数据库系统由数据库、数据库管理系统和应用系统、数据库管理员构成。数据库管理系统简称DBMS，是数据库系统的关键组成部分，包括数据库定义、数据查询、数据维护等。JDBC技术是连接数据库与应用程序的纽带，开发一款应用程序，需要使用数据库来保存数据，使用JDBC技术可以快速地访问和操作数据库，如查找满足条件的记录，向数据库中添加、修改、删除数据等。
19.1 数据库基础知识
19.1.1 什么是数据库
数据库是一种存储结构，它允许使用各种格式输入、处理和检索数据，不必在每次需要数据时重新输入。
数据库的主要特点：
1. 实现数据共享；
2. 减少数据的冗余度；
3. 数据的独立性；
4. 数据实现集中控制；
5. 数据的一致性和可维护性，以确保数据的安全性和可靠性，主要包括：
1） 安全性控制，以防止数据丢失、错误更新和越权使用；
2） 完整性控制，保证数据的正确性、有效性和相容性；
3） 并发控制，使在同一时间周期内，允许对数据实现多路存取，又能防止用户之间的不正常交互作用；
4） 故障的发现和恢复。
数据库的基本结构分为3个层次：
1. 物理数据层
是数据库的最内层，是物理存储设备上实际存储的数据集合，这些数据是原始数据，是用户加工的对象，由内部模式描述的指令操作处理的字符和字组成。
2. 概念数据层
是数据库的中间一层，是数据库的整体逻辑表示，指出了每个数据的逻辑定义及数据间的逻辑联系，是存储记录的集合。它所涉及的是数据库所有对象的逻辑关系，而不是它们的物理情况，是数据库管理员概念下的数据库。
3. 逻辑数据层
是用户所看到和使用的数据库，是一个或一些特定用户使用的数据集合，即逻辑记录的集合。
19.1.2 数据库的种类及功能
数据库系统一般基于某种数据模型，可以分为层次型、网状型、关系型及面向对象型等。
1. 层次性数据库
类似于树结构，是一组通过链接而相互联系在一起的记录，特点是记录之间的联系通过指针实现。由于层次模型层次顺序严格而且复杂，因此对数据进行各项操作都很困难。
2. 网状型数据库
网络模型是使用网络结构表示实体类型、实体间联系的数据模型。网络模型容易实现多对多的联系，但在编写应用程序时，需要熟悉数据库的逻辑结构。
3. 面向对象型数据库
建立在面向对象模型基础上。
4. 关系型数据库
是基于关系模型建立的数据库，由一系列表格组成。
从JDK 6开始，在JDK的安装目录中，除了传统的bin、jre等目录，还新增了名为db的目录，这便是Java DB，这是一个纯Java实现的、开源的数据库管理系统（DBMS），源于Apache软件基金会（ASF）名下的项目Derby，只有2MB大小。
19.1.3 SQL语言
SQL（Structure Query Language，结构化查询语言）主要包含以下4部分：
1. 数据定义语言（Data Definition Language，DDL），如create、alter、drop等
2. 数据操作语言（Data Manipulation Language，DML），如select、insert、update、delete等
3. 数据控制语言（Data Control Language，DCL），如grant、revoke等
4. 事务控制语言（Transaction Control Language，TCL），如commit、rollback等
数据操作语言的相关语句：
1. select语句：从数据表中检索数据
语法：
select 所选字段列表 from 数据表名 where 条件表达式 group by 字段名 having 条件表达式(指定分组的条件) order by 字段名[asc|desc]
2. insert语句：向表中插入新数据
语法：
insert into 表名[(字段名1, 字段名2, ...)] values(属性值1, 属性值2, ...)
3. update语句：更新数据表中的某些记录
语法：
update 数据表名 set 字段名 = 新的字段值 where 条件表达式
4. delete语句：删除数据
语法：
delete from 数据表名 where 条件表达式
19.2 JDBC概述
JDBC是一种可用于执行SQL语句的Java API，是连接数据库和Java应用程序的接口。
19.2.1 JDBC-ODBC桥
JDBC-ODBC桥是一个JDBC驱动程序，完成了从JDBC操作到ODBC操作之间的转换工作，允许JDBC驱动程序被用作ODBC的驱动程序。
使用JDBC-ODBC桥连接数据库的步骤：
1. 加载JDBC-ODBC桥的驱动程序
代码语言：javascript复制Class.forName(“sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver”);2. 使用java.sql包中的Connection接口，并通过DriverManager类的静态方法getConnection()创建连接对象
代码语言：javascript复制Connection conn = DriverManager.getConnection(“jdbc:odbc:数据源名字”, “user name”, “password”);3. 向数据库发送SQL语句
代码语言：javascript复制Statement sql = conn.createStatement();JDBC-ODBC桥作为连接数据库的过渡性技术，现已经不被Java广泛应用了，现被广泛应用的是JDBC技术。由于ODBC技术被广泛地使用，使得Java可以利用JDBC-ODBC桥访问几乎所有的数据库，JDBC-ODBC桥作为sun.jdbc.odbc包与JDK一起自动安装，不需要特殊配置。
19.2.2 JDBC技术
JDBC的全称是Java DataBase Connectivity，是一套面向对象的应用程序接口，指定了统一的访问各种关系型数据库的标准接口。
JDBC技术主要完成以下3个任务：
1. 与数据库建立一个连接；
2. 向数据库发送SQL语句；
3. 处理从数据库返回的结果。
注：JDBC不能直接访问数据库，必须依赖于数据库厂商提供的JDBC驱动程序。
19.2.3 JDBC驱动程序的类型
JDBC的总体结构由4个组件——应用程序、驱动程序管理器、驱动程序和数据源组成。
JDBC驱动基本上分为4种：
1. JDBC-ODBC桥
依靠ODBC驱动器和数据库通信，这种连接方式必须将ODBC二进制代码加载到使用该驱动程序的每台客户机上。这种类型的驱动程序最适合于企业网或者用Java编写的三层结构的应用程序服务器代码。
2. 本地API一部分用Java编写的驱动程序
这类驱动程序把客户机的API上的JDBC调用转换为Oracle、DB2、Sybase或其他DBMS的调用，这种驱动程序也需要将某些二进制代码加载到每台客户机上。
3. JDBC网络驱动
这种驱动程序将JDBC转换为与DBMS无关的网络协议，又被某个服务器转换为一种DBMS协议，是一种利用Java编写的JDBC驱动程序，也是最灵活的JDBC驱动程序。这种方案的提供者提供了适合于企业内部互联网用的产品，为使这种产品支持Internet访问，需要处理Web提出的安全性、通过防火墙的访问等额外的要求。
4. 本地协议驱动
这是一种纯Java的驱动程序，这种驱动程序将JDBC调用直接转换为DBMS所使用的网络协议，允许从客户机上直接调用DBMS服务器，是一种很实用的访问Intranet的解决方法。
注：JDBC网络驱动和本地协议驱动是JDBC访问数据库的首选。
19.3 JDBC中常用的类和接口
19.3.1 Connection接口
Connection接口代表与特定的数据库的连接，在连接上下文中执行SQL语句并返回结果。
Connection接口的常用方法：
19.3.2 Statement接口
Statement接口用于在已经建立连接的基础上向数据库发送SQL语句。在JDBC中有3种Statement对象，分别是Statement、PreparedStatement和CallableStatement。Statement对象用于执行不带参数的简单的SQL语句；PreparedStatement继承了Statement，用来执行动态的SQL语句；CallableStatement继承了PreparedStatement，用于执行对数据库的存储过程的调用。
Statement接口中常用的方法：
1.3.3 PreparedStatement接口
PreparedStatement接口用来动态地执行SQL语句，通过PreparedStatement实例执行的动态SQL语句，将被预编译并保存到PreparedStatement实例中，从而可以反复地执行该SQL语句。
PreparedStatement接口的常用方法：
19.3.4 DriverManager类
DriverManager类用来管理数据库中的所有驱动程序，它是JDBC的管理层，作用于用户和驱动程序之间，跟踪可用的驱动程序，并在数据库的驱动程序之间建立连接。如果通过getConnection()方法可以建立连接，则经连接返回，否则抛出SQLException异常。
DriverManager类的常用方法：
19.3.5 ResultSet接口
ResultSet接口类似于一个临时表，用来暂时存放数据库查询操作所获得的结果集。ResultSet实例具有指向当前数据行的指针，指针开始的位置在第一条记录的前面，通过next()方法可将指针向下移。
在JDBC 2.0（JDK 1.2）之后，该接口添加了一组更新方法updateXXX()，该方法有两个重载方法，可根据列的索引号和列的名称来更新指定列。但该方法并没有将对数据进行的操作同步到数据库中，需要执行updateRow()或insertRow()方法更新数据库。
ResultSet接口提供的常用方法：
19.4 数据库操作
19.4.1 连接数据库
要访问数据库，首先要加载数据库的驱动程序（只需要在第一次访问数据库时加载一次），然后每次访问数据时创建一个Connection对象，接着执行操作数据库的SQL语句，最后在完成数据库操作后销毁前面创建的Connection对象，释放与数据库的连接。
代码语言：javascript复制package core;
import java.sql.*;
public class Conn {
Connection con;
public Connection getConnection() {
try {
Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");//加载数据驱动程序
System.out.println("数据库驱动加载成功");
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
//con = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/chenxiaohuan?serverTimezone=UTC","root","123456");
con = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/chenxiaohuan","root","123456");
System.out.println("数据库连接成功");
} catch(SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
return con;
}
public static void main(String[] args) {
Conn c = new Conn();
c.getConnection();
}
}运行结果：
19.4.2 向数据库发送SQL语句
要执行SQL语句首选要获得Statement类对象：
代码语言：javascript复制Statement sql = con.createStatement();19.4.3 处理查询结果集
有了Statement对象后，可调用相应的方法实现对数据库的查询和修改，并将查询的结果集存放在ResultSet类的对象中：
代码语言：javascript复制ResultSet res = sql.executeQuery(“select * from tb_stu”);1.4.4 顺序查询
代码语言：javascript复制package core;
import java.sql.*;
public class Gradation {
static Connection con;
static Statement sql;
static ResultSet res;
public Connection getConnection() {
try {
Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");//加载数据驱动程序
System.out.println("数据库驱动加载成功");
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
//con = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/chenxiaohuan?serverTimezone=UTC","root","123456");
con = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/chenxiaohuan","root","123456");
System.out.println("数据库连接成功");
} catch(SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
return con;
}
public static void main(String[] args) {
Gradation c = new Gradation();
c.getConnection();
try {
sql = con.createStatement();
res = sql.executeQuery("select * from tb_stu");
while(res.next()) {
String id = res.getString("id");
String name = res.getString("name");
String sex = res.getString("sex");
System.out.print("编号：" id);
System.out.print(" 姓名：" name);
System.out.println(" 性别：" sex);
}
} catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}运行结果：
19.4.5 模糊查询
SQL语句中提供了LIKE操作符用于模糊查询，可使用“%”来代替0个或多个字符，使用下划线“_”来代替一个字符，例如：
代码语言：javascript复制select * from tb stu where name link ‘张%’19.4.6 预处理语句
向数据库发送一个SQL语句，数据库中的SQL解释器负责把SQL语句生成底层的内部命令，然后执行该命令，完成相关的数据操作。如果不断地向数据库提交SQL语句，会增加数据库中SQL解释器的负担，影响执行的速度。
对于JDBC，可以通过Connection对象的PreparedStatement(String sql)方法对SQL语句进行预处理，生成数据库底层的内部命令，即应用程序能针对连接的数据库，将SQL语句解释为数据库底层的内部命令，然后让数据库执行这个命令，这样可以减轻数据库的负担，提高访问数据库的速度。
对SQL进行预处理时可以使用通配符“?”来代替任何的字段值，例如：
代码语言：javascript复制sql = con.preparedStatement(“select * from tb_stu where id = ?”);在执行预处理语句前，必须用相应的方法来设置通配符所表示的值，例如：
代码语言：javascript复制sql.setInt(1,2);上述语句中1表示从左向右的第1个通配符，2表示设置的通配符的值。
