前面我们讲了Java程序要通过JDBC接口来查询数据库。JDBC是一套接口规范,它在哪呢?就在Java的标准库java.sql
里放着,不过这里面大部分都是接口。接口并不能直接实例化,而是必须实例化对应的实现类,然后通过接口引用这个实例。那么问题来了:JDBC接口的实现类在哪?
因为JDBC接口并不知道我们要使用哪个数据库,所以,用哪个数据库,我们就去使用哪个数据库的“实现类”,我们把某个数据库实现了JDBC接口的jar包称为JDBC驱动。
因为我们选择了MySQL 5.x作为数据库,所以我们首先得找一个MySQL的JDBC驱动。所谓JDBC驱动,其实就是一个第三方jar包,我们直接添加一个Maven依赖就可以了:
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
<version>5.1.47</version>
<scope>runtime</scope>
</dependency>
注意到这里添加依赖的scope
是runtime
,因为编译Java程序并不需要MySQL的这个jar包,只有在运行期才需要使用。如果把runtime
改成compile
,虽然也能正常编译,但是在IDE里写程序的时候,会多出来一大堆类似com.mysql.jdbc.Connection
这样的类,非常容易与Java标准库的JDBC接口混淆,所以坚决不要设置为compile
。
有了驱动,我们还要确保MySQL在本机正常运行,并且还需要准备一点数据。这里我们用一个脚本创建数据库和表,然后插入一些数据:
-- 创建数据库learjdbc:
DROP DATABASE IF EXISTS learnjdbc;
CREATE DATABASE learnjdbc;
-- 创建登录用户learn/口令learnpassword
CREATE USER IF NOT EXISTS learn@'%' IDENTIFIED BY 'learnpassword';
GRANT ALL PRIVILEGES ON learnjdbc.* TO learn@'%' WITH GRANT OPTION;
FLUSH PRIVILEGES;
-- 创建表students:
USE learnjdbc;
CREATE TABLE students (
id BIGINT AUTO_INCREMENT NOT NULL,
name VARCHAR(50) NOT NULL,
gender TINYINT(1) NOT NULL,
grade INT NOT NULL,
score INT NOT NULL,
PRIMARY KEY(id)
) Engine=INNODB DEFAULT CHARSET=UTF8;
-- 插入初始数据:
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小明', 1, 1, 88);
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小红', 1, 1, 95);
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小军', 0, 1, 93);
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小白', 0, 1, 100);
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小牛', 1, 2, 96);
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小兵', 1, 2, 99);
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小强', 0, 2, 86);
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小乔', 0, 2, 79);
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小青', 1, 3, 85);
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小王', 1, 3, 90);
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小林', 0, 3, 91);
INSERT INTO students (name, gender, grade, score) VALUES ('小贝', 0, 3, 77);
在控制台输入mysql -u root -p
,输入root
口令后以root
身份,把上述SQL贴到控制台执行一遍就行。如果你运行的是最新版MySQL 8.x,需要调整一下CREATE USER
语句。
使用JDBC时,我们先了解什么是Connection。Connection代表一个JDBC连接,它相当于Java程序到数据库的连接(通常是TCP连接)。打开一个Connection时,需要准备URL、用户名和口令,才能成功连接到数据库。
URL是由数据库厂商指定的格式,例如,MySQL的URL是:
jdbc:mysql://<hostname>:<port>/<db>?key1=value1&key2=value2
假设数据库运行在本机localhost
,端口使用标准的3306
,数据库名称是learnjdbc
,那么URL如下:
jdbc:mysql://localhost:3306/learnjdbc?useSSL=false&characterEncoding=utf8
后面的两个参数表示不使用SSL加密,使用UTF-8作为字符编码(注意MySQL的UTF-8是utf8
)。
要获取数据库连接,使用如下代码:
// JDBC连接的URL, 不同数据库有不同的格式:
String JDBC_URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
String JDBC_USER = "root";
String JDBC_PASSWORD = "password";
// 获取连接:
Connection conn = DriverManager.getConnection(JDBC_URL, JDBC_USER, JDBC_PASSWORD);
// TODO: 访问数据库...
// 关闭连接:
conn.close();
核心代码是DriverManager
提供的静态方法getConnection()
。DriverManager
会自动扫描classpath,找到所有的JDBC驱动,然后根据我们传入的URL自动挑选一个合适的驱动。
因为JDBC连接是一种昂贵的资源,所以使用后要及时释放。使用try (resource)
来自动释放JDBC连接是一个好方法:
try (Connection conn = DriverManager.getConnection(JDBC_URL, JDBC_USER, JDBC_PASSWORD)) {
...
}
获取到JDBC连接后,下一步我们就可以查询数据库了。查询数据库分以下几步:
第一步,通过Connection
提供的createStatement()
方法创建一个Statement
对象,用于执行一个查询;
第二步,执行Statement
对象提供的executeQuery("SELECT * FROM students")
并传入SQL语句,执行查询并获得返回的结果集,使用ResultSet
来引用这个结果集;
第三步,反复调用ResultSet
的next()
方法并读取每一行结果。
完整查询代码如下:
try (Connection conn = DriverManager.getConnection(JDBC_URL, JDBC_USER, JDBC_PASSWORD)) {
try (Statement stmt = conn.createStatement()) {
try (ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT id, grade, name, gender FROM students WHERE gender=1")) {
while (rs.next()) {
long id = rs.getLong(1); // 注意:索引从1开始
long grade = rs.getLong(2);
String name = rs.getString(3);
int gender = rs.getInt(4);
}
}
}
}
注意要点:
Statement
和ResultSet
都是需要关闭的资源,因此嵌套使用try (resource)
确保及时关闭;
rs.next()
用于判断是否有下一行记录,如果有,将自动把当前行移动到下一行(一开始获得ResultSet
时当前行不是第一行);
ResultSet
获取列时,索引从1
开始而不是0
;
必须根据SELECT
的列的对应位置来调用getLong(1)
,getString(2)
这些方法,否则对应位置的数据类型不对,将报错。
使用Statement
拼字符串非常容易引发SQL注入的问题,这是因为SQL参数往往是从方法参数传入的。
我们来看一个例子:假设用户登录的验证方法如下:
User login(String name, String pass) {
...
stmt.executeQuery("SELECT * FROM user WHERE login='" + name + "' AND pass='" + pass + "'");
...
}
其中,参数name
和pass
通常都是Web页面输入后由程序接收到的。
如果用户的输入是程序期待的值,就可以拼出正确的SQL。例如:name = "bob"
,pass = "1234"
:
SELECT * FROM user WHERE login='bob' AND pass='1234'
但是,如果用户的输入是一个精心构造的字符串,就可以拼出意想不到的SQL,这个SQL也是正确的,但它查询的条件不是程序设计的意图。例如:name = "bob' OR pass="
, pass = " OR pass='"
:
SELECT * FROM user WHERE login='bob' OR pass=' AND pass=' OR pass=''
这个SQL语句执行的时候,根本不用判断口令是否正确,这样一来,登录就形同虚设。
要避免SQL注入攻击,一个办法是针对所有字符串参数进行转义,但是转义很麻烦,而且需要在任何使用SQL的地方增加转义代码。
还有一个办法就是使用PreparedStatement
。使用PreparedStatement
可以完全避免SQL注入的问题,因为PreparedStatement
始终使用?
作为占位符,并且把数据连同SQL本身传给数据库,这样可以保证每次传给数据库的SQL语句是相同的,只是占位符的数据不同,还能高效利用数据库本身对查询的缓存。上述登录SQL如果用PreparedStatement
可以改写如下:
User login(String name, String pass) {
...
String sql = "SELECT * FROM user WHERE login=? AND pass=?";
PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql);
ps.setObject(1, name);
ps.setObject(2, pass);
...
}
所以,PreparedStatement
比Statement
更安全,而且更快。
注意
使用Java对数据库进行操作时,必须使用PreparedStatement,严禁任何通过参数拼字符串的代码!
我们把上面使用Statement
的代码改为使用PreparedStatement
:
try (Connection conn = DriverManager.getConnection(JDBC_URL, JDBC_USER, JDBC_PASSWORD)) {
try (PreparedStatement ps = conn.prepareStatement("SELECT id, grade, name, gender FROM students WHERE gender=? AND grade=?")) {
ps.setObject(1, "M"); // 注意:索引从1开始
ps.setObject(2, 3);
try (ResultSet rs = ps.executeQuery()) {
while (rs.next()) {
long id = rs.getLong("id");
long grade = rs.getLong("grade");
String name = rs.getString("name");
String gender = rs.getString("gender");
}
}
}
}
使用PreparedStatement
和Statement
稍有不同,必须首先调用setObject()
设置每个占位符?
的值,最后获取的仍然是ResultSet
对象。
另外注意到从结果集读取列时,使用String
类型的列名比索引要易读,而且不易出错。
注意到JDBC查询的返回值总是ResultSet
,即使我们写这样的聚合查询SELECT SUM(score) FROM ...
,也需要按结果集读取:
ResultSet rs = ...
if (rs.next()) {
double sum = rs.getDouble(1);
}
有的童鞋可能注意到了,使用JDBC的时候,我们需要在Java数据类型和SQL数据类型之间进行转换。JDBC在java.sql.Types
定义了一组常量来表示如何映射SQL数据类型,但是平时我们使用的类型通常也就以下几种:
SQL数据类型 | Java数据类型 |
---|---|
BIT, BOOL | boolean |
INTEGER | int |
BIGINT | long |
REAL | float |
FLOAT, DOUBLE | double |
CHAR, VARCHAR | String |
DECIMAL | BigDecimal |
DATE | java.sql.Date, LocalDate |
TIME | java.sql.Time, LocalTime |
注意:只有最新的JDBC驱动才支持LocalDate
和LocalTime
。
使用JDBC查询数据库。
JDBC接口的Connection
代表一个JDBC连接;
使用JDBC查询时,总是使用PreparedStatement
进行查询而不是Statement
;
查询结果总是ResultSet
,即使使用聚合查询也不例外。