JDBC API 万字详解（通俗易懂）
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一、前言
- 第二节内容，up主要和大家分享一下JDBC——API方面的内容。
- 注意事项——①代码中的注释也很重要；②不要眼高手低；③点击文章的侧边栏目录或者文章开头的目录可以进行跳转。
- 良工不示人以朴，所有文章都会适时补充完善。大家如果有问题都可以在评论区进行交流或者私信up。感谢阅读！
二、JDBC API概述
JDBC API是一系列的接口，它统一和规范了应用程序与数据库的连接，执行SQL语句并得到返回结果等各类操作，相关类和接口在java.sql和javax.sql包下。
相关体系图如下（建议阅读完毕后返回来细品☕） :
三、获取连接的三种方式
0.朝花夕拾 :
上一小节内容中，我们提到了编写JDBC程序的核心四部曲，这里再来回顾一下——
- 1° 注册驱动
- 2° 获取连接
- 3° 执行SQL
- 4° 释放资源
这里我们要重点再说一下第二个步骤——即获取数据库的连接。
1.方式一 —— 通过new关键字 :
这也是我们在第一小节中，演示第一个JDBC程序时用到的方法。即先通过com.mysql.cj.jdbc.Driver()来获取到Driver类对象，然后再通过Driver类中的connect方法来获取连接。connect方法的详细信息如下：
Connection connect(String url, Properties info) ：需要传入一个包含数据库信息的url字符串对象，以及一个包含登录用户信息的Properties对象。
这种方法有什么弊端？
通过new的方法获取到Driver对象，Driver对象属于第三方，并且是静态加载，导致灵活性低，依赖性强。
up以JdbcConn类为演示类，来给大家演示一下第一种方式获取连接，其实就是把第一小节的程序演示再来一遍罢了（当然这里我们不会像第一小节讲那么细了）。
代码如下 :
package api.connection;
import com.mysql.cj.jdbc.Driver;
import org.testng.annotations.Test;
import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;
import java.util.Properties;
/**
* @author : Cyan_RA9
* @version : 21.0
*/
public class JdbcConn {
//演示JDBC连接数据库的三种方式
//1.方式一 —— new关键字静态加载
@Test
public void connection_1() throws SQLException {
Driver driver = new Driver();
String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/jdbc_ex";
Properties info = new Properties();
info.setProperty("user","root");
info.setProperty("password","RA9_Cyan");
Connection connect = driver.connect(url, info);
System.out.println("方式一获取到的连接 = " + connect);
connect.close();
System.out.println("--------------------------------------------------");
}
}
运行结果 :
2.方式二 —— 通过反射机制 :
提到了灵活性和依赖性，我们就不由得想到了反射机制。反射机制可以动态的加载和构建对象，属于动态加载，相比new关键字的方式具有更高的灵活性，同时也减低了依赖性。我们可以使用 Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver"); 来获取Driver类实例。
up仍然以JdbcConn类为演示类，代码如下 :
package api.connection;
import com.mysql.cj.jdbc.Driver;
import org.testng.annotations.Test;
import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;
import java.util.Properties;
public class JdbcConn {
//演示JDBC连接数据库的三种方式
//2.方式二 —— 反射机制
@Test
public void connection_2() throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, SQLException {
Class<?> clazz = Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
Driver driver = (Driver) clazz.newInstance();
String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/jdbc_ex";
Properties info = new Properties();
info.setProperty("user", "root");
info.setProperty("password", "RA9_Cyan");
Connection connect = driver.connect(url, info);
System.out.println("方式二获取到的连接 = " + connect);
System.out.println("--------------------------------------------------");
}
}
运行结果 :
3.方式三 —— 通过DriverManager
在反射机制的基础上，使用DriverManager替代Driver，进行统一管理，具有更好的拓展性。并且，单独定义url, user, password也具有更高的灵活性。
需要用到DriverManager类的两个方法，如下——
- static void registerDriver(Driver driver) : 根据传入的Driver类对象，注册Driver驱动。
- static Connection getConnection(String url, String user, String password) : 根据传入的数据库URL，获取数据库连接。
up仍然以JdbcConn类为演示类，代码如下 :
package api.connection;
import com.mysql.cj.jdbc.Driver;
import org.testng.annotations.Test;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.util.Properties;
public class JdbcConn {
//演示JDBC连接数据库的三种方式
//方式三 —— 通过DriverManager
@Test
public void connection_3() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException, SQLException {
//使用反射机制加载Driver类
Class<?> clazz = Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor();
Driver driver = (Driver) constructor.newInstance();
//创建url,user,password
String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/jdbc_ex";
String user = "root";
String password = "RA9_Cyan";
//注册Driver驱动
DriverManager.registerDriver(driver);
//获取连接
Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
System.out.println("方式三获取到的连接= " + connection);
}
}
运行结果 :
Δ方式三简化版
PS_1 :
其实，在方式三的基础上，可以进行简化——
①通过Class.forName()方法动态加载Driver类后，不需要接收Class对象，也不需要获取构造器对象再得到Driver类对象。
②不需要通过DriverManager类的registerDriver方法来注册Driver驱动，即不需要注册驱动，而是直接通过getConnection方法来获取连接。
仍然以JdbcConn类为演示类，代码如下 :
package api.connection;
import com.mysql.cj.jdbc.Driver;
import org.testng.annotations.Test;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.util.Properties;
public class JdbcConn {
//演示JDBC连接数据库的三种方式
//方式三 —— DriverManager（简化版）
@Test
public void connection_3() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException, SQLException {
Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/jdbc_ex";
String user = "root";
String password = "RA9_Cyan";
Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
System.out.println("方式三简化后得到的连接 = " + connection);
}
}
运行结果 :
可以看到， 简化后，整个代码简洁了许多。
但是，这时候可能就要有p小将（Personable小将，指风度翩翩的人）出来bb问了：👴把编写JDBC程序的核心四部曲背的比家谱都熟，第一步就是注册驱动，好家伙，隔你这儿直接给省略了？给👴爬！
p哥先息怒，其实这里之所以能顺利获取连接，是因为jvm底层做了优化，当Driver类被动态加载时，会自动帮我们注册Driver驱动，我们查看com.mysql.cj.jdbc.Driver类的源码，可以找到一个静态代码块，如下 :
static {
try {
DriverManager.registerDriver(new Driver());
} catch (SQLException var1) {
throw new RuntimeException("Can't register driver!");
}
} 答案很明显了——当Driver类被动态加载时，静态代码块被执行。而静态代码块里的try语句中，调用了DriverManager类的registerDriver方法，完成了“注册驱动”的操作。
还要说明一点，这种“简化版”的第三种方式，是实际开发中用到最多的。
PS_2 :
其实，在上述“简化版”的第三种方式中，就连调用forName的语句都可以省略。MySQL 5.1.6及以上版本无需使用forName语句；从JDK1.5以后使用了JDBC4，不再需要显示调用Class.forName(...)注册驱动，而是自动调用驱动，根据jar包下META-INF\services\java.sql.Driver文本中的类名称去注册，如下图所示 :
但是，就像我们上面说的那样，“简化版”的方式三是实际开发中用到最多的方式，因此还是建议大家写上，以更明确。
Δ方式三优化版
在简化版的基础上，我们可以将url, user，以及password中的各种信息，诸如端口，数据库，用户名和用户密码等保存到properties配置文件中，使得我们的操作更加快捷和灵活。
up先在JdbcConn类本包下，创建一个mysql.properties文件，如下图所示 :
JdbcConn类代码如下 :
package api.connection;
import com.mysql.cj.jdbc.Driver;
import org.testng.annotations.Test;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.util.Properties;
public class JdbcConn {
//演示JDBC连接数据库的三种方式
//方式三 —— DriverManager
@Test
public void connection_3() throws ClassNotFoundException, SQLException, IOException {
//通过Properties对象获取配置文件信息
Properties properties = new Properties();
properties.load(new FileInputStream("src/api/connection/mysql.properties"));
//通过获取到的配置文件信息，得到对应的值
String driver = properties.getProperty("driver");
String url = properties.getProperty("url");
String user = properties.getProperty("user");
String password = properties.getProperty("password");
//注册驱动
Class.forName(driver);
//获取连接
Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
System.out.println("方式三优化后得到的连接 = " + connection);
}
}
四、 ResultSet
1.简介 :
ResultSet表示数据结果集的数据表，通常通过DQL（Data Query Language)来生成。ResultSet对象保持一个光标，该光标指向其当前的数据行。最初，光标位于第一行之前，next方法会使光标移动到下一行，并且当ResultSet对象中没有更多行时返回false，因此可以使用While循环来遍历结果集。
默认的ResultSet对象不可更新，并且只有一个向前移动的光标。因此，默认只能从第一行到最后一行迭代一次。但是，可以手动生成可滚动/可更新的ResultSet对象。
PS_1 : 若有需求让光标向上移动一行，可以使用previous()方法；如果再往上没有行可以返回时，返回false。
PS_2 : 使用getXxx()方法返回获得的记录（一行数据）中指定的字段，需要传入要获取的字段的索引（从1开始)；或者也可以直接传入字段名。
PS_3 : 若有需求以对象的形式来接收返回的字段，可以使用getObject(...)方法，传入的实参与getXxx方法一致。
2.代码演示 :
根据对ResultSet的描述，我们不难会联想到迭代器的执行原理。只不过相比迭代器来说，ResultSet的next方法是把两件事都干了——判断和移动指针。
现有一张学生表如下 :
根据ResultSet结果集的简介，当我们通过while循环遍历结果集时，一开始ResultSet保持的光标位置会指在学生表第一条记录的上面，如下图所示 :
现在我们通过JDBC的方式查询这张表，up以ResultSet_Demo类为演示类，代码如下 :
package api.resultSet;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.sql.*;
import java.util.Properties;
public class ResultSet_Demo {
public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException, SQLException {
//编写JDBC程序核心四部曲:
Properties properties = new Properties();
properties.load(new FileInputStream("src/api/connection/mysql.properties"));
String driver = properties.getProperty("driver");
String url = properties.getProperty("url");
String user = properties.getProperty("user");
String password = properties.getProperty("password");
//1.注册驱动
Class.forName(driver);
//2.获取连接
Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
//3.执行SQL
Statement statement = connection.createStatement();
String sql = "SELECT * FROM stus;";
ResultSet resultSet = statement.executeQuery(sql);
/**
注意 : 执行DQL（数据查询语句）要使用Statement类中的executeQuery方法。
*/
while (resultSet.next()) { //使用while循环来遍历结果集
//获取当前光标指向的记录的第一个字段
int id = resultSet.getInt(1);
//获取第二个字段
String name = resultSet.getString(2);
//获取第三个字段
String sex = resultSet.getString(3);
//获取第四个字段
double score = resultSet.getDouble(4);
/*打印获取的字段*/
System.out.println(String.format("%d\t%5s\t%s\t%.2f", id,name,sex,score));
}
//4.释放资源
resultSet.close(); //结果集也需要关闭!
statement.close();
connection.close();
}
}
运行结果 :
3.底层实现 :
接下来，我们通过Debug的方式看一下ResultSet类的源码，看看它底层到底是如何实现的。
在返回结果集的代码行设置断点，进入Debug，如下图所示 :
可以发现ResultSet对象其实是一个ResultSet接口的实现类（JDBC规定要实现的接口），如下图所示 :
该实现类又继承了NativeResultset类，如下图所示 :
至于为什么要说这个事儿呢？接着往下看你就明白了。
在该实现类的众多成员中，存放数据的成员是rowData，我们可以在ResultSetImpl类中找到这个rowData，如下图所示 :
但是，当我们使用Ctrl + b/B快捷键访问rowData源码时，会发现rowData其实不是ResultSetImpl类的成员，而是它的父类NativeResultset中的成员，如下图所示 :
可以看到，rowData本身是ResultsetRows类型（是个接口），此处使用protected访问权限修饰符，表示其可以被子类访问。
但在实际使用中，rowData的类型其实是一个实现了ResultsetRows接口的ResultsetRowsStatic类的对象。而ResultsetRowsStatic类的成员rows才是真正存放表中数据的地方，rows本身是List接口类型，如下图所示 :
但实际使用中，它是一个实现了List接口的ArrayList类对象，其中存放了表中所有行的数据（所有记录）。
可以看到，仍然是我们熟悉的elementData数组（up之前出过ArrayList类的源码分析，大家有兴趣可以去看看）。现在elementData数组中有四个元素，对应我们要查询的学生表中共四条记录。
继续，elementData数组中元素的类型实际是ByteArrayRow类型，而ByteArrayRow类中有包含一个成员internalRowData，是一个byte类型的数组，如下图所示 :
这个byte数组中又有四个元素，是对应了我们学生表中的四个字段（id，name，sex，score），此处存放的是字段的值对应的ASCII码值。
五、SQL注入
1.什么是SQL注入？
Statement也是JDBC规范的接口之一。用于执行静态SQL语句并返回其生成的结果的对象。
在建立连接后，需要对数据库进行访问，执行SQL语句，可以通过Statement, PreparedStatement（预处理）, 或者CallableStatement（存储过程）三种途径。
但是，使用Statement会存在SQL注入的风险。所谓SQL注入，指的是利用某些系统没有对用户输入的数据进行充分的检查，而在用户输入数据中注入非法的SQL语句段或命令，恶意攻击数据库。
防范SQL注入可以使用PreparedStatement来取代Statement。
2.SQL注入演示 :
举一个简单的SQL注入的栗子，输入用户的用户名为：1' OR，输入用户的密码为：OR '1' = '1。因为我们在WHERE子句中确定name和password时，会使用单引号。那么当我们以上述的用户名和密码来登录时，就会造成如下效果 :
...WHERE name = '1' OR' AND password = 'OR '1' = '1';
...WHERE name = '1' OR' AND password = 'OR '1' = '1';
可以看到，由于输入的用户名和密码中恶意使用了单引号，使得原来的条件验证被改成了条件1 OR 条件2 OR 条件3的格式，并且这里的条件3 —— '1' = '1'是永真式。
up以用户表users来演示（表示可登录的用户），创建表的代码如下 :
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `users`(
`name` VARCHAR(32) NOT NULL,
`password` VARCHAR(32) NOT NULL
) CHARACTER SET utf8mb3 COLLATE utf8mb3_bin ENGINE INNODB;
INSERT INTO users
VALUES
('Ice', '12345'),
('Bob', 'bbbbb');
SELECT * FROM users;
users表效果如下 :
测试SQL注入，如下:
SELECT * FROM users
WHERE `name` = '1' OR'
AND password = 'OR '1' = '1';查询结果如下 :
如果登录程序以“能否查询到表中的内容”为判定管理员是否存在，那么SQL注入的方式就可以顺利侵入数据库。
接下来我们使用Java程序来演示一下SQL注入。
up以Sumulation类为演示类，代码如下:
package api.sql_injection;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.sql.*;
import java.util.Properties;
import java.util.Scanner;
public class Simulation {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SQLException, IOException {
//核心四部曲
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入要登录用户的用户名：");
String name = scanner.nextLine();
System.out.println("请输入要登录用户的密 码：");
String password_ex = scanner.nextLine();
Properties properties = new Properties();
properties.load(new FileInputStream("src/api/connection/mysql.properties"));
String driver = properties.getProperty("driver");
String url = properties.getProperty("url");
String user = properties.getProperty("user");
String password = properties.getProperty("password");
//1.注册驱动
Class.forName(driver);
//2.获取连接
Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
//3.执行SQL
String sql = "SELECT * FROM users " +
"WHERE `name` = '" + name + "'" +
"AND password = '" + password_ex + "';";
Statement statement = connection.createStatement();
ResultSet resultSet = statement.executeQuery(sql);
/**
* 认为 ———— 只要查询到表中的内容，就说明当前管理员是存在的，判定登录成功。
*/
if (resultSet.next()) {
System.out.println("Log on successfully!");
} else {
System.out.println("Failed to log on!");
}
//4.释放资源
resultSet.close();
statement.close();
connection.close();
scanner.close();
}
}
运行结果 :
3.PreparedStatement :
①简介
PreparedStatement也是一个接口，并且是Statement接口的子接口，因此也可以使用Statement接口中的一些方法。
PreparedStatement执行的SQL语句中的参数用?来表示（?表示占位符)，通过调用该类的setXxx方法来设置这些参数。如下图所示 :
可以看到，这些setXxx方法均有两个形参。其中，第一个形参均为int类型，代表了要设置的参数在对应SQL语句中存在的位置（从1开始)；第二个形参便是具体要设置的值。
PS :
1>同Statement类似，调用executeQuery()方法来执行DQL（查），返回ResultSet对象；而调用executeUpdate()来执行DML（增，删，改），返回int类型的受影响的行数。
2>获取PreparedStatement时，直接传入要执行的SQL字符串，使两者关联；之后调用executeQuery和executeUpdate方法时，不再需要传入形参。
②牛逼之处
- ----->不再需要使用+拼接SQL语句，减少了编程时的语法错误；
- ----->有效解决了SQL注入的问题；
- ----->大大减少了编译次数，执行效率较高。
③使用演示
up以Prepared_Demo类作为演示类，代码如下 :
package api.sql_injection;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.sql.*;
import java.util.Properties;
import java.util.Scanner;
/**
* @author : Cyan_RA9
* @version : 21.0
*/
public class PreparedStatement_Demo {
public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException, SQLException {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入用户名：");
String name = scanner.nextLine();
System.out.println("请输入密 码：");
String password_ex = scanner.nextLine();
Properties properties = new Properties();
properties.load(new FileInputStream("src/api/connection/mysql.properties"));
String driver = properties.getProperty("driver");
String url = properties.getProperty("url");
String user = properties.getProperty("user");
String password = properties.getProperty("password");
//JDBC核心四部曲
//1.注册驱动
Class.forName(driver);
//2.获取连接
Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
String sql = "SELECT * FROM users " +
"WHERE `name` = ? " +
"AND password = ? ;";
PreparedStatement ps = connection.prepareStatement(sql);
ps.setString(1, name);
ps.setString(2, password_ex);
//3.执行SQL
ResultSet resultSet = ps.executeQuery();
if (resultSet.next()) {
System.out.println("Log on successfully!");
} else {
System.out.println("Failed to log on!");
}
//4.释放资源
resultSet.close();
ps.close();
connection.close();
scanner.close();
}
}
运行效果 :
我们先来测试一下输入正确的用户 ：
再来测试一下SQL注入，如下图所示 :
可以看到，使用PreparedStatement代替Statement后，SQL注入被成功拦截。
对于PreparedStatement执行DML的情况，很简单，大家可以自己去试试，改用executeUpdate方法，把ResultSet去掉，用int类型的变量做接收。非常容易，这里不做演示。
六、总结 :
- 🆗，以上就是JDBC 第二节的全部内容了。
- 总结一下，我们在日常开发中最终要使用的JDBC连接方式，就是方式三(DriverManager)的简化版的优化版，以核心四部曲为框架，即——①直接使用Class.forName(...)的反射形式动态加载Driver类，底层自动完成注册驱动的操作；②使用DriverManager类的getConnection方法来获取连接（传入的参数从properties配置文件获得）；③使用PreparedStatement来执行SQL；④释放资源。
- 下一节内容——JDBC Utils，我们不见不散。感谢阅读！
System.out.println("END------------------------------------------------------------------------------");
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