Java之数据库连接桥梁JDBC学习笔记

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JDBC调用

Java与数据库的连接桥梁是JDBC（Java Database Connectivity）。JDBC是Java编程语言中用于连接和执行数据库操作的API（应用程序编程接口）。它提供了一种标准的方法，允许Java程序与各种数据库（如MySQL、PostgreSQL、Oracle、SQL Server等）进行交互。

JDBC主要包括以下几个核心组件：

JDBC Driver：JDBC驱动程序是Java应用程序与数据库之间的通信接口。不同的数据库有各自特定的JDBC驱动程序，例如MySQL有MySQL Connector/J，Oracle有Oracle JDBC驱动程序。
DriverManager：DriverManager类用于管理一组JDBC驱动程序，使用这个类可以从已注册的驱动程序列表中选择合适的驱动程序。
Connection：Connection对象表示与特定数据库的连接。通过这个对象可以创建SQL语句、执行SQL查询，并处理结果集。
Statement：Statement对象用于执行SQL语句。它有几个子接口，如PreparedStatement（用于预编译SQL语句）和CallableStatement（用于调用存储过程）。
ResultSet：ResultSet对象用于存储从数据库查询中获得的数据。它提供了各种方法来遍历和处理这些数据。

简单的JDBC使用示例

以下是一个简单的Java代码示例，展示如何使用JDBC连接到MySQL数据库并执行查询：

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.Statement;

public class JdbcExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 数据库URL，用户名和密码
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase";
        String user = "root";
        String password = "password";

        try {
            // 加载并注册JDBC驱动程序
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");

            // 建立连接
            Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);

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

            // 执行查询
            String query = "SELECT * FROM mytable";
            ResultSet resultSet = statement.executeQuery(query);

            // 处理结果集
            while (resultSet.next()) {
                System.out.println("Column1: " + resultSet.getString("column1"));
                System.out.println("Column2: " + resultSet.getInt("column2"));
            }

            // 关闭连接
            resultSet.close();
            statement.close();
            connection.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

注意事项

确保你有合适的JDBC驱动程序，并将其包含在你的项目类路径中。
根据具体的数据库类型，URL格式会有所不同。
处理数据库连接时，应始终使用适当的异常处理和资源关闭方法，以确保资源正确释放。

SQL注入攻击

SQL注入漏洞（SQL Injection）是一种通过将恶意SQL代码插入到应用程序的输入字段中，并将其传递给后台数据库执行，从而在未经授权的情况下访问或操作数据库的攻击方式。这种漏洞通常出现在动态构建SQL查询的应用程序中，攻击者可以利用它来绕过身份验证、检索敏感数据、篡改数据，甚至在某些情况下执行系统命令。

SQL注入的工作原理

SQL注入攻击的基本原理是利用应用程序未正确处理用户输入的漏洞，将恶意的SQL代码注入到查询中。例如，假设有一个用户登录系统，其SQL查询如下：

SELECT * FROM users WHERE username = 'admin' AND password = 'password';

如果应用程序直接将用户输入的username和password值拼接到查询字符串中，而没有进行适当的转义或参数化处理，攻击者可以输入如下内容：

用户名：admin' --
密码：anything

这将导致查询变成：

SELECT * FROM users WHERE username = 'admin' --' AND password = 'anything';

在SQL中，--表示注释，后面的内容会被忽略。这样，原本需要验证用户名和密码的查询被修改为只验证用户名，使得攻击者能够绕过密码验证。

SQL注入的类型

基于联合查询的SQL注入（Union-based SQL Injection）：利用UNION关键字将恶意查询与原始查询合并，以检索更多数据。
基于错误的SQL注入（Error-based SQL Injection）：利用数据库错误消息来获取有关数据库结构的信息。
布尔盲注（Boolean-based Blind SQL Injection）：通过观察应用程序行为的变化来推断查询结果的真伪。
时间盲注（Time-based Blind SQL Injection）：通过引入时间延迟来推断查询的执行情况。

防范措施

使用参数化查询：确保应用程序使用参数化查询或预编译语句（如使用PDO或PreparedStatement），而不是直接拼接SQL字符串。
使用ORM框架：使用ORM（对象关系映射）框架，这些框架通常会自动处理输入的转义和参数化。
输入验证与转义：对用户输入进行严格的验证和转义，防止恶意代码注入。
最小权限原则：数据库用户应具有最小权限，防止因注入攻击导致的严重后果。
安全配置：禁用不必要的数据库功能和错误信息，减少攻击者获取数据库结构信息的机会。

防范SQL注入攻击更新JDBC调用

如何使用PreparedStatement

为了防范SQL注入攻击，可以通过使用PreparedStatement代替Statement对象来执行SQL查询。PreparedStatement允许我们使用参数化查询，从而避免将用户输入直接拼接到SQL语句中，这大大减少了SQL注入攻击的风险。

下面是更新后的代码，展示了如何使用PreparedStatement：

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;

public class JdbcExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 数据库URL，用户名和密码
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase";
        String user = "root";
        String password = "password";

        try {
            // 加载并注册JDBC驱动程序
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");

            // 建立连接
            Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);

            // 使用PreparedStatement对象
            String query = "SELECT * FROM mytable WHERE column1 = ?";
            PreparedStatement preparedStatement = connection.prepareStatement(query);

            // 设置参数值
            String column1Value = "someValue"; // 假设这是从用户输入获取的值
            preparedStatement.setString(1, column1Value);

            // 执行查询
            ResultSet resultSet = preparedStatement.executeQuery();

            // 处理结果集
            while (resultSet.next()) {
                System.out.println("Column1: " + resultSet.getString("column1"));
                System.out.println("Column2: " + resultSet.getInt("column2"));
            }

            // 关闭连接
            resultSet.close();
            preparedStatement.close();
            connection.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在这段代码中：

使用PreparedStatement代替Statement对象。
使用?作为占位符，并通过preparedStatement.setString(1, column1Value)设置参数值。
这样可以确保用户输入的值被正确转义，防止恶意SQL代码注入。

更新或者删除数据

更新操作

我们将使用PreparedStatement来执行一个UPDATE语句，更新表中的某一列值。

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;

public class JdbcUpdateExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 数据库URL，用户名和密码
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase";
        String user = "root";
        String password = "password";

        try {
            // 加载并注册JDBC驱动程序
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");

            // 建立连接
            Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);

            // 更新操作
            String updateQuery = "UPDATE mytable SET column2 = ? WHERE column1 = ?";
            PreparedStatement updateStatement = connection.prepareStatement(updateQuery);

            // 设置参数值
            int newValue = 42; // 新的值
            String column1Value = "someValue"; // 需要更新的行的标识符

            updateStatement.setInt(1, newValue);
            updateStatement.setString(2, column1Value);

            // 执行更新
            int rowsUpdated = updateStatement.executeUpdate();
            System.out.println("Rows updated: " + rowsUpdated);

            // 关闭连接
            updateStatement.close();
            connection.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

删除操作

我们将使用PreparedStatement来执行一个DELETE语句，删除表中的某一行。

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;

public class JdbcDeleteExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 数据库URL，用户名和密码
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase";
        String user = "root";
        String password = "password";

        try {
            // 加载并注册JDBC驱动程序
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");

            // 建立连接
            Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);

            // 删除操作
            String deleteQuery = "DELETE FROM mytable WHERE column1 = ?";
            PreparedStatement deleteStatement = connection.prepareStatement(deleteQuery);

            // 设置参数值
            String column1Value = "someValue"; // 需要删除的行的标识符

            deleteStatement.setString(1, column1Value);

            // 执行删除
            int rowsDeleted = deleteStatement.executeUpdate();
            System.out.println("Rows deleted: " + rowsDeleted);

            // 关闭连接
            deleteStatement.close();
            connection.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

注意事项

参数化查询：在这两个操作中，我们都使用了参数化查询（?占位符），这样可以有效防止SQL注入。
错误处理：代码包含了基本的错误处理，使用try-catch块捕获并打印异常。
资源管理：确保在操作完成后关闭PreparedStatement和Connection对象，以释放数据库资源。

通过以上代码示例，你可以安全地执行数据库的更新和删除操作，同时有效防止SQL注入攻击。

JDBC事务操作

在JDBC中，事务是一组要么全部执行，要么全部不执行的操作。事务有助于维护数据库的完整性和一致性。在JDBC中，我们主要使用两种事务模式：

自动提交模式（Auto-commit Mode）
手动提交模式（Manual-commit Mode）

1. 自动提交模式（Auto-commit Mode）

在自动提交模式下，每个独立的SQL语句都是一个事务，在语句执行完成后会自动提交。这是JDBC的默认事务模式。

示例代码

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.Statement;

public class AutoCommitExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 数据库URL，用户名和密码
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase";
        String user = "root";
        String password = "password";

        try {
            // 加载并注册JDBC驱动程序
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");

            // 建立连接
            Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);

            // 自动提交模式（默认开启）
            Statement statement = connection.createStatement();
            statement.executeUpdate("UPDATE mytable SET column2 = 10 WHERE column1 = 'value1'");
            statement.executeUpdate("DELETE FROM mytable WHERE column1 = 'value2'");

            // 自动提交模式下，不需要显式提交
            statement.close();
            connection.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2. 手动提交模式（Manual-commit Mode）

在手动提交模式下，必须显式地启动和结束事务。这种模式适用于需要确保一组SQL语句要么全部成功要么全部失败的情况。

示例代码

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;

public class ManualCommitExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 数据库URL，用户名和密码
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase";
        String user = "root";
        String password = "password";

        try {
            // 加载并注册JDBC驱动程序
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");

            // 建立连接
            Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);

            // 关闭自动提交模式
            connection.setAutoCommit(false);

            // 执行一组操作
            String updateQuery = "UPDATE mytable SET column2 = ? WHERE column1 = ?";
            PreparedStatement updateStatement = connection.prepareStatement(updateQuery);
            updateStatement.setInt(1, 10);
            updateStatement.setString(2, "value1");
            updateStatement.executeUpdate();

            String deleteQuery = "DELETE FROM mytable WHERE column1 = ?";
            PreparedStatement deleteStatement = connection.prepareStatement(deleteQuery);
            deleteStatement.setString(1, "value2");
            deleteStatement.executeUpdate();

            // 提交事务
            connection.commit();

            // 关闭连接
            updateStatement.close();
            deleteStatement.close();
            connection.close();
        } catch (Exception e) {
            try {
                // 回滚事务
                connection.rollback();
            } catch (Exception rollbackEx) {
                rollbackEx.printStackTrace();
            }
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

总结

自动提交模式适用于简单的、无需事务控制的操作。
手动提交模式适用于需要事务控制的复杂操作，确保一组SQL操作要么全部成功要么全部失败。

在实际应用中，选择哪种事务模式取决于具体的业务需求和操作的复杂性。使用手动提交模式时，一定要记得在操作成功时提交事务，在操作失败时进行回滚。

JDBC批处理

在JDBC中，批处理（Batch Processing）允许我们在一次数据库连接中执行多条SQL语句，从而提高性能和效率，特别是在需要执行大量重复性操作的情况下。批处理通常用于插入、更新或删除大量记录。

JDBC批处理的基本步骤

创建数据库连接。
关闭自动提交模式。
创建Statement或PreparedStatement对象。
添加SQL命令到批处理中。
执行批处理。
提交事务。
处理异常并回滚事务（如果有）。
关闭资源。

使用`PreparedStatement`进行批处理

以下是一个使用PreparedStatement进行批处理的示例代码：

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.SQLException;

public class JdbcPreparedBatchExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 数据库URL，用户名和密码
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase";
        String user = "root";
        String password = "password";

        Connection connection = null;
        PreparedStatement preparedStatement = null;

        try {
            // 加载并注册JDBC驱动程序
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");

            // 建立连接
            connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);

            // 关闭自动提交模式
            connection.setAutoCommit(false);

            // 创建PreparedStatement对象
            String insertQuery = "INSERT INTO mytable (column1, column2) VALUES (?, ?)";
            preparedStatement = connection.prepareStatement(insertQuery);

            // 添加SQL命令到批处理中
            preparedStatement.setString(1, "value1");
            preparedStatement.setInt(2, 1);
            preparedStatement.addBatch();

            preparedStatement.setString(1, "value2");
            preparedStatement.setInt(2, 2);
            preparedStatement.addBatch();

            // 执行批处理
            int[] updateCounts = preparedStatement.executeBatch();

            // 提交事务
            connection.commit();

            // 处理更新计数
            for (int count : updateCounts) {
                System.out.println("Update count: " + count);
            }
        } catch (Exception e) {
            try {
                if (connection != null) {
                    // 回滚事务
                    connection.rollback();
                }
            } catch (SQLException rollbackEx) {
                rollbackEx.printStackTrace();
            }
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                // 关闭资源
                if (preparedStatement != null) {
                    preparedStatement.close();
                }
                if (connection != null) {
                    connection.close();
                }
            } catch (SQLException closeEx) {
                closeEx.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

注意事项

关闭自动提交模式：批处理操作通常需要关闭自动提交模式，以便在一次事务中执行多条SQL语句。
异常处理和回滚：确保在出现异常时正确回滚事务，以防止数据不一致。
资源管理：确保在操作完成后关闭Statement或PreparedStatement和Connection对象，以释放数据库资源。

通过使用批处理，可以显著提高执行大量SQL操作的性能和效率。

Ali的Druid连接池

数据库连接池是一种用于管理和优化数据库连接的技术，通过池化连接来减少连接创建和关闭的开销，从而提高应用程序的性能和可扩展性。Druid和C3P0是Java中常用的数据库连接池实现。下面分别介绍如何使用Druid和C3P0连接池。

Druid连接池
Druid是阿里巴巴开源的一个高性能数据库连接池，支持多种数据库，提供强大的监控和扩展功能。

添加依赖
如果使用Maven构建项目，可以在pom.xml中添加Druid依赖：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba</groupId>
    <artifactId>druid</artifactId>
    <version>1.2.8</version> <!-- 请根据需要选择合适的版本 -->
</dependency>

配置Druid连接池
配置可以通过Java代码或配置文件来完成。以下是通过Java代码配置Druid连接池的示例：

import com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource;

import java.sql.Connection;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;

public class DruidExample {
    public static void main(String[] args) {
        DruidDataSource dataSource = new DruidDataSource();
        
        // 配置数据库连接池
        dataSource.setUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase");
        dataSource.setUsername("root");
        dataSource.setPassword("password");
        dataSource.setDriverClassName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
        
        // 配置连接池大小
        dataSource.setInitialSize(5);
        dataSource.setMaxActive(10);
        dataSource.setMinIdle(5);
        dataSource.setMaxWait(60000);

        Connection connection = null;
        PreparedStatement preparedStatement = null;
        ResultSet resultSet = null;
        
        try {
            // 获取连接
            connection = dataSource.getConnection();
            
            // 执行查询
            String query = "SELECT * FROM mytable WHERE column1 = ?";
            preparedStatement = connection.prepareStatement(query);
            preparedStatement.setString(1, "someValue");
            resultSet = preparedStatement.executeQuery();
            
            // 处理结果集
            while (resultSet.next()) {
                System.out.println("Column1: " + resultSet.getString("column1"));
                System.out.println("Column2: " + resultSet.getInt("column2"));
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 关闭资源
            try { if (resultSet != null) resultSet.close(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }
            try { if (preparedStatement != null) preparedStatement.close(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }
            try { if (connection != null) connection.close(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }
        }
    }
}

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Java之数据库连接桥梁JDBC学习笔记

JDBC调用

简单的JDBC使用示例

注意事项

SQL注入攻击

SQL注入的工作原理

SQL注入的类型

防范措施

防范SQL注入攻击更新JDBC调用

如何使用PreparedStatement

更新或者删除数据

更新操作

删除操作

注意事项

JDBC事务操作

1. 自动提交模式（Auto-commit Mode）

示例代码

2. 手动提交模式（Manual-commit Mode）

示例代码

总结

JDBC批处理

JDBC批处理的基本步骤

使用PreparedStatement进行批处理

注意事项

Ali的Druid连接池

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使用`PreparedStatement`进行批处理

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