JDBC核心技术（一）

JDBC概述

数据的持久化

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。

持久化的主要应用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。

Java中的数据存储技术

在Java中，数据库存取技术可分为如下几类：

JDBC直接访问数据库

JDO (Java Data Object )技术

第三方O/R工具，如Hibernate, Mybatis 等

JDBC是java访问数据库的基石，JDO、Hibernate、MyBatis等只是更好的封装了JDBC。

JDBC介绍

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。

如果没有JDBC，那么Java程序访问数据库时是这样的：

有了JDBC，Java程序访问数据库时是这样的：

总结如下：

JDBC体系结构

JDBC 接口（API）包括两个层次：

面向应用的 API：Java API，抽象接口，供应用程序开发人员使用（连接数据库，执行SQL语句，获得结果）。

面向数据库的 API：Java Driver API，供开发商开发数据库驱动程序用。

JDBC 是 sun 公司提供一套用于数据库操作的接口，java程序员只需要面向这套接口编程即可。

不同的数据库厂商，需要针对这套接口，提供不同实现。不同的实现的集合，即为不同数据库的驱动。 ————面向接口编程

JDBC程序编写步骤

补充：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。

获取数据库连接

要素一：Driver接口实现类

Driver接口介绍

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

将上述jar包拷贝到Java工程的一个目录中，习惯上新建一个lib文件夹。

在驱动jar上右键–>Build Path–>Add to Build Path

注意：如果是Dynamic Web Project（动态的web项目）话，则是把驱动jar放到WebContent（有的开发工具叫WebRoot）目录中的WEB-INF目录中的lib目录下即可

加载与注册JDBC驱动

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”);

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：

要素二：URL

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，各部分间用冒号分隔。

jdbc:子协议:子名称

协议：JDBC URL中的协议总是jdbc

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

举例：
几种常用数据库的 JDBC URL

MySQL的连接URL编写方式：

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

Oracle 9i的连接URL编写方式：

jdbc:oracle:thin:@主机名称:oracle服务端口号:数据库名称

jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:atguigu

SQLServer的连接URL编写方式：

jdbc:sqlserver://主机名称:sqlserver服务端口号:DatabaseName=数据库名称

jdbc:sqlserver://localhost:1433:DatabaseName=atguigu

要素三：用户名和密码

user,password可以用“属性名=属性值”方式告诉数据库

可以调用 DriverManager 类的 getConnection() 方法建立到数据库的连接

数据库连接方式举例

连接方式一

@Test
public void testConnection1() {
    try {
        // 1.提供java.sql.Driver接口实现类的对象
        Driver driver = null;
        driver = new com.mysql.jdbc.Driver();
        // 2.提供url，指明具体操作的数据
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
        // 3.提供Properties的对象，指明用户名和密码
        Properties info = new Properties();
        info.setProperty("user", "root");
        info.setProperty("password", "abc123");
        // 4.调用driver的connect()，获取连接
        Connection conn = driver.connect(url, info);
        System.out.println(conn);
    } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

说明：上述代码中显式出现了第三方数据库的API

连接方式二

@Test
public void testConnection2() {
    try {
        //  1.实例化Driver
        String className = "com.mysql.jdbc.Driver";
        Class clazz = Class.forName(className);
        Driver driver = (Driver) clazz.newInstance();
        // 2.提供url，指明具体操作的数据
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
        // 3.提供Properties的对象，指明用户名和密码
        Properties info = new Properties();
        info.setProperty("user", "root");
        info.setProperty("password", "abc123");
        // 4.调用driver的connect()，获取连接
        Connection conn = driver.connect(url, info);
        System.out.println(conn);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

说明：相较于方式一，这里使用反射实例化Driver，不在代码中体现第三方数据库的API。体现了面向接口编程思想。

连接方式三

@Test
public void testConnection3() {
    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 = "abc123";
        String driverName = "com.mysql.jdbc.Driver";
        // 2.实例化Driver
        Class clazz = Class.forName(driverName);
        Driver driver = (Driver) clazz.newInstance();
        // 3.注册驱动
        DriverManager.registerDriver(driver);
        // 4.获取连接
        Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);
        System.out.println(conn);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

说明：使用DriverManager实现数据库的连接。体会获取连接必要的4个基本要素。

连接方式四

@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 = "abc123";
        String driverName = "com.mysql.jdbc.Driver";
        // 2.加载驱动 （①实例化Driver ②注册驱动）
        Class.forName(driverName);
        // driver = (Driver) clazz.newInstance();
        // 3.注册驱动
        // DriverManager.registerDriver(driver);
        /*
            可以注释掉上述代码的原因，是因为在mysql的Driver类中声明有：
            static {
                try {
                    DriverManager.registerDriver(new Driver());
                } catch (SQLException var1) {
                    throw new RuntimeException("Can't register driver!");
                }
            }
             */
        // 3.获取连接
        Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);
        System.out.println(conn);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

说明：不必显式的注册驱动了。因为在DriverManager的源码中已经存在静态代码块，实现了驱动的注册。

连接方式五(最终版)

@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);
}

其中，配置文件声明在工程的src目录下：【jdbc.properties】

user=root
password=abc123
url=jdbc:mysql://localhost:3306/test
driverClass=com.mysql.jdbc.Driver

说明：使用配置文件的方式保存配置信息，在代码中加载配置文件

使用配置文件的好处：

①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

②如果修改了配置信息，省去重新编译的过程。

使用PreparedStatement实现CRUD操作

操作和访问数据库

数据库连接被用于向数据库服务器发送命令和 SQL 语句，并接受数据库服务器返回的结果。其实一个数据库连接就是一个Socket连接。

在 java.sql 包中有 3 个接口分别定义了对数据库的调用的不同方式：

Statement：用于执行静态 SQL 语句并返回它所生成结果的对象。

PrepatedStatement：SQL 语句被预编译并存储在此对象中，可以使用此对象多次高效地执行该语句。

CallableStatement：用于执行 SQL 存储过程

使用Statement操作数据表的弊端

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

但是使用Statement操作数据表存在弊端：

问题一：存在拼串操作，繁琐

问题二：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。

对于 Java 而言，要防范 SQL 注入，只要用 PreparedStatement(从Statement扩展而来) 取代 Statement 就可以了。

代码演示：

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
            + "'";
        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;
    }
}

综上：

PreparedStatement的使用

PreparedStatement介绍

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

PreparedStatement vs Statement

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。

(语法检查，语义检查，翻译成二进制命令，缓存)

PreparedStatement 可以防止 SQL 注入

Java与SQL对应数据类型转换表

使用PreparedStatement实现增、删、改操作

// 通用的增、删、改操作（体现一：增、删、改 ； 体现二：针对于不同的表）
public void update(String sql,Object ... args){
    Connection conn = null;
    PreparedStatement ps = null;
    try {
        // 1.获取数据库的连接
        conn = JDBCUtils.getConnection();
        / /2.获取PreparedStatement的实例 (或：预编译sql语句)
            ps = conn.prepareStatement(sql);
        // 3.填充占位符
        for(int i = 0;i < args.length;i++){
            ps.setObject(i + 1, args[i]);
        }
        // 4.执行sql语句
        ps.execute();
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }finally{
        // 5.关闭资源
        JDBCUtils.closeResource(conn, ps);
    }
}

使用PreparedStatement实现查询操作

// 通用的针对于不同表的查询:返回一个对象 (version 1.0)
public <T> T getInstance(Class<T> clazz, String sql, Object... args) {
    Connection conn = null;
    PreparedStatement ps = null;
    ResultSet rs = null;
    try {
        // 1.获取数据库连接
        conn = JDBCUtils.getConnection();
        // 2.预编译sql语句，得到PreparedStatement对象
        ps = conn.prepareStatement(sql);
        // 3.填充占位符
        for (int i = 0; i < args.length; i++) {
            ps.setObject(i + 1, args[i]);
        }
        // 4.执行executeQuery(),得到结果集：ResultSet
        rs = ps.executeQuery();
        // 5.得到结果集的元数据：ResultSetMetaData
        ResultSetMetaData rsmd = rs.getMetaData();
        // 6.1通过ResultSetMetaData得到columnCount,columnLabel；通过ResultSet得到列值
        int columnCount = rsmd.getColumnCount();
        if (rs.next()) {
            T t = clazz.newInstance();
            for (int i = 0; i < columnCount; i++) {// 遍历每一个列
                // 获取列值
                Object columnVal = rs.getObject(i + 1);
                // 获取列的别名:列的别名，使用类的属性名充当
                String columnLabel = rsmd.getColumnLabel(i + 1);
                // 6.2使用反射，给对象的相应属性赋值
                Field field = clazz.getDeclaredField(columnLabel);
                field.setAccessible(true);
                field.set(t, columnVal);
            }
            return t;
        }
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        // 7.关闭资源
        JDBCUtils.closeResource(conn, ps, rs);
    }
    return null;
}

说明：使用PreparedStatement实现的查询操作可以替换Statement实现的查询操作，解决Statement拼串和SQL注入问题。

ResultSet与ResultSetMetaData

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。

例如: getInt(1), getString(“name”)

注意：Java与数据库交互涉及到的相关Java API中的索引都从1开始。

ResultSet 接口的常用方法：

boolean next()

getString()

…

ResultSetMetaData

可用于获取关于 ResultSet 对象中列的类型和属性信息的对象

ResultSetMetaData meta = rs.getMetaData();

getColumnName(int column)：获取指定列的名称

getColumnLabel(int column)：获取指定列的别名

getColumnCount()：返回当前 ResultSet 对象中的列数。

getColumnTypeName(int column)：检索指定列的数据库特定的类型名称。

getColumnDisplaySize(int column)：指示指定列的最大标准宽度，以字符为单位。

isNullable(int column)：指示指定列中的值是否可以为 null。

isAutoIncrement(int column)：指示是否自动为指定列进行编号，这样这些列仍然是只读的。

问题1：得到结果集后, 如何知道该结果集中有哪些列？列名是什么？

需要使用一个描述 ResultSet 的对象，即 ResultSetMetaData

问题2：关于ResultSetMetaData

如何获取 ResultSetMetaData：调用 ResultSet 的 getMetaData() 方法即可

获取 ResultSet 中有多少列：调用 ResultSetMetaData 的 getColumnCount() 方法

获取 ResultSet 每一列的列的别名是什么：调用 ResultSetMetaData 的getColumnLabel() 方法

资源的释放

释放ResultSet, Statement,Connection。

数据库连接（Connection）是非常稀有的资源，用完后必须马上释放，如果Connection不能及时正确的关闭将导致系统宕机。Connection的使用原则是尽量晚创建，尽量早的释放。

可以在finally中关闭，保证及时其他代码出现异常，资源也一定能被关闭。

JDBC API小结

两种思想

面向接口编程的思想

ORM思想(object relational mapping)

一个数据表对应一个java类

表中的一条记录对应java类的一个对象

表中的一个字段对应java类的一个属性

sql是需要结合列名和表的属性名来写。注意起别名。

两种技术

JDBC结果集的元数据：ResultSetMetaData

获取列数：getColumnCount()

获取列的别名：getColumnLabel()

通过反射，创建指定类的对象，获取指定的属性并赋值

章节练习

练习题1：从控制台向数据库的表customers中插入一条数据，表结构如下：

练习题2：创立数据库表 examstudent，表结构如下：

向数据表中添加如下数据：

代码实现1：插入一个新的student 信息

请输入考生的详细信息

Type:

IDCard:

ExamCard:

StudentName:

Location:

Grade:

信息录入成功!

代码实现2：在 eclipse中建立 java 程序：输入身份证号或准考证号可以查询到学生的基本信息。结果如下：

代码实现3：完成学生信息的删除功能

操作BLOB类型字段

MySQL BLOB类型

MySQL中，BLOB是一个二进制大型对象，是一个可以存储大量数据的容器，它能容纳不同大小的数据。

插入BLOB类型的数据必须使用PreparedStatement，因为BLOB类型的数据无法使用字符串拼接写的。

MySQL的四种BLOB类型(除了在存储的最大信息量上不同外，他们是等同的)

实际使用中根据需要存入的数据大小定义不同的BLOB类型。

需要注意的是：如果存储的文件过大，数据库的性能会下降。

如果在指定了相关的Blob类型以后，还报错：xxx too large，那么在mysql的安装目录下，找my.ini文件加上如下的配置参数： max_allowed_packet=16M。同时注意：修改了my.ini文件之后，需要重新启动mysql服务。

向数据表中插入大数据类型

// 获取连接
Connection conn = JDBCUtils.getConnection();
String sql = "insert into customers(name,email,birth,photo)values(?,?,?,?)";
PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql);
// 填充占位符
ps.setString(1, "徐海强");
ps.setString(2, "xhq@126.com");
ps.setDate(3, new Date(new java.util.Date().getTime()));
// 操作Blob类型的变量
FileInputStream fis = new FileInputStream("xhq.png");
ps.setBlob(4, fis);
// 执行
ps.execute();
fis.close();
JDBCUtils.closeResource(conn, ps);

修改数据表中的Blob类型字段

Connection conn = JDBCUtils.getConnection();
String sql = "update customers set photo = ? where id = ?";
PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql);
// 填充占位符
// 操作Blob类型的变量
FileInputStream fis = new FileInputStream("coffee.png");
ps.setBlob(1, fis);
ps.setInt(2, 25);
ps.execute();
fis.close();
JDBCUtils.closeResource(conn, ps);

从数据表中读取大数据类型

String sql = "SELECT id, name, email, birth, photo FROM customer WHERE id = ?";
conn = getConnection();
ps = conn.prepareStatement(sql);
ps.setInt(1, 8);
rs = ps.executeQuery();
if(rs.next()){
  Integer id = rs.getInt(1);
    String name = rs.getString(2);
  String email = rs.getString(3);
    Date birth = rs.getDate(4);
  Customer cust = new Customer(id, name, email, birth);
    System.out.println(cust); 
    // 读取Blob类型的字段
  Blob photo = rs.getBlob(5);
  InputStream is = photo.getBinaryStream();
  OutputStream os = new FileOutputStream("c.jpg");
  byte [] buffer = new byte[1024];
  int len = 0;
  while((len = is.read(buffer)) != -1){
    os.write(buffer, 0, len);
  }
    JDBCUtils.closeResource(conn, ps, rs);
  if(is != null){
    is.close();
  }
  if(os !=  null){
    os.close();
  }
}

JDBC核心技术（一）

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数据的持久化

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要素一：Driver接口实现类

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PreparedStatement的使用

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操作BLOB类型字段

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修改数据表中的Blob类型字段

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