序的方法。以下代码加载类acme.db.Driver：Class.forName（"acme.db.Driver"）。

　　如果将acme.db.Driver编写为加载时创建实例，并调用以该实例为参数的DriverManager.registerDriver（本该如此），则它在DriverManager的驱动程序列表中，并可用于创建连接。

　　（2）将驱动程序添加到Java.lang.System的属性jdbc.drivers中

　　这是一个由DriverManager类加载的驱动程序类名的列表，由冒号分隔：初始化DriverManager类时，它搜索系统属性jdbc.drivers，如果用户已输入了一个或多个驱动程序，则DriverManager类将试图加载它们。以下代码说明程序员如何在~/.hotJava/properties中输入三个驱动程序类（启动时，HotJava将把它加载到系统属性列表中）：

　　jdbc.drivers=foo.bah.Driver：wombat.sql.Driver：bad.test.ourDriver；

　　对DriverManager方法的第一次调用将自动加载这些驱动程序类。注意：加载驱动程序的第二种方法需要持久的预设环境。如果对这一点不能保证，则调用方法Class.forName显式地加载每个驱动程序就显得更为安全。这也是引入特定驱动程序的方法，因为一旦DriverManager类被初始化，它将不再检查jdbc.drivers属性列表。

　　在以上两种情况中，新加载的Driver类都要通过调用DriverManager.registerDriver类进行自我注册。如上所述，加载类时将自动执行这一过程。

　　由于安全方面的原因，JDBC管理层将跟踪哪个类加载器提供哪个驱动程序。这样，当DriverManager类打开连接时，它仅使用本地文件系统或与发出连接请求的代码相同的类加载器提供的驱动程序。

　　2. 建立连接

　　加载Driver类并在DriverManager类中注册后，它们即可用来与数据库建立连接。当调用DriverManager.getConnection方法发出连接请求时，DriverManager将检查每个驱动程序，查看它是否可以建立连接。

　　有时可能有多个JDBC驱动程序可以与给定的URL连接。例如，与给定远程数据库连接时，可以使用JDBC-ODBC桥驱动程序、JDBC到通用网络协议驱动程序或数据库厂商提供的驱动程序。在这种情况下测试驱动程序的顺序至关重要，因为DriverManager将使用它所找到的第一个可以成功连接到给定URL的驱动程序。

　　首先DriverManager试图按注册的顺序使用每个驱动程序（jdbc.drivers中列出的驱动程序总是先注册）。它将跳过代码不可信任的驱动程序，除非加载它们的源与试图打开连接的代码的源相同。它通过轮流在每个驱动程序上调用方法Driver.connect，并向它们传递用户开始传递给方法DriverManager.getConnection的URL来对驱动程序进行测试，然后连接第一个认出该URL的驱动程序。这种方法初看起来效率不高，但由于不可能同时加载数十个驱动程序，因此每次连接实际只需几个过程调用和字符串比较。

　　以下代码是通常情况下用驱动程序（例如JDBC-ODBC桥驱动程序）建立连接所需所有步骤的示例：



Class.forName（"sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver"）；//加载驱动程序
String url = "jdbc：odbc：fred"；
DriverManager.getConnection（url，"userID"，"passwd"）；
如何利用JDBC发送SQL语句？

　　Statement对象用于将SQL语句发送到数据库中。实际上有三种Statement对象，它们都作为在给定连接上执行SQL语句的包容器：Statement、PreparedStatement（它从Statement继承而来）和CallableStatement（它从PreparedStatement继承而来）。它们都专用于发送特定类型的SQL语句：Statement对象用于执行不带参数的简单SQL语句；PreparedStatement对象用于执行带或不带IN参数的预编译SQL语句；CallableStatement对象用于执行对数据库已存储过程的调用。

　　Statement接口提供了执行语句和获取结果的基本方法；PreparedStatement接口添加了处理IN参数的方法；而CallableStatement添加了处理OUT参数的方法。

　　1. 创建Statement对象

　　建立了到特定数据库的连接之后，就可用该连接发送SQL语句。Statement对象用Connection的方法createStatement创建，如下列代码段中所示：

Connection con = DriverManager.getConnection（url，"sunny"，""）；
Statement stmt = con.createStatement（）；


　　为了执行Statement对象，被发送到数据库的SQL语句将被作为参数提供给Statement的方法：

　　ResultSet rs = stmt.executeQuery（"SELECT a，b，c FROM Table2"）；

　　2. 使用Statement对象执行语句

　　Statement接口提供了三种执行SQL语句的方法：executeQuery、executeUpdate和execute。使用哪一个方法由SQL语句所产生的内容决定。

　　方法executeQuery用于产生单个结果集的语句，例如SELECT语句。方法executeUpdate用于执行INSERT、UPDATE或DELETE语句以及SQL DDL（数据定义语言）语句，例如CREATE TABLE和DROP TABLE。INSERT、UPDATE或DELETE语句的效果是修改表中零行或多行中的一列或多列。executeUpdate的返回值是一个整数，指示受影响的行数（即更新计数）。对于CREATE TABLE或DROP TABLE等不操作行的语句，executeUpdate的返回值总为零。

　　执行语句的所有方法都将关闭所调用的Statement对象的当前打开结果集（如果存在）。这意味着在重新执行Statement对象之前，需要完成对当前ResultSet对象的处理。应注意，继承了Statement接口中所有方法的PreparedStatement接口都有自己的executeQuery、executeUpdate和execute方法。Statement对象本身不包含SQL语句，因而必须给Statement.execute方法提供SQL语句作为参数。PreparedStatement对象并不需要SQL语句作为参数提供给这些方法，因为它们已经包含预编译SQL语句。

　　CallableStatement对象继承这些方法的PreparedStatement形式。对于这些方法的PreparedStatement或CallableStatement版本，使用查询参数将抛出SQLException。

　　3. 语句完成

　　当连接处于自动提交模式时，其中所执行的语句在完成时将自动提交或还原。语句在已执行且所有结果返回时，即认为已完成。对于返回一个结果集的executeQuery方法，在检索完ResultSet对象的所有行时该语句完成。对于方法executeUpdate，当它执行时语句即完成。但在少数调用方法execute的情况中，在检索所有结果集或它生成的更新计数之后语句才完成。

　　有些DBMS将已存储过程中的每条语句视为独立的语句；而另外一些则将整个过程视为一个复合语句。在启用自动提交时，这种差别就变得非常重要，因为它影响什么时候调用commit方法。在前一种情况中，每条语句单独提交；在后一种情况中，所有语句同时提交。

　　4. 关闭Statement对象

　　Statement对象将由Java垃圾收集程序自动关闭。而作为一种好的编程风格，应在不需要Statement对象时显式地关闭它们。这将立即释放DBMS资源，有助于避免潜在的内存问题。

　　5. 使用方法execute

　　execute方法应该仅在语句能返回多个ResultSet对象、多个更新计数或ResultSet对象与更新计数的组合时使用。当执行某个已存储过程或动态执行未知SQL字符串（即应用程序程序员在编译时未知）时，有可能出现多个结果的情况，尽管这种情况很少见。例如，用户可能执行一个已存储过程，并且该已存储过程可执行更新，然后执行选择，再进行更新，再进行选择，等等。通常使用已存储过程的人应知道它所返回的内容。

　　因为方法execute处理非常规情况，所以获取其结果需要一些特殊处理并不足为怪。例如，假定已知某个过程返回两个结果集，则在使用方法execute执行该过程后，必须调用方法getResultSet获得第一个结果集，然后调用适当的getXXX方法获取其中的值。要获得第二个结果集，需要先调用getMoreResults方法，然后再调用getResultSet方法。如果已知某个过程返回两个更新计数，则首先调用方法getUpdateCount，然后调用getMoreResults，并再次调用getUpdateCount。

　　对于不知道返回内容，则情况更为复杂。如果结果是ResultSet对象，则方法execute返回true；如果结果是Javaint，则返回false。如果返回int，则意味着结果是更新计数或执行的语句是DL命令。在调用方法execute之后要做的第一件事情是调用getResultSet或getUpdateCount。调用方法getResultSet可以获得两个或多个ResultSet对象中第一个对象；或调用方法getUpdateCount可以获得两个或多个更新计数中第一个更新计数的内容。

　　当SQL语句的结果不是结果集时，则方法getResultSet将返回null。这可能意味着结果是一个更新计数或没有其它结果。在这种情况下，判断null真正含义的唯一方法是调用方法getUpdateCount，它将返回一个整数。这个整数为调用语句所影响的行数；如果为-1则表示结果是结果集或没有结果。如果方法getResultSet已返回null（表示结果不是ResultSet对象），则返回值-1表示没有其它结果。也就是说，当下列条件为真时表示没有结果（或没有其它结果）：

　　（（stmt.getResultSet（）==null）&&（stmt.getUpdateCount（）==-1））

　　如果已经调用方法getResultSet并处理了它返回的ResultSet对象，则有必要调用方法getMoreResults以确定是否有其它结果集或更新计数。如果getMoreResults返回true，则需要再次调用getResultSet来检索下一个结果集。如上所述，如果getResultSet返回null，则需要调用getUpdateCount来检查null是表示结果为更新计数还是表示没有其它结果。

　　当getMoreResults返回false时，它表示该SQL语句返回一个更新计数或没有其它结果。因此需要调用方法getUpdateCount来检查它是哪一种情况。在这种情况下，当下列条件为真时表示没有其它结果：

　　（（stmt.getMoreResults（）==false）&&（stmt.getUpdateCount（）==-1））