Java 数据库介绍

2023-11-04

数据库基础

数据库概念

数据库(Database)是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库,它是存储数据集合的容器,可以看做一个文件夹,里面存放着一系列有关联的数据表。

数据表(Table)是一种结构化的数据,以列和行为单位来存储的一种结构化数据,类似于Excel中的一个工作簿。

常见的数据库类型

关系型数据库管理系统(RDBMS)是目前最常见的数据库类型。常见的关系型数据库管理系统有:

  • MySQL:MySQL是一种流行的开源数据库管理系统,广泛应用于Web开发等领域。它支持多线程、多用户、事务、外键等功能,提高了性能和数据安全性。

  • Oracle:Oracle是一家全球领先的关系型数据库管理系统厂商,早期主要面向企业用户,但由于其先进功能和高性能,在近些年已广为应用于互联网行业中。

  • SQL Server:Microsoft SQL Server是由Microsoft公司开发的关系数据库管理系统。它支持多种标准的SQL查询语言,包括T-SQL、ANSI SQL等。

  • PostgreSQL:PostgreSQL是一种功能强大、高性能的开源关系型数据库管理系统,它提供ACID事务支持、查询优化器和完整性约束等特性。

  • SQLite:SQLite是一种嵌入式关系数据库管理系统。由于其小巧、快速、可嵌入性强、易于使用的特点,被广泛应用于移动设备、桌面应用等场景。

数据表结构设计

数据表是数据库中的核心组成部分,因此对数据表的结构设计要非常谨慎。设计数据表时,需要考虑以下几个方面:

  • 主键:每个表都应该有一个主键,可以采用自增列或GUID等方式来生成主键。

  • 外键:适当使用外键可以帮助构建合理的关系型数据库结构,这有助于避免数据的不一致和不完整。

  • 数据类型:根据实际情况选择适当的数据类型。例如,年龄和价格可以采用整型,姓名和地址可以采用字符串类型等。

  • 索引:数据库字段加索引可以提高查询效率,需要根据实际查询情况来选择适当的字段加索引。

示例:假设我们要设计一个用户表,包含用户ID、用户名、年龄、性别、所在地等字段,可以使用如下SQL语句创建该表:

CREATE TABLE `user` (
  `id` INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  `username` VARCHAR(50) NOT NULL,
  `age` INT,
  `gender` VARCHAR(10),
  `location` VARCHAR(50)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

SQL基础

SQL概述

SQL是一种用于访问和处理关系型数据库的标准化语言。它是一种声明性的语言,用户只需要描述需要的数据,而不需要指定如何从数据库中获取数据。SQL语言包括四个基本操作:SELECT(查询)、INSERT(插入)、UPDATE(更新)和DELETE(删除)。

基本的SQL语句

  • SELECT语句用于从数据库中查询数据:
SELECT 列名1, 列名2, ... FROM 表名 WHERE 条件;

示例:

SELECT * FROM user;
  • INSERT语句用于将数据插入到数据库表中:
INSERT INTO 表名 (列名1, 列名2, ...) VALUES (值1, 值2, ...);

示例:

INSERT INTO user (username, age) VALUES ('johndoe', 25);
  • UPDATE语句用于更新数据库表中的数据:
UPDATE 表名 SET 列名 = 值 WHERE 条件;

示例:

UPDATE user SET age = 26 WHERE id = 1;
  • DELETE语句用于删除数据库表中的数据:
DELETE FROM 表名 WHERE 条件;

示例:

DELETE FROM user WHERE id = 1;

数据过滤和排序

在SELECT语句中,可以使用WHERE子句对查询结果进行过滤,其中可以使用比较运算符(如=、<>、<、>等)和逻辑运算符(如AND、OR、NOT等)来构建条件。

示例:

SELECT * FROM user WHERE age >= 18 AND gender = 'male';

可以使用ORDER BY子句对查询结果进行排序,默认是升序排序。

示例:

SELECT * FROM user ORDER BY age DESC;

聚合函数

聚合函数用于对数据进行汇总计算。常见的聚合函数有:

  • COUNT:用于计算某列的行数。
  • SUM:用于计算某列的总和。
  • AVG:用于计算某列的平均值。
  • MAX:用于计算某列的最大值。
  • MIN:用于计算某列的最小值。

示例:

SELECT COUNT(*) FROM user;
SELECT SUM(age) FROM user;
SELECT AVG(age) FROM user WHERE gender = 'male';
SELECT MAX(age) FROM user;
SELECT MIN(age) FROM user;

连接查询

连接查询用于联结多个数据表,通过指定表之间的关系,将多个表的数据合并在一起进行查询。

  • 内连接(INNER JOIN):只返回两个表之间满足连接条件的记录。

示例:

SELECT * FROM table1 INNER JOIN table2 ON table1.column1 = table2.column1;
  • 左外连接(LEFT JOIN):返回左表的所有记录,以及右表中满足连接条件的记录。

示例:

SELECT * FROM table1 LEFT JOIN table2 ON table1.column1 = table2.column1;
  • 右外连接(RIGHT JOIN):返回右表的所有记录,以及左表中满足连接条件的记录。

示例:

SELECT * FROM table1 RIGHT JOIN table2 ON table1.column1 = table2.column1;

以上只是基础的介绍,更深入的使用,需要结合实际情况进行不同的组合使用。

JDBC简介

Java数据库连接(JDBC)是Java语言中用于编写与各种关系型数据库进行通信的应用程序所需的API。JDBC提供了一种与数据库进行通信的标准方式,以便可以使用Java编程语言来编写与各种关系型数据库进行交互的应用程序。

JDBC基本概念

JDBC是Java语言中一个与API,它定义了Java程序如何执行与数据库进行交互的操作。JDBC提供了一种透明的方式,使开发人员可以使用Java程序连接到各种不同类型的数据库,包括MySQL、Oracle、Microsoft SQL Server等,并执行如查询、更新等操作。

JDBC API基于一组接口和类,它们定义了Java程序访问关系数据库的方式。这些接口和类封装了许多JDBC驱动程序需要使用的底层细节。JDBC提供了一种标准的方式来编写Java应用程序与各种关系型数据库进行通信。

JDBC驱动程序的类型

JDBC驱动程序是用于连接Java应用程序与不同类型的关系型数据库的程序库。JDBC驱动程序有四种类型,包括:

  • JDBC-ODBC桥接器驱动程序:它通过ODBC驱动程序链接数据库,属于JDBC-ODBC桥接器。它被认为是最早的JDBC驱动程序。由于它使用的是ODBC驱动程序,因此它存在协议转换问题。

  • 原生API驱动程序:它由数据库厂商提供,可以针对不同的数据库直接连接,不需要通过中间件。但是,不同的数据库API是不同的,因此使用原生API驱动程序需要学习每个数据库API的语言。

  • 网络协议驱动程序:它使用中间件访问数据库,该中间件通常是由数据库厂商提供的。网络协议驱动程序是用于与Oracle和Sybase等数据库系统进行通信的常见驱动程序。

  • 纯Java驱动程序:它是一个全Java编写的驱动程序,不需要中间件支持,它将所有的JDBC的操作转换为特定数据库的本地API。目前,绝大部分数据库的Java驱动程序都是使用JDBC4.0驱动程序类的纯Java程序。

JDBC应用程序基本流程

JDBC应用程序通常遵循以下步骤:

  • 使用特定的JDBC驱动程序链接到数据库系统;
  • 创建Statement对象,用于向数据库发送SQL命令;
  • 使用Statement对象执行SQL命令;
  • 处理返回的结果,并将它们用于更新Java应用程序的数据;
  • 关闭Statement对象和数据库连接。

下面是使用JDBC进行查询的示例:

//加载JDBC驱动程序
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

//建立与数据库的连接
Connection connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/demo", "root", "password");

//创建SQL命令
String sql = "SELECT * FROM user WHERE age > 18";

//创建Statement对象
Statement statement = connection.createStatement();

//执行SQL命令
ResultSet resultSet = statement.executeQuery(sql);

//处理返回结果
while (resultSet.next()) {
    // 获取数据
    String name = resultSet.getString("name");
    int age = resultSet.getInt("age");
    System.out.println(name + " " + age);
}

//关闭资源
resultSet.close();
statement.close();
connection.close();

JDBC连接池

JDBC连接池是将多个数据库连接管理在一起,以便它们可以在需要时立即共享。JDBC连接池增加了应用程序的性能,因为应用程序不需要建立新的数据库连接并释放它们。相反,应用程序从连接池中获取已经建立的连接,同时将连接返回到连接池。这个过程称为连接池管理。

JDBC连接池分为两种类型:

  • 内部连接池:连接池是在应用程序内部管理的,它们使用Java的一些基本类库来管理多个数据库连接。

  • 外部连接池:外部连接池是由数据库服务器提供的,它们使用数据库服务器的连接池来管理数据库连接。

JDBC异常处理

JDBC API中的方法都会抛出SQLException异常,因为许多JDBC操作都可能失败。对于JDBC异常处理,我们可以使用try-catch语句来处理SQLException异常。例如:

try {
    //连接数据库
    Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/demo", "root", "password");
    //创建Statement对象
    Statement stmt = conn.createStatement();
    //执行SQL语句
    ResultSet res = stmt.executeQuery(sql);
} catch (SQLException e) {
    e.printStackTrace();
}

除了使用try-catch语句捕获异常之外,我们还可以使用throws语句将SQLException向上抛出。

public void selectRows() throws SQLException {
    //连接数据库
    Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/demo", "root", "password");
    //创建Statement对象
    Statement stmt = conn.createStatement();
    //执行SQL语句
    ResultSet res = stmt.executeQuery(sql);
}

基于JDBC的数据库连接和操作

JDBC连接数据库

JDBC连接数据库的过程分为以下几步:

  1. 加载数据库驱动:通过Class.forName()方法加载数据库驱动类,例如Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver")
  2. 创建数据库连接:使用DriverManager.getConnection()方法创建与数据库的连接,需要传入数据库的URL、用户名和密码,例如Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password)
  3. 开启数据库连接:通过connection对象的conn.setAutoCommit(false)方法将自动提交事务关闭,开启手动提交事务模式。

数据库操作

增加数据

使用PreparedStatement接口和SQL语句的参数占位符实现数据的插入操作:

String sql = "INSERT INTO users (name, age, email) VALUES (?, ?, ?)";
PreparedStatement statement = connection.prepareStatement(sql);
statement.setString(1, "John");
statement.setInt(2, 25);
statement.setString(3, "john@example.com");
int rowsInserted = statement.executeUpdate();

查询数据

使用PreparedStatement和ResultSet接口实现数据的查询操作:

String sql = "SELECT * FROM users WHERE age > ?";
PreparedStatement statement = connection.prepareStatement(sql);
statement.setInt(1, 20);
ResultSet resultSet = statement.executeQuery();
while (resultSet.next()) {
    String name = resultSet.getString("name");
    int age = resultSet.getInt("age");
    String email = resultSet.getString("email");
    // 处理查询结果
}

更新数据

使用PreparedStatement执行更新操作:

String sql = "UPDATE users SET age = ? WHERE name = ?";
PreparedStatement statement = connection.prepareStatement(sql);
statement.setInt(1, 30);
statement.setString(2, "John");
int rowsUpdated = statement.executeUpdate();

删除数据

使用PreparedStatement执行删除操作:

String sql = "DELETE FROM users WHERE name = ?";
PreparedStatement statement = connection.prepareStatement(sql);
statement.setString(1, "John");
int rowsDeleted = statement.executeUpdate();

关闭数据库连接

在完成所有CRUD操作后,需要关闭数据库连接以释放资源:

// 关闭结果集
resultSet.close();
// 关闭PreparedStatement
statement.close();
// 提交事务并关闭连接
connection.commit();
connection.close();

关闭连接的顺序要注意,先关闭结果集和PreparedStatement,再提交事务并关闭连接。

JDBC事务处理详解

在数据库操作中,事务处理是非常重要的。它可以保证多个操作的原子性,在一系列操作执行完成之前,数据不会被其他操作所干扰。JDBC提供了一些接口和方法,使我们可以更好地进行事务处理,保证数据的正确性和一致性。

事务介绍

事务是指一组操作被设计为一个不可分割的工作单元,事务中的操作全部成功或全部失败。事务具有以下特性:

  1. 原子性(Atomicity):事务中的一系列操作都作为一个不可分割的原子单元执行。这意味着,如果事务中的任何一条语句出现故障,整个事务将被中止,所有操作都将被回滚到它们开始执行之前的状态。

  2. 一致性(Consistency):事务执行后,数据库状态应该从一个合法状态变为另一个合法状态。这意味着事务的执行不能破坏数据库的完整性约束。

  3. 隔离性(Isolation):事务之间的操作应该是相互隔离的,事务之间的操作不能互相干扰。

  4. 持久性(Durability):一旦事务提交,其对数据库的影响应该是永久的。即使系统故障,数据库也应该能够恢复到事务提交后的状态。

在 JDBS 中,为了保证事务的特性,我们使用连接对象的 setAutoCommit() 方法将自动提交关闭,以在代码中实现事务处理。

事务处理

事务处理可以分为以下几步:

  1. 开启事务:通过连接对象connection的setAutoCommit(false)方法开启事务模式。
  2. 执行SQL语句:使用PreparedStatement执行相应的SQL语句。
  3. 提交事务:使用connection的commit()方法提交事务。
  4. 回滚事务:使用connection的rollback()方法回滚事务。

如果在操作过程中出现异常,会抛出SQLException,我们需要捕获异常并执行回滚操作,以确保数据的一致性。

实现示例

下面是一段JDBC事务处理的示例代码,用于实现数据的转账操作:

Connection connection = null;
PreparedStatement pstm1 = null;
PreparedStatement pstm2 = null;
try {
    Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
    connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/test", "root", "123456");
    connection.setAutoCommit(false); // 开启事务
    String sql1 = "UPDATE account SET balance = balance - ? WHERE id = ?";
    pstm1 = connection.prepareStatement(sql1);
    pstm1.setDouble(1, amount);
    pstm1.setInt(2, fromId);
    int row1 = pstm1.executeUpdate();
    if (row1 != 1) {
        throw new SQLException("转出账户更新异常");
    }
    String sql2 = "UPDATE account SET balance = balance + ? WHERE id = ?";
    pstm2 = connection.prepareStatement(sql2);
    pstm2.setDouble(1, amount);
    pstm2.setInt(2, toId);
    int row2 = pstm2.executeUpdate();
    if (row2 != 1) {
        throw new SQLException("转入账户更新异常");
    }
    connection.commit(); // 提交事务
} catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {
    if (connection != null) {
        connection.rollback(); // 回滚事务
    }
} finally {
    try {
        if (pstm2 != null) {
            pstm2.close();
        }
        if (pstm1 != null) {
            pstm1.close();
        }
        if (connection != null) {
            connection.close();
        }
    } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

在以上代码中,我们首先开启事务,然后分别执行更新操作并判断更新的行数是否等于1。如果更新行数不等于1,则说明更新操作未能成功执行,此时需要抛出SQLException异常并进行回滚操作。如果所有更新操作都成功执行,就提交事务并关闭连接。

假设在转账的过程中,如果发生了以下任意一种情况,事务就会被回滚。

  1. 当账户 A 的余额小于要转账的金额时:此时会抛出 SQLException 异常,回滚事务。

  2. 当账户 B 的余额达到数据库的最大值时:此时也会抛出 SQLException 异常,回滚事务。

回滚事务时,数据表中既没有 A 账户的转出记录,也没有 B 账户的转入记录,从而保证了事务的原子性。

因此,在 JDBC 的事务处理中,我们需要通过回滚等手段确保事务的原子性。同时,隔离性的实现也非常重要,因为多个并发事务的执行可能会相互干扰。同样,在这个示例中,如果账户 A 和 B 在同一时刻被多个人同时访问并同时进行转账,就有可能会发生数据冲突,导致数据的不一致性。
JDBC 中的事务处理需要遵循事务特性,即原子性、一致性、隔离性以及持久性。只有在正确的实现这些特性的基础上,才能够进行有效的事务处理。

通过JDBC实现事务处理可以确保多个操作的原子性,保证数据的正确性和一致性。我们需要使用connection.setAutoCommit(false)方法开启事务,使用connection.commit()方法提交事务,使用connection.rollback()方法回滚事务。在操作中出现异常时需要进行异常处理和回滚操作。

本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系:hwhale#tublm.com(使用前将#替换为@)

Java 数据库介绍 的相关文章

随机推荐

  • java--基础--16.8--IO流--打印流

    java 基础 16 8 IO流 打印流 1 介绍 1 1 分类 字节流打印流 PrintStream 字符打印流 PrintWriter 1 2 特点 只有写数据的 没有读取数据 只能操作目的地 不能操作数据源 可以操作任意类型的数据 如
  • 东北大学acm训练第四周(搜索)

    include
  • 在mac上配置vue开发环境

    1 在mac上安装brew brew 是 Mac 下的一个包管理工具 没有安装brew 检测用 brew v 则执行下面的命令安装 usr bin ruby e curl fsSL https raw githubusercontent c
  • sqli-18

    1 1 updatexml 1 concat 0x5c select group concat table name from information schema tables where table schema security
  • springMvc自定义校验注解

    spring 自定义注解 翻看公司代码 看到了自定义的注解 查了查 再次记录一下 还是太菜 下面是我的实现 1 自定义注解 package com test import javax validation Constraint import
  • 多核编程 与 单核多线程编程的区别

    一 首先声明 并行 两件 多件 事情在同一时刻一起发生 并发 两件 多件 事情在同一时刻只能有一个发生 由CPU快速切换 从而给人的感觉是同时进行 使用多线程来实现并行计算来缩短计算时间时 只要在多核CPU下才行 单核CPU下启用多线程最终
  • mac安装php8和apache

    如果自己在mac安装php 会涉及证书问题 而用brew方法安装 即可自动关联 省心省力 删除mac自带的apache sudo launchctl unload w System Library LaunchDaemons org apa
  • spring 或者spring boot 调整bean 的加载顺序:

    spring 或者spring boot 调整bean 的加载顺序 接下来讲解三种调整类加载顺序的方式 1 使用 Order调整配置类加载顺序 Configuration Order 1 public class ConfigA Bean
  • web安全之XSS攻击原理及防范

    一 什么是XSS攻击 二 反射型XSS 三 存储型XSS 四 DOM based型XSS 五 SQL注入 六 XSS如何防范 1 cookie安全策略 2 X XSS Protection设置 3 XSS防御HTML编码 4 XSS 防御H
  • JSON简单例子-1

    package com xuankai json import org json JSONArray import org json JSONObject public class Test public static void main
  • Java 中Map五种取值方式

    map的主要作用是什么 可以通过创建一个map的实现类 来存放 数据 值 和值的描述 也可以通过描述去取得数据 将键映射到值的对象 一个映射不能包含重复的键 每个键最多只能映射到一个值 此接口取代 Dictionary 类 后者完全是一个抽
  • python的@property有什么用?

    从本质上讲 property是一个语法糖 语法糖是python里老生常谈的事务了 比方说 最基础的len iterable 函数 其实是通过调用iterable len 方法实现的 只是pythonic的理念让我们习惯并且喜欢上使用诸如fu
  • EMWIN显示中文

    上面是我创建的群聊 欢迎新朋友的加入 安装软件 在桌面新建TXT 文件另存为 打开软件 选择字体和大小 取消所有已选内容 导入刚刚的文件 都在edit下面 截图不了 另存为C文件 导入工程 后面的问号不是乱码 是字符 后面整理一下文件 就是
  • Klocwork — 符合功能安全要求的自动化静态测试工具

    Klocwork 符合功能安全要求的自动化静态测试工具 Klocwork工具应用静态分析技术 可实现对C C Java等代码的全面静态分析 检查问题种类既包含软件质量和安全缺陷相关 也可实现多种语言编码规则规范的检查 通过使用Klocwor
  • QCC300x笔记(6) -- QCC3007的OTA流程梳理

    哈喽大家好 这是该系列博文的第六篇 篇 lt lt 系列博文索引 快速通道 gt gt 写在前面 QCC300x支持OTA功能 官方提供了详细的文档说明 按照文档即可升级成功 下面是对流程的简单梳理 可参考 文档和APP下载 1 生产APP
  • C语言解析FLM(ELF)格式文件

    C语言解析FLM ELF 格式文件 代码下载 https gitee com jhembedded flmparse 1 前言 写这篇博客的目的是因为最近在做一个STM32的离线编程器 离线下载需要用到FLM文件的下载算法 所以实现了一下提
  • [人工智能-深度学习-28]:卷积神经网络CNN - 网络架构与描述方法

    作者主页 文火冰糖的硅基工坊 文火冰糖 王文兵 的博客 文火冰糖的硅基工坊 CSDN博客 本文网址 https blog csdn net HiWangWenBing article details 120806599 目录 第1章 卷积神
  • Spring Boot Event Bus用法

    Spring Boot Event Bus是Spring框架中事件驱动编程的一部分 它为应用程序中的不同组件提供了一种解耦的方式 以便它们可以相互通信和交互 以下是Spring Boot Event Bus的用法 导入依赖 首先 您需要在项
  • 如何编写脚本对项目代码进行分析(测试篇)

    本篇将从一个测试的角度 对于在开发过程中 如何对代码进行完善的测试 包括功能以及性能的测试 内容属于杂谈 可能不够严谨 但希望能帮到看到这篇文章的各位 前言 我想没有人会质疑测试的重要性 我们自己编写的代码 可能需要经过很多次的测试才能上线
  • Java 数据库介绍

    数据库基础 数据库概念 数据库 Database 是按照数据结构来组织 存储和管理数据的仓库 它是存储数据集合的容器 可以看做一个文件夹 里面存放着一系列有关联的数据表 数据表 Table 是一种结构化的数据 以列和行为单位来存储的一种结构