《java数据库编程》课件

Java数据库编程本课程将深入探讨Java数据库编程的方方面面。从基础概念到高级应用，涵盖数据库连接、SQL语句执行、事务管理等重要内容。课程简介Java编程基础掌握Java编程基础，了解Java的核心语法、数据类型、控制流程等。数据库基础学习数据库的基本概念，了解数据库管理系统、数据库模型、SQL语法等。JDBC技术深入学习JDBC技术，掌握使用Java连接数据库、执行SQL语句、处理查询结果等操作。实战项目通过实际项目案例，将理论知识应用到实际编程中，提升解决问题的能力。数据库概述数据库是管理和存储数据的系统，它以结构化方式组织数据，并提供访问和操作数据的接口。数据库通常采用表格的形式来存储数据，并允许用户通过查询语言（如SQL）来访问数据。数据库系统可以是单机系统，也可以是分布式系统，并且可以根据用途和规模进行不同的设计和优化。数据库管理系统（DBMS）负责管理和控制数据库，它提供了一套工具和接口来创建、更新、删除和查询数据库中的数据。常用的数据库管理系统包括MySQL、Oracle、SQLServer、PostgreSQL等。数据库在现代信息系统中扮演着至关重要的角色，它用于存储和管理各种类型的应用程序数据，包括客户信息、财务数据、产品信息、用户行为数据等。JDBC简介1Java数据库连接JDBC是Java数据库连接(JavaDatabaseConnectivity)的缩写，它提供了一个标准API，允许Java程序连接到各种关系型数据库。2访问数据库JDBC提供了访问数据库的统一接口，允许Java程序员使用相同的代码访问不同的数据库系统。3操作数据库JDBC提供了执行SQL语句、查询数据、插入数据、更新数据和删除数据等功能。4事务管理JDBC支持事务管理，允许程序员在执行多个SQL语句时，确保所有语句要么全部成功，要么全部失败。JDBC驱动程序JDBC驱动程序类型JDBC驱动程序连接Java应用程序和数据库，提供数据访问服务。主要分为四种类型：JDBC-ODBC桥接驱动、原生API驱动、网络协议驱动和混合驱动。驱动程序加载加载驱动程序可使用Class.forName()方法，告知JVM要使用的驱动程序。驱动程序提供对数据库的访问接口，实现数据库操作和交互。JDBC连接数据库1加载驱动加载JDBC驱动程序，使用Class.forName()方法。2创建连接创建与数据库的连接，使用DriverManager.getConnection()方法。3创建语句对象创建Statement对象，用于执行SQL语句。JDBC语句执行1创建语句对象使用Connection对象的createStatement()方法创建Statement对象。2执行语句使用Statement对象的execute()方法执行SQL语句，返回一个boolean值。3处理结果根据execute()方法返回的值，分别处理查询、更新和插入操作。4关闭资源使用finally块关闭Statement对象和Connection对象。JDBC语句执行是使用JDBCAPI连接数据库并执行SQL语句的核心步骤。它涉及创建Statement对象、执行SQL语句以及处理结果等步骤。JDBC查询结果集结果集概述结果集表示查询结果，包含多个行和列。JDBC提供了ResultSet接口来访问结果集。获取结果集使用Statement或PreparedStatement对象的executeQuery方法执行查询，并返回ResultSet对象。遍历结果集可以使用next方法判断是否有下一行，然后使用getXXX方法获取特定列的值。关闭结果集使用close方法关闭结果集以释放资源。JDBC事务管理原子性确保事务中的所有操作要么全部成功执行，要么全部失败。一致性事务必须保证数据库从一个一致状态转变为另一个一致状态。隔离性多个并发事务相互独立，一个事务的执行不能影响其他事务的执行。持久性一旦事务成功完成，其对数据库的修改应该永久保存。PreparedStatement接口预编译语句PreparedStatement接口代表预编译的SQL语句，提高执行效率，防止SQL注入攻击。参数化查询使用占位符表示参数，避免直接拼接SQL字符串，增强代码可读性和安全性。性能优化预编译的SQL语句可以重复使用，减少数据库解析和编译的开销，提高数据库操作的效率。CallableStatement接口存储过程调用CallableStatement接口用于调用数据库中的存储过程，可以提高代码效率和可维护性。参数传递该接口支持传入和传出参数，并提供方法设置参数类型和值。结果集获取存储过程执行后，可以使用CallableStatement获取返回的结果集，进行后续处理。JDBC数据类型与SQL数据类型转换数据类型匹配JDBCAPI提供了将Java数据类型映射到SQL数据类型的机制。例如，Java的int数据类型映射到SQL的INTEGER数据类型。不同的数据库系统可能支持不同的SQL数据类型。JDBC驱动程序负责将Java数据类型转换为数据库特定的SQL数据类型。转换规则JDBC规范定义了默认的转换规则，但驱动程序也可以覆盖这些规则。例如，对于VARCHAR数据类型，JDBC驱动程序可能会将Java的String数据类型转换为数据库支持的VARCHAR数据类型。在进行类型转换时，需要考虑数据长度和精度等因素，以确保数据完整性。JDBC元数据接口1数据库信息获取数据库版本、驱动程序名称和版本等信息2表信息获取表名、列名、数据类型、主键等信息3列信息获取列名、数据类型、长度、精度、是否允许为空等信息4索引信息获取索引名、索引类型、包含列等信息JDBC连接池连接池数据库连接是一种宝贵的资源，创建和销毁连接需要消耗时间和系统资源。连接复用连接池通过创建一定数量的连接并维护连接池，供应用程序复用，避免频繁创建和销毁连接。性能提升减少连接创建和销毁次数，降低系统资源消耗，提高应用程序性能。连接管理连接池管理连接的生命周期，包括连接创建、连接复用、连接释放和连接故障处理。使用JDBC访问MySQL数据库1加载MySQL驱动使用Class.forName()方法加载MySQLJDBC驱动程序2创建连接使用DriverManager.getConnection()方法建立数据库连接3执行SQL语句使用Statement或PreparedStatement对象执行SQL语句4处理结果集使用ResultSet对象访问查询结果5关闭连接使用Connection、Statement和ResultSet对象的close()方法关闭资源使用JDBC访问MySQL数据库时，需要加载MySQLJDBC驱动程序，建立连接，执行SQL语句，处理结果集，并最终关闭连接。使用JDBC访问Oracle数据库1加载驱动加载OracleJDBC驱动程序2建立连接使用连接字符串和凭据建立连接3执行SQL创建Statement对象执行SQL语句4处理结果集从ResultSet对象读取查询结果5关闭连接关闭连接释放资源使用JDBC访问Oracle数据库需要加载相应的驱动程序，并建立连接。然后可以使用Statement对象执行SQL语句，并从ResultSet对象读取查询结果。最后需要关闭连接释放资源。使用JDBC访问SQLServer数据库1加载驱动使用Class.forName()加载SQLServerJDBC驱动程序。2建立连接使用DriverManager.getConnection()方法建立连接。3执行操作创建Statement对象执行SQL语句。4关闭连接关闭连接资源，释放资源。连接SQLServer数据库需要加载驱动程序，建立连接，执行SQL语句，最后关闭连接释放资源。使用JDBC访问SQLServer数据库的步骤与访问其他数据库基本一致。JDBC异常处理异常类型JDBC异常处理，避免程序崩溃。常见的异常类型包括SQLException、ClassNotFoundException、IOException等。异常处理方法使用try-catch语句块捕获异常，并进行处理。根据异常类型采取不同的处理策略。异常信息获取异常信息，例如异常类型、异常消息、异常堆栈信息等。记录异常信息，方便排查和解决问题。JDBC多线程编程多线程并发访问JDBC支持多线程并发访问数据库，可以提高应用程序性能和响应速度。线程安全连接池使用JDBC连接池可以有效管理数据库连接，提高连接效率，确保线程安全。同步机制在多线程编程中，需要使用同步机制来避免数据竞争和线程安全问题。JDBC批处理操作提升效率批量处理可以减少数据库连接次数，提高效率。一次性发送多个SQL语句到数据库，减少网络通信开销。减少资源消耗降低服务器压力，优化资源利用率。减少数据库连接和关闭操作，提高应用程序性能。JDBC行批处理批量更新JDBC行批处理允许一次性执行多个SQL语句，提高效率。性能提升减少网络传输次数，降低数据库服务器负载。事务控制批处理操作可以包含多个语句，需要进行事务管理。JDBC保存点11.事务控制JDBC保存点允许开发者在事务执行过程中设置特定点，以便在需要时回滚到该点，而不必回滚整个事务。22.回滚操作在发生错误或异常时，可以回滚到保存点，避免对数据库进行不必要的更改，保持数据的完整性。33.细粒度控制保存点允许开发者对事务进行更细粒度的控制，可以回滚到特定点，而不是整个事务。44.代码示例使用Connection对象的setSavepoint()方法设置保存点，使用rollback()方法回滚到指定保存点。JDBC行级锁定行级锁定机制JDBC提供行级锁定机制，用于控制并发访问数据库。这通过使用数据库提供的锁定机制实现，例如乐观锁或悲观锁。锁定模式乐观锁假设多个事务同时更新数据，并通过比较版本号或时间戳来检测冲突。悲观锁假设多个事务同时更新数据，并锁定数据以防止其他事务访问。锁定级别行级锁定控制单个记录的访问，而表级锁定控制整个表的访问。对于并发性能而言，行级锁定通常是更好的选择。事务隔离级别事务隔离级别定义了事务之间如何相互影响，并影响行级锁定。选择适当的隔离级别可以最大程度地减少死锁并提高并发性能。JDBC游标控制游标概念游标是数据库操作的指针，用于访问查询结果集中的每一行数据。ResultSet对象JDBC中的ResultSet对象实现了游标功能，允许开发者逐行遍历查询结果。控制方法next()方法移动游标到下一行，previous()方法移动到上一行，absolute()方法移动到指定行。JDBC行级更新JDBC提供了强大的行级更新机制。更新操作可以针对特定行进行操作，确保数据的完整性和一致性。JDBC提供了灵活的更新语句，支持条件查询和批量更新操作。JDBC富客户端编程JavaSwing应用程序JDBC富客户端编程通常使用JavaSwing创建用户界面，提供更丰富的交互体验。桌面应用程序JDBC富客户端编程用于开发独立的桌面应用程序，例如数据库管理工具或数据分析软件。数据库连接富客户端应用程序通过JDBC连接到数据库，执行查询、更新和数据操作。用户界面设计富客户端应用程序提供直观的界面，允许用户与数据库数据进行交互。JDBCWeb应用编程1Servlet和JSPServlet和JSP技术是JavaWeb应用开发的核心，JDBC可用于连接数据库，获取数据并动态渲染网页。2数据持久层JDBC可用于构建数据持久层，负责数据访问和管理，并将数据库操作与Web层代码分离。3数据库连接池Web应用通常需要频繁连接数据库，使用数据库连接池可以提高性能和效率。4事务管理JDBC提供事务管理功能，确保数据库操作的原子性和一致性。JDBC框架与ORMJDBC框架JDBC框架简化JDBC开发。提供连接池、事务管理、异常处理等功能。常见的JDBC框架包括SpringJDBC、ApacheCommonsDBCP等。ORMORM框架将对象和数据库表映射起来，简化数据持久化操作。常见的ORM框架包括Hibernate、MyBatis、JPA等。JDBC性能优化优化SQL语句使用索引、视图和存储过程提升查询效率。避免使用通配符，减少数据传输量，优化连接方式。连接池技术连接池可以减少连接建立和关闭的开销，提升数据库连接效率。批处理操作将多个SQL语句合并为一个批处理执行，降低网络传输和数据库解析成本。缓存机制缓存常见数据，减少数据库查询次数，提升系统响应速度。JDBC最佳实践1使