数据库编程 JDBC

数据库编程 JDBC

目标：理解程序为什么需要数据库、JDBC 由「接口 + 厂商实现」构成的多态结构；掌握 JDBC 五步时序（加载驱动→建立连接→创建语句→执行 SQL→结果与关闭）；会用 Statement/ResultSet 完成增删改查，理解 PreparedStatement 防注入与事务 commit/rollback。

一、为什么需要数据库

• 数据要持久化：内存里的数据随进程结束而消失；用户留言、订单、账号等必须落到磁盘上的数据库，重启后仍在；
• 关系数据库用表组织数据：一行 = 一条记录，一列 = 一个字段。以本课程的 guestbook（留言板）表为例——id / userid / username / title / contents 五列，每条留言就是一行；
• Java 通过 JDBC 访问数据库：JDBC（Java Database Connectivity）是一组统一 API，屏蔽不同数据库厂商的差异——一套代码可对接 MySQL、Oracle、PostgreSQL。

二、JDBC 概述：驱动与 DriverManager（接口回顾 · 多态）

JDBC 的核心是一组接口：Driver、Connection、Statement、ResultSet……，具体由数据库厂商实现（MySQL 提供 com.mysql.jdbc.*）。DriverManager 是静态工厂：管理已注册的驱动，并按 URL 前缀挑选合适的驱动去建连。

把模块3 学的多态落到真实 API——JDBC 驱动正是绝佳范例：

• Driver 是接口，MySQL 的 com.mysql.jdbc.Driver 实现它，并在自己的 static 块里调用 DriverManager.registerDriver(new Driver()) 完成自注册；
• DriverManager.getConnection(...) 声明返回 Connection（接口），但运行期才由具体驱动返回真正的实现对象 ConnectionImpl；
• conn.createStatement() 返回 Statement（接口）→ 实际是 StatementImpl；stmt.executeQuery(...) 返回 ResultSet（接口）→ 实际是 ResultSetImpl。

一句话：编译期看接口、运行期定实现。换数据库只需换驱动 jar 与 URL，业务代码几乎不用改——这就是接口 + 多态带来的可替换性。

三、JDBC 五步时序

一次完整的 JDBC 操作遵循固定五步：① 加载驱动 → ② 建立连接 → ③ 创建语句 → ④ 执行 SQL → ⑤ 处理结果并关闭。资源释放顺序与创建相反（先关 rs/stmt，再关 conn）。下面按时序逐步高亮每条消息：

// ① 加载驱动：触发其 static 块完成自注册
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

// ② 建立连接：DriverManager 按 URL 选中具体驱动实现（多态）
Connection conn = DriverManager.getConnection(
    "jdbc:mysql://localhost:3306/mytest", "root", "");

// ③ 创建语句
Statement stmt = conn.createStatement();

// ④ 执行 SQL
stmt.executeUpdate("insert into guestbook(username,title) values('tom','from tom')");
ResultSet rs = stmt.executeQuery("select * from guestbook");

// ⑤ 处理结果 + 关闭（顺序与创建相反）
while (rs.next()) {
    System.out.println(rs.getInt("id") + " " + rs.getString("username"));
}
rs.close();
stmt.close();
conn.close();

四、CRUD：增删改查

• 增删改用 executeUpdate(sql)：返回受影响的行数（>0 表示成功），不返回结果集；
• 查询用 executeQuery(sql)：返回一个 ResultSet，用 rs.next() 逐行推进、rs.getString("username") / rs.getInt("id") 按列名取值。

下面的实验让你在 guestbook 表上直接试 CRUD：点预设或自己写一条 SQL（INSERT / UPDATE / DELETE / SELECT），点「执行」——新增的行变绿、被改的行变黄、删掉的行红色划掉，受影响行数像 executeUpdate() 一样返回；SELECT 则单独展示结果集。注意 UPDATE / DELETE 必须带 WHERE 条件：

ResultSet rs = stmt.executeQuery("select * from guestbook");
while (rs.next()) {
    System.out.println(rs.getInt("id") + " " + rs.getString("username"));
}
rs.close();

五、预编译语句 PreparedStatement：防 SQL 注入

拼接字符串的风险：若把用户输入直接拼进 SQL——"insert into guestbook(username,title) values('" + user + "', ...)"，当 user 来自外部输入且含单引号 ' 时，就能被构造出额外的 SQL（SQL 注入），轻则改数据、重则拖库删库。

PreparedStatement 从机制上避免：先给带占位符 ? 的 SQL 预编译，再用 setString(1, ...) 传值——数据与命令分离，输入不会被当作 SQL 执行：

String sql = "insert into guestbook(username,title) values(?,?)";
PreparedStatement ps = con.prepareStatement(sql);
ps.setString(1, user);    // 参数按 ? 的顺序绑定
ps.setString(2, title);
int n = ps.executeUpdate();   // 返回受影响行数

好处：防注入 + 可复用（同一条 SQL 多次执行）+ 数据库可对预编译语句做优化。

SELECT * FROM users WHERE name = '张三'

SELECT * FROM users WHERE name = ?
    → 参数[0] = "张三"（数据，不是代码）

六、事务处理：commit / rollback

事务是一组必须「全成功或全失败」的操作。默认每条 SQL 自动提交；con.setAutoCommit(false) 关闭后，多条语句组成一个事务，用 con.commit() 提交、con.rollback() 回滚。

典型场景（转账）：A 扣款 + B 加款必须一起成功；若 B 失败，rollback() 让 A 的扣款也撤销，保证数据一致：

con.setAutoCommit(false);
try {
    // ... 多条 SQL（如转账的「扣款」「加款」两步）
    con.commit();      // 全部成功 → 提交
} catch (SQLException e) {
    con.rollback();    // 任一步失败 → 回滚到事务开始前的状态
}

注意两层数据：事务未提交前，变更只有本事务自己看得见（pending），其他查询看到的仍是旧的已提交数据；commit() 之后两者才一致。下面的实验用「A 转给 B 300 元」逐步走查两种结局——全部成功就 commit、中途失败就 rollback：

con.setAutoCommit(false);
try {
    // op1: A 扣款 300；op2: B 加款 300（多条 SQL）
    con.commit();      // 全部成功 → 提交
} catch (SQLException e) {
    con.rollback();    // 任一步失败 → 回滚到事务开始前的状态
} finally {
    con.setAutoCommit(true); // 恢复自动提交（建议）
}

七、总结

• JDBC = 一组接口 + 厂商实现；DriverManager 按 URL 在运行期选中具体驱动——多态落到真实 API；
• 五步时序固定：加载驱动 → 建立连接 → 创建语句 → 执行 SQL → 结果与关闭；资源释放顺序与创建相反；
• 防注入用 PreparedStatement（预编译 + ? 占位符）；数据一致性靠事务（commit/rollback）。

思考题

1. 为什么说 JDBC 是「多态」的绝佳范例？如果把 MySQL 换成 Oracle，业务代码需要改哪些地方、哪些不用改？
2. 为什么资源释放顺序要与创建相反？如果先 con.close() 再调用 rs.next() 会发生什么？
3. 用字符串拼接 SQL 有什么风险？PreparedStatement 是从哪个环节避免这个风险的？

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