面向对象的程序设计-Java张白一第三版第16章.ppt

第16章JDBC连接数据库 16 1关系型数据库与SQL16 2使用JDBC连接数据库16 3JDBC编程实例 16 1关系型数据库与SQLSQL StructuredQueryLanguage 结构化查询语言 作为关系型数据库管理系统的标准语言 其主要功能是同各种数据库建立联系并进行操作 SQL最初是由IBM公司提出的 其主要功能是对IBM自行开发的关系型数据库进行操作 由于SQL结构性好 易学且功能完善 于是1987年美国国家标准局 ANSI 和国际标准化组织 ISO 以IBM的SQL语言为蓝本 制定并公布了SQL 89标准 此后 ANSI不断改进和完善SQL标准 于1992年又公布了SQL 92标准 虽然目前数据库的种类繁多 如SQLServer Access VisualFoxPro Oracle Sybase和MySQL等 并且不同的数据库有着不同的结构和数据存放方式 但是它们基本上都支持SQL标准 我们可以通过SQL来存取和操作不同数据库的数据 16 1 1关系型数据库的基本概念数据库技术是计算机科学与技术领域的一个重要分支 其理论和概念比较复杂 这里扼要介绍一下本章中涉及到的数据库的有关概念 首先 顾名思义 数据库 Database 是存储数据的仓库 用专业术语来说它是指长期存储在计算机内的 有组织的 可共享的数据集合 在关系型数据库中 数据以记录 Record 和字段 Field 的形式存储在数据表 Table 中 若干个数据表又构成一个数据库 数据表是关系数据库的一种基本数据结构 如图16 1所示 数据表在概念上很像我们日常所使用的二维表格 关系代数中称为关系 数据表中的一行称为一条记录 一列称为一个字段 字段有字段名与字段值之分 字段名是表的结构部分 由它确定该列的名称 数据类型和限制条件 字段值是该列中的一个具体值 它与第2章介绍的变量名与变量值的概念类似 图16 1学生数据库的组成及相关名词 SQL的操作对象主要是数据表 依照SQL命令操作关系型数据库的不同功能 可将SQL命令分成数据定义语言 DataDefinitionLanguage DDL 数据操纵语言 DataManipulationLanguage DML 数据查询语言 DataQueryLanguage DQL 和数据控制语言 DataControlLanguage DCL 四大类 这里只介绍前三类 16 1 2数据定义语言数据定义语言提供对数据库及其数据表的创建 修改 删除等操作 属于数据定义语言的命令有CREATE ALTER和DROP 1 创建数据表在SQL中 使用CREATETABLE语句创建新的数据库表格 CREATETABLE语句的使用格式如下 CREATETABLE表名 字段名l数据类型 限制条件 字段名2数据类型 限制条件 字段名n数据类型 限制条件 说明 1 表名是指存放数据的表格名称 字段名是指表格中某一列的名称 通常也称为列名 表名和字段名都应遵守标识符命名规则 2 数据类型用来设定某一个具体列中数据的类型 3 所谓限制条件 就是当输入此列数据时必须遵守的规则 这通常由系统给定的关键字来说明 例如 使用UNIQUE关键字限定本列的值不能重复 NOTNULL用来规定该列的值不能为空 PRIMARYKEY表明该列为该表的主键 也称主码 它既限定该列的值不能重复 也限定该列的值不能为空 4 表示可选项 下同 例如 CREATE语句中的限制条件便是一个可选项 2 修改数据表修改数据表包括向表中添加字段和删除字段 这两个操作都使用ALTER命令 但其中的关键字有所不同 添加字段使用的格式如下 ALTERTABLE表名ADD字段名数据类型 限制条件 删除字段使用的格式如下 ALTERTABLE表名DROP字段名3 删除数据表在SQL中使用DROPTABLE语句删除某个表格及表格中的所有记录 其使用格式如下 DROPTABLE表名 16 1 3数据操纵语言数据操纵语言用来维护数据库的内容 属于数据操纵语言的命令有INSERT DELETE和UPDATE 1 向数据表中插入数据SQL使用INSERT语句向数据库表格中插入或添加新的数据行 其格式如下 INSERTINTO表名 字段名l 字段名n VALUES 值l 值n 说明 命令行中的 值 表示对应字段的插入值 在使用时要注意字段名的个数与值的个数要严格对应 二者的数据类型也应该一一对应 否则就会出现错误 2 数据更新语句SQL使用UPDATE语句更新或修改满足规定条件的现有记录 使用格式如下 UPDATE表名SET字段名l新值l 字段名2新值2 WHERE条件说明 关键字WHERE引出更新时应满足的条件 即满足此条件的字段值将被更新 在WHERE从句中可以使用所有的关系运算符和逻辑运算符 3 删除记录语句SQL使用DELETE语句删除数据库表格中的行或记录 其使用格式如下 DELETEFROM表名WHERE条件说明 通常情况下 由关键字WHERE引出删除时应满足的条件 即满足此条件的记录将被删除 如果省略WHERE子句 则删除当前记录 16 1 4数据查询语言数据库查询是数据库的核心操作 SQL提供了SELECT语句进行数据库的查询 并以数据表的形式返回符合用户查询要求的结果数据 SELECT语句具有丰富的功能和灵活的使用方式 其一般的语法格式如下 SELECT DISTINCT 字段名1 字段名2 FROM表名 WHERE条件 其中 DISTINCT表示不输出重复值 即当查询结果中有多条记录具有相同的值时 只返回满足条件的第一条记录值 字段名用来决定哪些字段将作为查询结果返回 用户可以按照自己的需要返回数据表中的任意字段 也可以使用通配符 来表示查询结果中包含所有字段 16 2使用JDBC连接数据库JDBC JavaDataBaseConnectivity 是Java程序连接和存取数据库的应用程序接口 API 此接口是Java核心API的一部分 JDBC由一群类和接口组成 它支持ANSISQL 92标准 因此 通过调用这些类和接口所提供的成员方法 我们可以方便地连接各种不同的数据库 进而使用标准的SQL命令对数据库进行查询 插入 删除 更新等操作 16 2 1JDBC结构用JDBC连接数据库实现了与平台无关的客户机 服务器的数据库应用 由于JDBC是针对 与平台无关 设计的 因此只要在Java数据库应用程序中指定使用某个数据库的JDBC驱动程序 就可以连接并存取指定的数据库了 而且 当要连接几个不同的数据库时 只需修改程序中的JDBC驱动程序 无需对其他的程序代码做任何改动 JDBC的基本结构由Java程序 JDBC管理器 驱动程序和数据库四部分组成 如图16 2所示 在这四部分中 根据数据库的不同 相应的驱动程序又可分为四种类型 图16 2JDBC驱动程序存取结构 1 Java应用程序Java程序包括Java应用程序和小应用程序 主要功能是根据JDBC方法实现对数据库的访问和操作 完成的主要任务有 请求与数据库建立连接 向数据库发送SQL请求 为结果集定义存储应用和数据类型 查询结果 处理错误 控制传输 提交及关闭连接等 2 JDBC管理器JDBC管理器为我们提供了一个 驱动程序管理器 它能够动态地管理和维护数据库查询所需要的所有驱动程序对象 实现Java程序与特定驱动程序的连接 从而体现JDBC的 与平台无关 这一特点 它完成的主要任务有 为特定数据库选择驱动程序 处理JDBC初始化调用 为每个驱动程序提供JDBC功能的入口 为JDBC调用执行参数等 3 驱动程序驱动程序处理JDBC方法 向特定数据库发送SQL请求 并为Java程序获取结果 在必要的时候 驱动程序可以翻译或优化请求 使SQL请求符合DBMS支持的语言 驱动程序可以完成下列任务 建立与数据库的连接 向数据库发送请求 用户程序请求时执行翻译 将错误代码格式化成标准的JDBC错误代码等 JDBC是独立于数据库管理系统的 而每个数据库系统均有自己的协议与客户机通信 因此 JDBC利用数据库驱动程序来使用这些数据库引擎 JDBC驱动程序由数据库软件商和第三方的软件商提供 因此 编程所使用的数据库系统不同 所需要的驱动程序也有所不同 4 数据库这里的数据库是指Java程序需要访问的数据库及其数据库管理系统 16 2 2四类JDBC驱动程序尽管存在数据库语言标准SQL 92 但由于数据库技术发展的原因 各公司开发的SQL也存在着一定的差异 因此 当我们想要连接数据库并存取其中的数据时 选择适当类型的JDBC驱动程序是非常重要的 目前 JDBC驱动程序可细分为四种类型 如图16 2所示 不同类型的JDBC驱动程序有着不一样的特性和使用方法 下面将说明不同类型的JDBC驱动程序之间的差异 类型1 JDBC ODBCBridge 这类驱动程序的特色是必须在计算机上事先安装好ODBC驱动程序 然后通过JDBC ODBCBridge的转换 把Java程序中使用的JDBCAPI转换成ODBCAPI 进而通过ODBC来存取数据库中的数据 类型2 JDBC NativeAPIBridge 同类型1一样 这类驱动程序也必须在计算机上事先安装好特定的驱动程序 类似ODBC 然后通过JDBC NativeAPIBridge的转换 把Java程序中使用的JDBCAPI转换成NativeAPI 进而存取数据库中的数据 类型3 JDBC Middleware 使用这类驱动程序时不需要在计算机上安装任何附加软件 但是必须在安装数据库管理系统的服务器端加装中介软件 Middleware 这个中介软件会负责所有存取数据库中的数据时必要的转换 类型4 PureJDBCDriver 使用这类驱动程序时无需安装任何附加的软件 无论是计算机还是数据库服务器端 所有存取数据库中数据的操作都直接由JDBC驱动程序来完成 由以上的简单陈述可以知道 最佳的JDBC驱动程序类型是类型4 因为使用类型4的JDBC驱动程序不会增加任何额外的负担 而且类型4的JDBC驱动程序是由纯Java语言开发而成的 因此拥有最佳的兼容性 反观类型1和类型2的JDBC驱动程序 它们都必须事先安装其他附加的软件 若有30台计算机就必须安装30次附加软件 这将使Java数据库程序的兼容性大打折扣 使用类型3的JDBC驱动程序也是不错的选择 因为类型3的JDBC驱动程序也是由纯Java语言开发而成的 并且中介软件也仅需要在服务器上安装 因此 建议最好以类型3和类型4的JDBC驱动程序为主要选择 类型1和类型2的JDBC驱动程序为次要选择 16 2 3JDBC编程要点在Java中使用数据库进行JDBC编程时 Java程序中通常应包含下述几部分内容 1 在程序的首部用import语句将java sql包引入程序 使用语句 importjava sql 2 使用Class forName 方法加载相应数据库的JDBC驱动程序 若以加载JDBC ODBCBridge为例 则相应的语句格式如下 Class forName sun jdbc odbc JdbcOdbcDriver 3 定义JDBC的URL对象 例如 StringconURL jdbc odbc TestDB 其中 TestDB是我们设置的要创建的数据源 4 连接数据库 例如 Connections DriverManager getConnection conURL 5 使用SQL语句对数据库进行操作 6 使用close 方法解除Java与数据库的连接并关闭数据库 例如 s close 16 2 4常用的JDBC类与方法JDBCAPI提供的类和接口在java sql包中定义 JDBCAPI所包含的类和接口非常多 这里只介绍几个常用的类和接口及它们的成员方法 1 DriverManage类java sql DriverManager类是JDBC的管理器 负责管理JDBC驱动程序 跟踪可用的驱动程序并在数据库和相应驱动程序之间建立连接 如果要使用JDBC驱动程序 必须加载JDBC驱动程序并向DriverManage注册后才能使用 加载和注册驱动程序可以使用Class forName 方法来完成 此外 java sql DriverManager类还处理如驱动程序登录时间限制及登录和跟踪消息的显示等事务 java sql DriverManager类提供的常用成员方法如下 1 staticConnectiongetConnection Stringurl 方法 这个方法的作用是使用指定的数据库URL创建一个连接 使DriverManager从注册的JDBC驱动程序中选择一个适当的驱动程序 2 staticConnectiongetConnection Stringurl Propertiesinfo 方法 这个方法使用指定的数据库URL和相关信息 用户名 用户密码等属性列表 来创建一个连接 使DriverManager从注册的JDBC驱动程序中选择一个适当的驱动程序 3 staticConnectiongetConnection Stringurl Stringuser Stringpassword 方法 它使用指定的数据库URL 用户名和用户密码创建一个连接 使DriverManager从注册的JDBC驱动程序中选择一个适当的驱动程序 4 staticDrivergetDriver Stringurl 方法 它定位在给定URL下的驱动程序 让DriverManager从注册的JDBC驱动程序选择一个适当的驱动程序 5 staticvoidderegisterDriver Driverdriver 方法 这个方法的作用是从DriverManager列表中删除指定的驱动程序 6 staticintgetLoginTimeout 方法 它用来获取连接数据库时驱动程序可以等待的最大时间 以秒为单位 7 staticvoidprintln Stringmessage 方法 它用于将一条消息打印到当前JDBC日志流中 2 Connection接口java sql Connection接口负责建立与指定数据库的连接 在连接上下文中执行SQL语句并返回结果 Connection接口提供的常用成员方法如下 1 StatementcreateStatement 方法 它用来创建Statement的对象 该对象将生成具有给定类型和并发性的ResultSet的对象 2 StatementcreateStatement intresultSetType intresultSetConcurrency 方法 它用来按指定的参数创建Statement的对象 该对象将生成具有给定类型和并发性的ResultSet的对象 3 PreparedStatementprepareStatement Stringsql 方法 它用来创建PreparedStatement的对象 该对象将生成具有给定类型 并发性和可保存性的ResultSet的对象 关于该类对象的特性在后面介绍 4 voidcommit 方法 它用来提交对数据库执行的添加 删除或修改记录等操作 5 voidrollback 方法 它用来取消对数据库执行的添加 删除或修改记录等操作 将数据库恢复到执行这些操作前的状态 6 voidclose 方法 它用来立即释放此Connection的对象的数据库和JDBC资源 而不是等待它们被自动释放 7 booleanisClosed 方法 它用来测试是否已关闭Connection的对象与数据库的连接 3 Statement接口java sql Statement接口用于执行静态SQL语句并返回它所生成结果的对象 在默认情况下 同一时间每个Statement的对象只能打开一个ResultSet的对象 Statement接口提供的常用成员方法如下 1 ResultSetexecuteQuery Stringsql 方法 它用来执行给定的SQL语句 该语句返回单个ResultSet的对象 2 intexecuteUpdate Stringsql 方法 它用来执行给定的SQL语句 该语句可能为INSERT UPDATE或DELETE语句 或者不返回任何内容的SQL语句 如SQLDDL语句 3 booleanexecute Stringsql 方法 它用来执行给定的SQL语句 该语句可能返回多个结果 4 ResultSetgetResultSet 方法 它用于以ResultSet的对象的形式获取当前结果 5 intgetUpdateCount 方法 它用于以更新计数的形式获取当前结果 如果结果为ResultSet的对象或没有更多结果 则返回 1 6 voidclearWarnings 方法 它用来清除在此Statement的对象上报告的所有警告 7 voidclose 方法 它用于立即释放此Statement的对象的数据库和JDBC资源 而不是等待该对象自动关闭时发生此操作 4 PreparedStatement接口java sql PreparedStatement接口可以表示预编译的SQL语句的对象 它是Statement接口的子接口 由于SQL语句可以被预编译并存储在PreparedStatement接口的对象中 所以 可以使用此对象多次高效地执行该语句 PreparedStatement的对象继承了Statement的对象的所有功能 另外还增加了一些特定的方法 PreparedStatement接口提供的常用成员方法如下 1 ResultSetexecuteQuery 方法 在此PreparedStatement的对象中执行SQL查询 并返回该查询生成的ResultSet的对象 2 intexecuteUpdate 方法 在此PreparedStatement的对象中执行SQL语句 该语句必须是一个SQL数据操纵语言 DML 语句 如INSERT UPDATE或DELETE语句 或者是无返回内容的SQL语句 如DDL语句 3 voidsetDate intparameterIndex Datex 方法 使用运行应用程序的虚拟机的默认时区 将指定参数设置为给定的java sql Date值 4 voidsetTime intparameterIndex Timex 方法 指定参数设置为给定的java sql Time值 5 voidsetDouble intparameterIndex doublex 方法 指定参数设置为给定的Javadouble值 6 voidsetFloat intparameterIndex floatx 方法 指定位置的参数设定为浮点型数值 7 voidsetInt intparameterIndex intx 方法 指定参数设置为给定的Javaint值 8 voidsetNull intparameterIndex intsqlType 方法 指定参数设置为SQLNULL 5 ResultSet接口java sql ResultSet接口表示数据库结果集的数据表 通常通过执行查询数据库的语句生成 ResultSet的对象具有指向其当前数据行的光标 最初光标被置于第一行之前 next 方法将光标移动到下一行 因为该方法在ResultSet的对象没有下一行时返回false 所以可以在while循环中使用它来迭代结果集 ResultSet接口提供的常用成员方法如表16 1所示 表16 1ResultSet接口的常用成员方法 16 2 5安装ODBC驱动程序示例尽管在四类JDBC驱动程序中以选择类型3和类型4的JDBC驱动程序为最佳 但为了入门的方便 本节以MicrosoftAccess数据库为例来说明创建ODBC用户数据源的步骤 1 在Windows的 控制面板 页面中 单击 管理工具 选项 在弹出的如图16 3所示的 管理工具 对话框中找到 数据源 ODBC 图标并双击之 弹出如图16 4所示的 ODBC数据源管理器 对话框 图16 3 管理工具 对话框 图16 4 ODBC数据源管理器 对话框 2 在 用户DSN 选项卡的 用户数据源 列表中选中 MSAccessDatabase 选项 然后单击 添加 按钮 将弹出如图16 5所示的 创建新数据源 对话框 3 在图16 5中选中 MicrosoftAccessDriver 项 然后单击 完成 按钮 将弹出如图16 6所示的 ODBCMicrosoftAccess安装 对话框 在此对话框中 输入数据源名称后 单击 创建 按钮 将弹出如图16 7所示的 新建数据库 对话框 如果事先已经建好了数据库 在图16 6的对话框中也可单击 选择 按钮 进而指明数据库的存放路径 图16 5 创建新数据源 对话框 图16 6 ODBCMicrosoftAccess安装 对话框 图16 7 新建数据库 对话框 4 在图16 7所示的 新建数据库 对话框中输入数据库名 选择驱动器以及目录 然后单击 确定 按钮 返回 ODBCMicrosoftAccess安装 对话框 5 在 ODBCMicrosoftAccess安装 对话框中单击 确定 按钮 返回 ODBC数据源管理器 对话框 新添加的用户数据源将出现在此对话框中 如图16 8所示 此时 单击 确定 按钮 新用户数据源创建完成 创建好用户数据源后 便可以对这个数据源进行数据表的创建和修改 记录的添加 修改和删除等数据库操作 图16 8安装完成后的 ODBC数据源管理器 对话框 16 3JDBC编程实例本节以前面建立的用户数据源为例 讲述Java应用程序中使用SQL语言进行数据库操作的具体问题 16 3 1创建数据表 示例程序C16 1 java 创建学生表student 此表有三个字段 学号 id 姓名 name 及成绩 score packagech16 importjava sql Connection importjava sql DriverManager importjava sql SQLException importjava sql Statement publicclassC16 1 publicstaticvoidmain String args StringJDriver sun jdbc odbc JdbcOdbcDriver 声明JDBC驱动程序的对象StringconURL jdbc odbc TestDB 定义JDBC的URL的对象try Class forName JDriver 加载JDBC ODBC桥驱动程序 catch java lang ClassNotFoundExceptione System out println ForName e getMessage try Connectioncon DriverManager getConnection conURL 连接数据库URLStatements con createStatement 创建Statement的对象Stringquery createtablestudent idchar 10 namechar 15 scoreinteger 创建一个含有三个字段的学生表students executeUpdate query 执行SQL命令s close 释放Statement所连接的数据库及JDBC资源 con close 关闭与数据库的连线 catch SQLExceptione System out println SQLException e getMessage 其中 createtablestudent idchar 10 namechar 15 scoreinteger 这个SQL语句表示建立一个名为student的表 包含id 字符型 宽度为10 name 字符型 宽度为15 与score 数字型 三个字段 这段程序的操作结果是创建了TestDB mdb数据库中的student表的结构 表中还没有任何记录 该程序的运行结果见数据库文件TestDB mdb 16 3 2向数据表中插入数据 示例程序C16 2 java 在上例创建的student数据表中插入三个学生的记录 packagech16 importjava sql Connection importava sql DriverManager importjava sql SQLException importjava sql Statement publicclassC16 2 publicstaticvoidmain String args StringJDriver sun jdbc odbc JdbcOdbcDriver StringconURL jdbc odbc TestDB try Class forName JDriver 注册驱动程序catch java lang ClassNotFoundExceptione System out println ForName e getMessage try Connectioncon DriverManager getConnection conURL 建立与数据库的连接Statements con createStatement 创建Statement的对象Stringr1 insertintostudentvalues 0001 王明 80 Stringr2 insertintostudentvalues 0002 高强 94 Stringr3 insertintostudentvalues 0003 李莉 82 使用SQL的insert命令插入三条学生记录到表中 s executeUpdate r1 执行SQL命令s executeUpdate r2 s executeUpdate r3 s close 释放Statement所连接的数据库及JDBC资源con close 关闭与数据库的连接 catch SQLExceptione System out println SQLException e getMessage 由于数据库中输入的记录内容有时是汉字 而NetBeans平台的默认编码是UTF 8码 因此 本书在ch16项目属性对话框中选择的 编码 是GB2312 如图16 9所示 该程序运行后 如果用MicrosoftAccess打开student数据表 就会看到如图16 10所示的结果 图16 9 ch16项目属性 对话框 图16 10程序C16 2的运行结果 16 3 3更新数据 示例程序C16 3 java 修改上例数据表中的第二条和第三条记录的学生成绩字段值 并把修改后的数据表的内容输出到屏幕上 packagech16 importjava sql publicclassC16 3 publicstaticvoidmain String args StringJDriver sun jdbc odbc JdbcOdbcDriver StringconURL jdbc odbc TestDB String id 0002 0003 int score 89 60 try Class forName JDriver catch java lang ClassNotFoundExceptione System out println ForName e getMessage try Connectioncon DriverManager getConnection conURL 修改数据库中数据表的内容PreparedStatementps con prepareStatement UPDATEstudentsetscore whereid inti 0 do ps setInt 1 score i ps setString 2 id i ps executeUpdate 执行SQL修改命令 i while i id length ps close 查询数据库并把数据表的内容输出到屏幕上Statements con createStatement ResultSetrs s executeQuery select fromstudent while rs next System out println rs getString id t rs getString name t rs getInt score s close con close catch SQLExceptione System out println SQLException e getMessage 在这个程序中使用了PreparedStatement接口 它提供了一系列的set方法来设定位置 请注意程序中PreparedStatement 方法中的参数 程序中的语句 PreparedStatementps con prepareStatement UPDATEstudentsetscore whereid ps setInt 1 score i 将score i 的值作为SQL语句中第一个问号所代表参数的值ps executeUpdate 中 UPDATEstudentsetscore whereid 这个SQL语句中各字段的值并未指定 而是以 表示 程序必须在执行 ps executeUpdate 语句之前指定各个问号位置的字段值 例如 用 ps setInt 1 score i 语句中的参数1指出这里的score i 的值是SQL语句中第一个问号位置的值 当前面两条语句执行完后 才可执行 ps executeUpdate 语句 完成对一条记录的修改 程序中用到的查询数据库并把数据表的内容输出到屏幕的语句是 ResultSetrs s executeQuery select fromstudent while rs next System out println rs getString id t rs getString name t rs getInt score 其中 executeQuery 返回一个ResultSet接口rs的对象 代表执行SQL查询语句后所得到的结果集 之后再在while循环中使用rs的对象的next 方法将返回的结果一条一条地取出 直到next 为false时为止 该程序的运行结果如下 0001王明800002高强890003李莉60 16 3 4删除记录 示例程序C16 4 java 删除表中的第二条记录 然后把数据表的内容输出 packagech16 importjava sql publicclassC16 4 publicstaticvoidmain String args StringJDriver sun jdbc odbc JdbcOdbcDriver StringconURL jdbc odbc TestDB try Class forName JDriver catch java lang ClassNotFoundExceptione System out println ForName e getMessage try Connectioncon DriverManager getConnection conURL Statements con createStatement 删除第二条记录PreparedStatementps con prepareStatement deletefromstudentwhereid ps setString 1 0002 ps executeUpdate 执行删除操作 查询数据库并把数据表的内容输出到屏幕上 ResultSetrs s executeQuery select fromstudent while rs next System out println rs getString id t rs getString name t rs getString score s close con close catch SQLExceptione System out println SQLException e getMessage 该程序的运行结果如下 0001王明800003李莉60