使用JDBC

廖雪峰
资深软件开发工程师，业余马拉松选手。

我们在前面介绍JDBC编程时已经讲过，Java程序使用JDBC接口访问关系数据库的时候，需要以下几步：

• 创建全局DataSource实例，表示数据库连接池；
• 在需要读写数据库的方法内部，按如下步骤访问数据库：
  • 从全局DataSource实例获取Connection实例；
  • 通过Connection实例创建PreparedStatement实例；
  • 执行SQL语句，如果是查询，则通过ResultSet读取结果集，如果是修改，则获得int结果。

正确编写JDBC代码的关键是使用try ... finally释放资源，涉及到事务的代码需要正确提交或回滚事务。

在Spring使用JDBC，首先我们通过IoC容器创建并管理一个DataSource实例，然后，Spring提供了一个JdbcTemplate，可以方便地让我们操作JDBC，因此，通常情况下，我们会实例化一个JdbcTemplate。顾名思义，这个类主要使用了Template模式。

编写示例代码或者测试代码时，我们强烈推荐使用HSQLDB这个数据库，它是一个用Java编写的关系数据库，可以以内存模式或者文件模式运行，本身只有一个jar包，非常适合演示代码或者测试代码。

我们以实际工程为例，先创建Maven工程spring-data-jdbc，然后引入以下依赖：

• org.springframework:spring-context:6.0.0
• org.springframework:spring-jdbc:6.0.0
• jakarta.annotation:jakarta.annotation-api:2.1.1
• com.zaxxer:HikariCP:5.0.1
• org.hsqldb:hsqldb:2.7.1

在AppConfig中，我们需要创建以下几个必须的Bean：

@Configuration
@ComponentScan
@PropertySource("jdbc.properties")
public class AppConfig {

    @Value("${jdbc.url}")
    String jdbcUrl;

    @Value("${jdbc.username}")
    String jdbcUsername;

    @Value("${jdbc.password}")
    String jdbcPassword;

    @Bean
    DataSource createDataSource() {
        HikariConfig config = new HikariConfig();
        config.setJdbcUrl(jdbcUrl);
        config.setUsername(jdbcUsername);
        config.setPassword(jdbcPassword);
        config.addDataSourceProperty("autoCommit", "true");
        config.addDataSourceProperty("connectionTimeout", "5");
        config.addDataSourceProperty("idleTimeout", "60");
        return new HikariDataSource(config);
    }

    @Bean
    JdbcTemplate createJdbcTemplate(@Autowired DataSource dataSource) {
        return new JdbcTemplate(dataSource);
    }
}

在上述配置中：

1. 通过@PropertySource("jdbc.properties")读取数据库配置文件；
2. 通过@Value("${jdbc.url}")注入配置文件的相关配置；
3. 创建一个DataSource实例，它的实际类型是HikariDataSource，创建时需要用到注入的配置；
4. 创建一个JdbcTemplate实例，它需要注入DataSource，这是通过方法参数完成注入的。

最后，针对HSQLDB写一个配置文件jdbc.properties：

# 数据库文件名为testdb:
jdbc.url=jdbc:hsqldb:file:testdb

# Hsqldb默认的用户名是sa，口令是空字符串:
jdbc.username=sa
jdbc.password=

可以通过HSQLDB自带的工具来初始化数据库表，这里我们写一个Bean，在Spring容器启动时自动创建一个users表：

@Component
public class DatabaseInitializer {
    @Autowired
    JdbcTemplate jdbcTemplate;

    @PostConstruct
    public void init() {
        jdbcTemplate.update("CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (" //
                + "id BIGINT IDENTITY NOT NULL PRIMARY KEY, " //
                + "email VARCHAR(100) NOT NULL, " //
                + "password VARCHAR(100) NOT NULL, " //
                + "name VARCHAR(100) NOT NULL, " //
                + "UNIQUE (email))");
    }
}

现在，所有准备工作都已完毕。我们只需要在需要访问数据库的Bean中，注入JdbcTemplate即可：

@Component
public class UserService {
    @Autowired
    JdbcTemplate jdbcTemplate;
    ...
}

JdbcTemplate用法

Spring提供的JdbcTemplate采用Template模式，提供了一系列以回调为特点的工具方法，目的是避免繁琐的try...catch语句。

我们以具体的示例来说明JdbcTemplate的用法。

首先我们看T execute(ConnectionCallback<T> action)方法，它提供了Jdbc的Connection供我们使用：

public User getUserById(long id) {
    // 注意传入的是ConnectionCallback:
    return jdbcTemplate.execute((Connection conn) -> {
        // 可以直接使用conn实例，不要释放它，回调结束后JdbcTemplate自动释放:
        // 在内部手动创建的PreparedStatement、ResultSet必须用try(...)释放:
        try (var ps = conn.prepareStatement("SELECT * FROM users WHERE id = ?")) {
            ps.setObject(1, id);
            try (var rs = ps.executeQuery()) {
                if (rs.next()) {
                    return new User( // new User object:
                            rs.getLong("id"), // id
                            rs.getString("email"), // email
                            rs.getString("password"), // password
                            rs.getString("name")); // name
                }
                throw new RuntimeException("user not found by id.");
            }
        }
    });
}

也就是说，上述回调方法允许获取Connection，然后做任何基于Connection的操作。

我们再看T execute(String sql, PreparedStatementCallback<T> action)的用法：

public User getUserByName(String name) {
    // 需要传入SQL语句，以及PreparedStatementCallback:
    return jdbcTemplate.execute("SELECT * FROM users WHERE name = ?", (PreparedStatement ps) -> {
        // PreparedStatement实例已经由JdbcTemplate创建，并在回调后自动释放:
        ps.setObject(1, name);
        try (var rs = ps.executeQuery()) {
            if (rs.next()) {
                return new User( // new User object:
                        rs.getLong("id"), // id
                        rs.getString("email"), // email
                        rs.getString("password"), // password
                        rs.getString("name")); // name
            }
            throw new RuntimeException("user not found by id.");
        }
    });
}

最后，我们看T queryForObject(String sql, RowMapper<T> rowMapper, Object... args)方法：

public User getUserByEmail(String email) {
    // 传入SQL，参数和RowMapper实例:
    return jdbcTemplate.queryForObject("SELECT * FROM users WHERE email = ?",
            (ResultSet rs, int rowNum) -> {
                // 将ResultSet的当前行映射为一个JavaBean:
                return new User( // new User object:
                        rs.getLong("id"), // id
                        rs.getString("email"), // email
                        rs.getString("password"), // password
                        rs.getString("name")); // name
            },
            email);
}

在queryForObject()方法中，传入SQL以及SQL参数后，JdbcTemplate会自动创建PreparedStatement，自动执行查询并返回ResultSet，我们提供的RowMapper需要做的事情就是把ResultSet的当前行映射成一个JavaBean并返回。整个过程中，使用Connection、PreparedStatement和ResultSet都不需要我们手动管理。

RowMapper不一定返回JavaBean，实际上它可以返回任何Java对象。例如，使用SELECT COUNT(*)查询时，可以返回Long：

public long getUsers() {
    return jdbcTemplate.queryForObject("SELECT COUNT(*) FROM users", (ResultSet rs, int rowNum) -> {
        // SELECT COUNT(*)查询只有一列，取第一列数据:
        return rs.getLong(1);
    });
}

如果我们期望返回多行记录，而不是一行，可以用query()方法：

public List<User> getUsers(int pageIndex) {
    int limit = 100;
    int offset = limit * (pageIndex - 1);
    return jdbcTemplate.query("SELECT * FROM users LIMIT ? OFFSET ?",
            new BeanPropertyRowMapper<>(User.class),
            limit, offset);
}

上述query()方法传入的参数仍然是SQL、SQL参数以及RowMapper实例。这里我们直接使用Spring提供的BeanPropertyRowMapper。如果数据库表的结构恰好和JavaBean的属性名称一致，那么BeanPropertyRowMapper就可以直接把一行记录按列名转换为JavaBean。

如果我们执行的不是查询，而是插入、更新和删除操作，那么需要使用update()方法：

public void updateUser(User user) {
    // 传入SQL，SQL参数，返回更新的行数:
    if (1 != jdbcTemplate.update("UPDATE users SET name = ? WHERE id = ?", user.getName(), user.getId())) {
        throw new RuntimeException("User not found by id");
    }
}

只有一种INSERT操作比较特殊，那就是如果某一列是自增列（例如自增主键），通常，我们需要获取插入后的自增值。JdbcTemplate提供了一个KeyHolder来简化这一操作：

public User register(String email, String password, String name) {
    // 创建一个KeyHolder:
    KeyHolder holder = new GeneratedKeyHolder();
    if (1 != jdbcTemplate.update(
        // 参数1:PreparedStatementCreator
        (conn) -> {
            // 创建PreparedStatement时，必须指定RETURN_GENERATED_KEYS:
            var ps = conn.prepareStatement("INSERT INTO users(email, password, name) VALUES(?, ?, ?)",
                    Statement.RETURN_GENERATED_KEYS);
            ps.setObject(1, email);
            ps.setObject(2, password);
            ps.setObject(3, name);
            return ps;
        },
        // 参数2:KeyHolder
        holder)
    ) {
        throw new RuntimeException("Insert failed.");
    }
    // 从KeyHolder中获取返回的自增值:
    return new User(holder.getKey().longValue(), email, password, name);
}

JdbcTemplate还有许多重载方法，这里我们不一一介绍。需要强调的是，JdbcTemplate只是对JDBC操作的一个简单封装，它的目的是尽量减少手动编写try(resource) {...}的代码，对于查询，主要通过RowMapper实现了JDBC结果集到Java对象的转换。

我们总结一下JdbcTemplate的用法，那就是：

• 针对简单查询，优选query()和queryForObject()，因为只需提供SQL语句、参数和RowMapper；
• 针对更新操作，优选update()，因为只需提供SQL语句和参数；
• 任何复杂的操作，最终也可以通过execute(ConnectionCallback)实现，因为拿到Connection就可以做任何JDBC操作。

实际上我们使用最多的仍然是各种查询。如果在设计表结构的时候，能够和JavaBean的属性一一对应，那么直接使用BeanPropertyRowMapper就很方便。如果表结构和JavaBean不一致怎么办？那就需要稍微改写一下查询，使结果集的结构和JavaBean保持一致。

例如，表的列名是office_address，而JavaBean属性是workAddress，就需要指定别名，改写查询如下：

SELECT id, email, office_address AS workAddress, name FROM users WHERE email = ?

练习

使用JdbcTemplate。

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小结

Spring提供了JdbcTemplate来简化JDBC操作；

使用JdbcTemplate时，根据需要优先选择高级方法；

任何JDBC操作都可以使用保底的execute(ConnectionCallback)方法。