一、持久化机制

持久化(persistence): 把数据保存到可掉电式存储设备中以供之后使用。大多数情况下，特别是企业级应用，数据持久化意味着将内存中的数据保存到硬盘上加以”固化”，而持久化的实现过程大多通过各种关系数据库来完成。就是将内存中的数据存储在关系型数据库中，当然也可以存储在磁盘文件、XML数据文件中。而在 Java中，数据库存取技术只能通过 JDBC 来访问数据库。

JDBC 访问数据库的形式主要有两种：

直接使用 JDBC 的 API 去访问数据库服务器 (MySQL/Oracle)。
间接地使用 JDBC 的 API 去访问数据库服务器，使用第三方O/R Mapping工具，如 Hibernate, MyBatis 等。(底层依然是 JDBC ，JDBC 是 Java 访问数据库的基石,其他技术都是对 JDBC 的封装)

二、JDBC概述

JDBC (Java DataBase Connectivity)是一个独立于特定数据库管理系统、通用的SQL数据库存取和操作的公共接口（一组API），定义了用来访问数据库的标准Java类库，（java.sql,javax.sql）使用这些类库可以以一种标准的方法、方便地访问数据库资源。 JDBC为访问不同的数据库提供了一种统一的途径，为开发者屏蔽了一些细节问题。 JDBC 的目标是使 Java 程序员使用 JDBC 可以连接任何提供了 JDBC 实现 (驱动程序) 的数据库系统，这样就使得程序员无需对特定的数据库系统的特点有过多的了解，从而大大简化和加快了开发过程。

简单来说，JDBC 本身是 Java 连接数据库的一个标准,是进行数据库连接的抽象层，由 Java编写的一组类和接口组成，接口的实现由各个数据库厂商来完成。

JDBC编写的步骤如下：

ODBC(Open Database Connectivity，开放式数据库连接)，是微软在Windows平台下推出的。使用者在程序中只需要调用ODBC API，由 ODBC 驱动程序将调用转换成为对特定的数据库的调用请求。

三、获取数据库连接

3.1、加载注册驱动

java.sql.Driver 接口是所有 JDBC 驱动程序需要实现的接口。这个接口是提供给数据库厂商使用的，不同数据库厂商提供不同的实现。在程序中不需要直接去访问实现了 Driver 接口的类，而是由驱动程序管理器类(java.sql.DriverManager)去调用这些Driver实现。

Oracle的驱动：oracle.jdbc.driver.OracleDriver
mySql的驱动： com.mysql.jdbc.Driver

加载驱动：加载 JDBC 驱动需调用 Class 类的静态方法 forName()，向其传递要加载的 JDBC 驱动的类名

Class.forName(“com.mysql.jdbc.Driver”);

3.2、注册驱动的原理

注册驱动：DriverManager 类是驱动程序管理器类，负责管理驱动程序

使用DriverManager.registerDriver(com.mysql.jdbc.Driver)来注册驱动
通常不用显式调用 DriverManager 类的 registerDriver() 方法来注册驱动程序类的实例，因为 Driver 接口的驱动程序类都包含了静态代码块，在这个静态代码块中，会调用 DriverManager.registerDriver() 方法来注册自身的一个实例。下图是MySQL的Driver实现类的源码：

他通常有以下两个步骤：

1. 把 com.mysql.jdbc.Driver 这一份字节码加载进 JVM。
2. 字节码被加载进JVM,就会执行其静态代码块.而其底层的静态代码块在完成注册驱动工作，将驱动注
 册到DriverManger 中。
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3.3、获取连接对象

我们一般使用 DriverManager 的 getConnection 方法创建 Connection 对象

Connection conn = DriverManager.getConnection(url,username,password);
// url=jdbc:mysql://localhost:3306/jdbcdemo
// 如果连接的是本机的 MySQL,并且端口是默认的 3306 ,则可以简写:
//  url=jdbc:mysql:///jdbcdemo
// username:当前访问数据库的用户名
// password:当前访问数据库的密码
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3.3.1、URL详解

JDBC URL 用于标识一个被注册的驱动程序，驱动程序管理器通过这个 URL 选择正确的驱动程序，从而建立到数据库的连接。

JDBC URL的标准由三部分组成（协议：子协议：子名称），各部分间用冒号分隔。

协议：JDBC URL中的协议总是jdbc（固定写法）。
子协议：子协议用于标识一个数据库驱动程序。
子名称：一种标识数据库的方法。子名称可以依不同的子协议而变化，用子名称的目的是为了定位数据库提供足够的信息。包含主机名(对应服务端的ip地址)，端口号，数据库名。

url的常见写法：

jdbc:mysql://主机名称:mysql服务端口号/数据库名称?参数=值&参数=值
jdbc:mysql://localhost:3306/atguigu
jdbc:mysql://localhost:3306/atguigu**?useUnicode=true&characterEncoding=utf8**（如果JDBC程序与服务器端的字符集不一致，会导致乱码，那么可以通过参数指定服务器端的字符集）
jdbc:mysql://localhost:3306/atguigu?user=root&password=123456

3.4、数据库连接方法

3.4.1、方式一

我们可以通过直接获取注册驱动，将数据库信息写在代码中，这个的问题也是很明显的，那就是一个硬编码问题，当我们需要修改数据库的时候，需要直接修改Java源代码。

@Test
    public void testConnection4() {
        try {
            //1.数据库连接的4个基本要素：
            String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
            String user = "root";
            String password = "admin";
            String driverName = "com.mysql.jdbc.Driver";
            //2.加载驱动 （①实例化Driver ②注册驱动）
            Class.forName(driverName);
            //3.获取连接
            Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);
            System.out.println(conn);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
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3.4.2、方式二

我们为了解决方式一硬编码的问题，需要将驱动信息放入配置文件，然后通过读取的方式来进行赋值。

@Test
    public  void testConnection5() throws Exception {
      //1.加载配置文件
        InputStream is = ConnectionTest.class.getClassLoader().getResourceAsStream("jdbc.properties");
        Properties pros = new Properties();
        pros.load(is);
        //2.读取配置信息
        String user = pros.getProperty("user");
        String password = pros.getProperty("password");
        String url = pros.getProperty("url");
        String driverClass = pros.getProperty("driverClass");
        //3.加载驱动
        Class.forName(driverClass);
        //4.获取连接
        Connection conn = DriverManager.getConnection(url,user,password);
        System.out.println(conn);
    }
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使用配置文件的好处：

实现了代码和数据的分离，如果需要修改配置信息，直接在配置文件中修改，不需要深入代码。
如果修改了配置信息，省去重新编译的过程。

四、DAO思想

4.1、没有DAO

在没有 DAO 的时候,我们的代码存在大量的重复。

4.2、DAO介绍

DAO(Data Access Object) 数据访问对象是一个面向对象的数据库接口. 顾名思义就是与数据库打交道，夹在业务逻辑与数据库资源中间，将所有对数据源的访问操作抽象封装在一个公共 API 中。程序书写就是建立一个接口，接口中定义了此应用程序中将会用到的所有事务方法。DAO 中的主要操作: 增删改查(CRUD)。

通过以上图，DAO 作为组件，那其主要的是方法的设计，方法设计需要注意什么呢？

在保存功能中,调用者需要传递多个参数进来,然后把这些数据保存到数据库中。
在查询功能中,结果集的每行数据有多个列的值,然后把这些数据返回给调用者。
在开发过程中,如果遇到需要传递的数据有多个的时候,通常需要使用 JavaBean 对其进行封装

4.3、DAO规范

DAO本质就是一个可以重复使用的组件。他包括了两个规范：

分包规范（域名倒写.项目模块名.组件）

cn.util;    //存放工具类
   cn.domain; //装pss模块的domain类,模型对象.(Student)
   cn.dao; //装pss模块的dao接口.调用者将需要保存的数据封装到一个对象中,然后传递进来
    cn.dao.impl; //装dao接口的实现类.
   cn.test; //暂时存储DAO的测试类,以后的测试类不应该放这里.
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命名规范

DAO 接口 : 表示对某个模型的 CRUD 操作做规范，以 I 开头，interface。例如： IStudentDAO
DAO 实现类: 表示对某个 DAO 接口的实现，例如：EmployeeDAOImpl
DAO 测试类: 测试 DAO 组件中的所有方法，例如：EmployeeDAOTest

调用建议：面向接口编程

传统的做法 : EmployeeDAOImpl dao = new EmployeeDAOImpl();
面向接口编程 : IEmployeeDAO dao = new EmployeeDAOImpl();

五、JDBC之CRUD操作

5.1、Statement对象及其弊端

5.1.1、Statement对象

Statement对象时用于执行静态 SQL 语句并返回它所生成结果的对象。

通过调用 Connection 对象的 createStatement() 方法创建该对象。该对象用于执行静态的 SQL 语句，并且返回执行结果。

Statement 接口中定义了下列方法用于执行 SQL 语句：

int excuteUpdate(String sql)：执行更新操作INSERT、UPDATE、DELETE
ResultSet executeQuery(String sql)：执行查询操作SELECT
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5.1.2、使用Statement对象的弊端

用Statement操作数据表存在弊端：

存在拼串操作，繁琐
存在SQL注入问题

SQL 注入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(如：SELECT user, password FROM user_table WHERE user='a' OR 1 = ' AND password = ' OR '1' = '1') ，从而利用系统的 SQL 引擎完成恶意行为的做法。

public class StatementTest {
  // 使用Statement的弊端：需要拼写sql语句，并且存在SQL注入的问题
  @Test
  public void testLogin() {
    Scanner scan = new Scanner(System.in);
    System.out.print("用户名：");
    String userName = scan.nextLine();
    System.out.print("密   码：");
    String password = scan.nextLine();
    // SELECT user,password FROM user_table WHERE USER = '1' or ' AND PASSWORD = '='1' or '1' = '1';
    String sql = "SELECT user,password FROM user_table WHERE USER = '" + userName + "' AND PASSWORD = '" + password
        + "'";//字符串拼接过于繁杂
    User user = get(sql, User.class);
    if (user != null) {
      System.out.println("登陆成功!");
    } else {
      System.out.println("用户名或密码错误！");
    }
  }
  // 使用Statement实现对数据表的查询操作
  public <T> T get(String sql, Class<T> clazz) {
    T t = null;
    Connection conn = null;
    Statement st = null;
    ResultSet rs = null;
    try {
      // 1.加载配置文件
      InputStream is = StatementTest.class.getClassLoader().getResourceAsStream("jdbc.properties");
      Properties pros = new Properties();
      pros.load(is);
      // 2.读取配置信息
      String user = pros.getProperty("user");
      String password = pros.getProperty("password");
      String url = pros.getProperty("url");
      String driverClass = pros.getProperty("driverClass");
      // 3.加载驱动
      Class.forName(driverClass);
      // 4.获取连接
      conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);
      st = conn.createStatement();
      rs = st.executeQuery(sql);
      // 获取结果集的元数据
      ResultSetMetaData rsmd = rs.getMetaData();
      // 获取结果集的列数
      int columnCount = rsmd.getColumnCount();
      if (rs.next()) {
        t = clazz.newInstance();
        for (int i = 0; i < columnCount; i++) {
          // //1. 获取列的名称
          // String columnName = rsmd.getColumnName(i+1);
          // 1. 获取列的别名
          String columnName = rsmd.getColumnLabel(i + 1);
          // 2. 根据列名获取对应数据表中的数据
          Object columnVal = rs.getObject(columnName);
          // 3. 将数据表中得到的数据，封装进对象
          Field field = clazz.getDeclaredField(columnName);
          field.setAccessible(true);
          field.set(t, columnVal);
        }
        return t;
      }
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    } finally {
      // 关闭资源
      if (rs != null) {
        try {
          rs.close();
        } catch (SQLException e) {
          e.printStackTrace();
        }
      }
      if (st != null) {
        try {
          st.close();
        } catch (SQLException e) {
          e.printStackTrace();
        }
      }
      if (conn != null) {
        try {
          conn.close();
        } catch (SQLException e) {
          e.printStackTrace();
        }
      }
    }
    return null;
  }
}
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5.2、PreparedStatement

我们可以通过调用 Connection 对象的 preparedStatement(String sql) 方法获取PreparedStatement对象,PreparedStatement 接口是 Statement 的子接口，它表示一条预编译过的 SQL 语句。

PreparedStatement 对象所代表的 SQL 语句中的参数用问号(?)来表示，调用PreparedStatement对象的 setXxx() 方法来设置这些参数. setXxx() 方法有两个参数，第一个参数是要设置的 SQL 语句中的参数的索引(从 1 开始)，第二个是设置的 SQL 语句中的参数的值。

// 常用方法:
void setXxx(int parameterIndex,Xxx value); //设置第几个占位符的真正参数值.
// Xxx 表示数据类型,比如 String,int,long,Date等.
void setObject(int parameterIndex, Object x); //设置第几个占位符的真正参数值.
int executeUpdate(); //执行DDL/DML语句. 注意:没有参数
// 若当前 SQL是 DDL语句,则返回 0.
// 若当前 SQL是 DML语句,则返回受影响的行数.
ResultSet executeQuery(); //执行DQL语句,返回结果集.
close(); //释放资源
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5.3、PreparedStatement vs Statement

PreparedStatement对象比Statement对象的代码的可读性和可维护性。

PreparedStatement能最大可能提高性能。

DBServer会对预编译语句提供性能优化。因为预编译语句有可能被重复调用，所以语句在被DBServer的编译器编译后的执行代码被缓存下来，那么下次调用时只要是相同的预编译语句就不需要编译，只要将参数直接传入编译过的语句执行代码中就会得到执行。
在statement语句中,即使是相同操作但因为数据内容不一样,所以整个语句本身不能匹配,没有缓存语句的意义.事实是没有数据库会对普通语句编译后的执行代码缓存。这样每执行一次都要对传入的语句编译一次。

PreparedStatement 可以防止 SQL 注入。

5.4、 ResultSet

查询需要调用PreparedStatement 的 executeQuery() 方法，查询结果是一个ResultSet 对象，ResultSet 对象以逻辑表格的形式封装了执行数据库操作的结果集，ResultSet 接口由数据库厂商提供实现。

ResultSet 返回的实际上就是一张数据表。有一个指针指向数据表的第一条记录的前面。

ResultSet 对象维护了一个指向当前数据行的游标，初始的时候，游标在第一行之前，可以通过 ResultSet 对象的 next() 方法移动到下一行。调用 next()方法检测下一行是否有效。若有效，该方法返回 true，且指针下移。相当于Iterator对象的hasNext()和next()方法的结合体。

当指针指向一行时, 可以通过调用 getXxx(int index) 或 getXxx(int columnName) 获取每一列的值。*Java与数据库交互涉及到的相关Java API中的索引都从1开始。*例如：

getInt(1), getString("name")
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5.5、CRUD操作

5.5.1、User类

package domain;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;
/**
 * @author Xiao_Lin
 * @date 2021/1/2 19:44
 */
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class User {
  //id
  private Integer id;
  //用户名
  private String username;
  //密码
  private String pwd;
  //构造方法的重载
  public User(String username, String pwd) {
    this.username = username;
    this.pwd = pwd;
  }
}
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5.5.2、IUserDAO

package dao;
import domain.User;
import java.util.List;
/**
 * @author Xiao_Lin
 * @date 2021/1/2 19:46
 */
public interface IUserDAO {
  public void insert(User user);
  public void delete(Integer id);
  public void update(User user);
  public List<User> selectAll();
  public User selectUserById(Integer id);
}
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5.5.3、UserDAOImpl

package dao.impl;
import dao.IUserDAO;
import dao.utils.DaoUtils;
import domain.User;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.UUID;
/**
 * @author Xiao_Lin
 * @date 2021/1/2 19:49
 */
public class UserDAOImpl implements IUserDAO {
  Connection connection = null;
  PreparedStatement ps = null;
  ResultSet rs = null;
  @Override
  public void insert(User user) {
    try {
      connection = DaoUtils.getConnection();
      String sql = "insert into user (username,pwd) values (?,?)";
       ps = connection.prepareStatement(sql);
      ps.setString(1,user.getUsername());
      ps.setString(2,user.getPwd());
      ps.executeUpdate();
      System.out.println("添加成功！！");
    } catch (SQLException e) {
      e.printStackTrace();
    }finally {
      DaoUtils.close(connection,ps,null);
    }
  }
  @Override
  public void delete(Integer id) {
    try {
      connection = DaoUtils.getConnection();
      ps = connection.prepareStatement("delete from user where id = ?");
      ps.setInt(1,id);
      ps.executeUpdate();
      System.out.println("删除成功！！");
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }finally {
      DaoUtils.close(connection,ps,null);
    }
  }
  @Override
  public void update(User user) {
    try {
      connection = DaoUtils.getConnection();
       ps = connection.prepareStatement("update user set username = ? , pwd = ? where id = ?");
       ps.setString(1,user.getUsername());
       ps.setString(2,user.getPwd());
       ps.setInt(3,user.getId());
      ps.executeUpdate();
      System.out.println("修改成功");
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }finally {
      DaoUtils.close(connection,ps,null);
    }
  }
  @Override
  public List<User> selectAll() {
    List<User> users = new ArrayList<>();
    try {
      connection = DaoUtils.getConnection();
      ps = connection.prepareStatement("select * from user");
      rs = ps.executeQuery();
      while (rs.next()){
        users.add(new User(rs.getInt("id"),rs.getString("username"),rs.getString("pwd")));
      }
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }finally {
      DaoUtils.close(connection,ps,rs);
    }
    return users;
  }
  @Override
  public User selectUserById(Integer id) {
    User user = null;
    try {
      connection = DaoUtils.getConnection();
      ps = connection.prepareStatement("select * from user where id = ?");
      ps.setInt(1,id);
      rs = ps.executeQuery();
      while (rs.next()){
        user = new User(rs.getInt("id"),rs.getString("username"),rs.getString("pwd"));
      }
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }finally {
      DaoUtils.close(connection,ps,rs);
    }
    return user;
  }
}
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5.5.4、DaoUtils

package dao.utils;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.sql.Connection;
import java.sql.Driver;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.util.Properties;
/**
 * @author Xiao_Lin
 * @date 2021/1/2 19:56
 */
public class DaoUtils {
  static Connection connection = null;
  static Properties properties = null;
  static {
    InputStream resourceAsStream = Thread.currentThread().getContextClassLoader()
        .getResourceAsStream("db.properties");
    properties = new Properties();
    try {
      properties.load(resourceAsStream);
      Class.forName(properties.getProperty("DriverClassName"));
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
  public static Connection getConnection() throws SQLException {
   connection= DriverManager.getConnection(properties.getProperty("url"),properties.getProperty("username"),properties.getProperty("password"));
    return connection;
  }
  public  static void  close(Connection conn , PreparedStatement ps , ResultSet rs){
    try {
      if(rs!=null){
        rs.close();
      }
    } catch (SQLException e) {
      e.printStackTrace();
    }finally{
      try {
        if(ps!=null){
          ps.close();
        }
      } catch (SQLException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
      }finally{
        try {
          if(conn!=null){
            conn.close();
          }
        } catch (SQLException e) {
          // TODO Auto-generated catch block
          e.printStackTrace();
        }
      }
    }
  }
}
复制代码

5.5.5、测试类

package dao.impl;
import dao.IUserDAO;
import dao.utils.DaoUtils;
import domain.User;
import java.sql.SQLException;
import java.util.List;
import org.junit.Test;
/**
 * @author Xiao_Lin
 * @date 2021/1/2 20:11
 */
public class UserDAOImplTest {
  IUserDAO userDAO = new UserDAOImpl();
  @Test
  public void insert() {
    userDAO.insert(new User("ghy","123"));
  }
  @Test
  public void delete() {
    userDAO.delete(14);
  }
  @Test
  public void update() {
    userDAO.update(new User(1,"张三","666"));
  }
  @Test
  public void selectAll() {
    List<User> users = userDAO.selectAll();
    users.forEach(System.out::print);
  }
  @Test
  public void selectUserById() {
    User user = userDAO.selectUserById(1);
    System.out.println(user);
  }
}

看完这篇文章，你也可以手写MyBatis部分源码（JDBC）（上）