深入解析JDBC：Java数据库操作的基础

1. JDBC概述

JDBC（Java Database Connectivity）是Java提供的一种数据库连接技术，用于在Java应用程序中与数据库进行交互。它通过一组API提供了访问和操作数据库的标准方式。JDBC支持大多数关系型数据库，包括MySQL、Oracle、SQL Server等。

JDBC的主要作用是：

连接数据库。
执行SQL语句（包括查询、更新、删除等）。
获取查询结果。
提交或回滚事务。

JDBC是Java程序与数据库之间的桥梁，任何基于Java的应用程序如果需要和数据库进行数据交互，都会使用JDBC技术。

2. JDBC的核心组件

JDBC的核心组成包括：

DriverManager：管理数据库驱动程序。
Connection：表示与数据库的连接。
Statement：用于执行SQL语句。
ResultSet：存储查询结果的集合。
PreparedStatement：比Statement更加安全，支持预编译SQL语句。
CallableStatement：用于执行数据库存储过程。
Transaction：事务控制，支持提交和回滚。

JDBC架构图

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+--------------------------+
|      Application          |
|    (Java Code)            |
+--------------------------+
         |
         v
+--------------------------+
|     DriverManager         |
|   (Manages Drivers)       |
+--------------------------+
         |
         v
+--------------------------+
|     Connection           |
|    (Database Connection)  |
+--------------------------+
         |
         v
+--------------------------+
|     Statement/Prepared   |
|    Statement/Callable    |
+--------------------------+
         |
         v
+--------------------------+
|     ResultSet            |
|     (Query Result)       |
+--------------------------+

3. JDBC连接流程

JDBC连接数据库的基本步骤如下：

加载数据库驱动 ：通过 Class.forName() 方法加载数据库驱动。
建立连接 ：通过 DriverManager.getConnection() 方法建立数据库连接。
执行SQL语句 ：使用 Statement 或 PreparedStatement 执行SQL语句。
处理结果集 ：使用 ResultSet 获取查询结果。
关闭连接 ：操作完成后，关闭 ResultSet、Statement 和 Connection。

4. JDBC代码示例

1) 基本的JDBC查询操作

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import java.sql.*;

public class JDBCExample {

    public static void main(String[] args) {
        Connection conn = null;
        Statement stmt = null;
        ResultSet rs = null;

        try {
            // 1. 加载数据库驱动
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");

            // 2. 建立数据库连接
            conn = DriverManager.getConnection(
                "jdbc:mysql://localhost:3306/mydb", "root", "password");

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

            // 4. 执行查询操作
            String sql = "SELECT id, name, email FROM users";
            rs = stmt.executeQuery(sql);

            // 5. 处理查询结果
            while (rs.next()) {
                int id = rs.getInt("id");
                String name = rs.getString("name");
                String email = rs.getString("email");
                System.out.println("ID: " + id + ", Name: " + name + ", Email: " + email);
            }

        } catch (SQLException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (rs != null) rs.close();
                if (stmt != null) stmt.close();
                if (conn != null) conn.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

解释：

DriverManager.getConnection() 用于建立数据库连接。
Statement.executeQuery() 用于执行查询操作，并返回 ResultSet。
ResultSet 用于处理查询结果。

2) 插入数据

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public void insertUser(String name, String email) {
    Connection conn = null;
    PreparedStatement pstmt = null;

    try {
        // 1. 加载驱动
        Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");

        // 2. 建立连接
        conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/mydb", "root", "password");

        // 3. 创建PreparedStatement
        String sql = "INSERT INTO users (name, email) VALUES (?, ?)";
        pstmt = conn.prepareStatement(sql);

        // 4. 设置参数
        pstmt.setString(1, name);
        pstmt.setString(2, email);

        // 5. 执行插入操作
        int rowsAffected = pstmt.executeUpdate();
        System.out.println(rowsAffected + " row(s) inserted.");
    } catch (SQLException | ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        try {
            if (pstmt != null) pstmt.close();
            if (conn != null) conn.close();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

解释：

PreparedStatement 用于执行插入、更新等操作，支持参数化查询，避免SQL注入攻击。

3) 事务管理

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public void transferMoney(int fromAccount, int toAccount, double amount) {
    Connection conn = null;
    PreparedStatement pstmt1 = null, pstmt2 = null;

    try {
        // 1. 加载驱动并建立连接
        Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
        conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/mydb", "root", "password");

        // 2. 开始事务
        conn.setAutoCommit(false);

        // 3. 执行转账操作
        String sql1 = "UPDATE accounts SET balance = balance - ? WHERE account_id = ?";
        pstmt1 = conn.prepareStatement(sql1);
        pstmt1.setDouble(1, amount);
        pstmt1.setInt(2, fromAccount);
        pstmt1.executeUpdate();

        String sql2 = "UPDATE accounts SET balance = balance + ? WHERE account_id = ?";
        pstmt2 = conn.prepareStatement(sql2);
        pstmt2.setDouble(1, amount);
        pstmt2.setInt(2, toAccount);
        pstmt2.executeUpdate();

        // 4. 提交事务
        conn.commit();
        System.out.println("Transfer successful.");

    } catch (SQLException | ClassNotFoundException e) {
        try {
            // 回滚事务
            if (conn != null) conn.rollback();
        } catch (SQLException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
        e.printStackTrace();
    } finally {
        try {
            if (pstmt1 != null) pstmt1.close();
            if (pstmt2 != null) pstmt2.close();
            if (conn != null) conn.close();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

解释：

conn.setAutoCommit(false) 禁用自动提交，手动控制事务。
conn.commit() 提交事务，conn.rollback() 回滚事务。

5. JDBC常见问题

如何处理数据库连接池？

JDBC连接池用于管理数据库连接，提高数据库连接的重用性和性能。常用的连接池库有 C3P0、HikariCP 和 DBCP。
JDBC如何避免SQL注入？

使用 PreparedStatement 而不是 Statement，因为 PreparedStatement 通过预编译SQL语句来避免SQL注入。

6. 总结

JDBC是Java开发中与数据库交互的基础，虽然相比于一些高级框架（如Hibernate），JDBC显得更加底层，但它提供了更高的灵活性和控制权。掌握JDBC的基本操作，包括数据库连接、SQL执行、事务管理等，是每个Java开发者的必备技能。

通过本篇文章的示例代码和概念讲解，希望能够帮助你更好地理解JDBC的核心原理与应用。

这篇文章讲解了JDBC的基本使用和一些常见的数据库操作，若你希望看到更深入的JDBC使用或数据库优化技巧，随时可以提问。