全面解析JDBC

　　综述：Java数据库连接体系结构是用于Java应用程序连接数据库的标准方法。JDBC对Java程序员而言是API，对实现与数据库连接的服务提供商而言是接口模型。作为API，JDBC为程序开发提供标准的接口，并为数据库厂商及第三方中间件厂商实现与数据库的连接提供了标准方法。JDBC使用已有的SQL标准并支持与其它数据库连接标准，如ODBC之间的桥接。JDBC实现了所有这些面向标准的目标并且具有简单、严格类型定义且高性能实现的接口。

　　如何选择合适的JDBC产品？

　　有关JDBC最新的信息，有兴趣的读者可以查阅JDBC的官方网站--即JavaSoft的主页，其URL为：http：//Java.sun.com/products/jdbc

　　1. JavaSoft框架

　　JavaSoft提供三种JDBC产品组件，它们是Java开发工具包（JDK）的组成部份：JDBC驱动程序管理器、JDBC驱动程序测试工具包和JDBC-ODBC桥。

　　JDBC驱动程序管理器是JDBC体系结构的支柱。它实际上很小，也很简单；其主要作用是把Java应用程序连接到正确的JDBC驱动程序上，然后即退出。

　　JDBC驱动程序测试工具包为使JDBC驱动程序运行您的程序提供一定的可信度。只有通过JDBC驱动程序测试的驱动程序才被认为是符合JDBC标准TM的。

　　JDBC-ODBC桥使ODBC驱动程序可被用作JDBC驱动程序。它的实现为JDBC的快速发展提供了一条途径，其长远目标提供一种访问某些不常见的DBMS（如果对这些不常见的DBMS未实现JDBC）的方法。

　　2. JDBC驱动程序的类型

　　目前比较常见的JDBC驱动程序可分为以下四个种类：

　　（1）JDBC-ODBC桥加ODBC驱动程序

　　JavaSoft桥产品利用ODBC驱动程序提供JDBC访问。注意，必须将ODBC二进制代码（许多情况下还包括数据库客户机代码）加载到使用该驱动程序的每个客户机上。因此，这种类型的驱动程序最适合于企业网（这种网络上客户机的安装不是主要问题），或者是用Java编写的三层结构的应用程序服务器代码。

　　（2）本地API

　　这种类型的驱动程序把客户机API上的JDBC调用转换为Oracle、Sybase、Informix、DB2或其它DBMS的调用。注意，象桥驱动程序一样，这种类型的驱动程序要求将某些二进制代码加载到每台客户机上。

　　（3）JDBC网络纯Java驱动程序

　　这种驱动程序将JDBC转换为与DBMS无关的网络协议，之后这种协议又被某个服务器转换为一种DBMS协议。这种网络服务器中间件能够将它的纯Java客户机连接到多种不同的数据库上。所用的具体协议取决于提供者。通常，这是最为灵活的JDBC驱动程序。有可能所有这种解决方案的提供者都提供适合于Intranet用的产品。为了使这些产品也支持Internet访问，它们必须处理Web所提出的安全性、通过防火墙的访问等方面的额外要求。几家提供者正将JDBC驱动程序加到他们现有的数据库中间件产品中。

　　（4）本地协议纯Java驱动程序

　　这种类型的驱动程序将JDBC调用直接转换为DBMS所使用的网络协议。这将允许从客户机机器上直接调用DBMS服务器，是Intranet访问的一个很实用的解决方法。由于许多这样的协议都是专用的，因此数据库提供者自己将是主要来源，有几家提供者已在着手做这件事了。

　　据专家预计第（3）、（4）类驱动程序将成为从JDBC访问数据库的首方法。第（1）、（2）类驱动程序在直接的纯Java驱动程序还没有上市前会作为过渡方案来使用。对第（1）、（2）类驱动程序可能会有一些变种，这些变种要求有连接器，但通常这些是更加不可取的解决方案。第（3）、（4）类驱动程序提供了Java的所有优点，包括自动安装（例如，通过使用JDBC驱动程序的appletapplet来下载该驱动程序）。

　　3. JDBC驱动程序的获取

　　目前已有几十个（1）类的驱动程序，即可与Javasoft桥联合使用的ODBC驱动程序的驱动程序。有大约十多个属于种类（2）的驱动程序是以DBMS的本地API为基础编写的。只有几个属于种类（3）的驱动程序，其首批提供者是SCO、OpenHorizon、Visigenic和WebLogic。此外，JavaSoft和数据库连接的领先提供者Intersolv还合作研制了JDBC-ODBC桥和JDBC驱动程序测试工具包。

 
　　如何建立JDBC连接？

　　Connection 对象代表与数据库的连接。连接过程包括所执行的 SQL 语句和在该连接上所返回的结果。一个应用程序可与单个数据库有一个或多个连接，或者可与许多数据库有连接。

　　1. 打开连接

　　与数据库建立连接的标准方法是调用DriverManager.getConnection方法。该方法接受含有某个URL的字符串。DriverManager类（即所谓的JDBC管理层）将尝试找到可与那个URL所代表的数据库进行连接的驱动程序。DriverManager类存有已注册的Driver类的清单。当调用方法getConnection时，它将检查清单中的每个驱动程序，直到找到可与URL中指定的数据库进行连接的驱动程序为止。Driver的方法connect使用这个URL来建立实际的连接。

　　用户可绕过JDBC管理层直接调用Driver方法。这在以下特殊情况下将很有用：当两个驱动器可同时连接到数据库中，而用户需要明确地选用其中特定的驱动器。但一般情况下，让DriverManager类处理打开连接这种事将更为简单。

　　下述代码显示如何打开一个与位于URL"jdbc：odbc：wombat"的数据库的连接。所用的用户标识符为"freely"，口令为"ec"：

　　String url = "jdbc：odbc：wombat"；
　　Connection con = DriverManager.getConnection（url， "freely"， "ec"）；

　　2. 一般用法的URL

　　由于URL常引起混淆，我们将先对一般URL作简单说明，然后再讨论JDBCURL。URL（统一资源定位符）提供在Internet上定位资源所需的信息。可将它想象为一个地址。URL的第一部份指定了访问信息所用的协议，后面总是跟着冒号。常用的协议有"ftp"（代表"文件传输协议"）和"http"（代表"超文本传输协议"）。如果协议是"file"，表示资源是在某个本地文件系统上而非在Internet上（下例用于表示我们所描述的部分；它并非URL的组成部分）。

　　ftp：//Javasoft.com/docs/JDK-1_apidocs.zip
　　http：//Java.sun.com/products/jdk/CurrentRelease
　　file：/home/haroldw/docs/books/tutorial/summary.html

　　URL的其余部份（冒号后面的）给出了数据资源所处位置的有关信息。如果协议是file，则URL的其余部份是文件的路径。对于ftp和http协议，URL的其余部份标识了主机并可选地给出某个更详尽的地址路径。例如，以下是JavaSoft主页的URL。该URL只标识了主机：http：//Java.sun.com。从该主页开始浏览，就可以进到许多其它的网页中，其中之一就是JDBC主页。JDBC主页的URL更为具体，它具体表示为：
http：//Java.sun.com/products/jdbc

　　3. JDBC URL

　　JDBC URL提供了一种标识数据库的方法，可以使相应的驱动程序能识别该数据库并与之建立连接。实际上，驱动程序编程员将决定用什么JDBC URL来标识特定的驱动程序。用户不必关心如何来形成JDBC URL；他们只须使用与所用的驱动程序一起提供的URL即可。JDBC的作用是提供某些约定，驱动程序编程员在构造他们的JDBC URL时应该遵循这些约定。

　　由于JDBC URL要与各种不同的驱动程序一起使用，因此这些约定应非常灵活。首先，它们应允许不同的驱动程序使用不同的方案来命名数据库。例如，odbc子协议允许（但并不是要求）URL含有属性值。 

　　其次，JDBC URL应允许驱动程序编程员将一切所需的信息编入其中。这样就可以让要与给定数据库对话的applet打开数据库连接，而无须要求用户去做任何系统管理工作。

　　最后，JDBC URL应允许某种程度的间接性。也就是说，JDBC URL可指向逻辑主机或数据库名，而这种逻辑主机或数据库名将由网络命名系统动态地转换为实际的名称。这可以使系统管理员不必将特定主机声明为JDBC名称的一部份。网络命名服务（例如DNS、NIS和DCE）有多种，而对于使用哪种命名服务并无限制。
JDBC URL的标准语法如下所示。它由三部分组成，各部分间用冒号分隔，JDBC URL的三个部分可分解如下：

　　（1）jdbc协议：JDBC URL中的协议总是jdbc。

　　（2）＜子协议＞：驱动程序名或数据库连接机制（这种机制可由一个或多个驱动程序支持）的名称。子协议名的典型示例是"odbc"，该名称是为用于指定ODBC风格的数据资源名称的URL专门保留的。例如，为了通过JDBC-ODBC桥来访问某个数据库，可以用如下所示的URL：jdbc：odbc：book。本例中，子协议为"odbc"，子名称"book"是本地ODBC数据资源。如果要用网络命名服务（这样JDBC URL中的数据库名称不必是实际名称），则命名服务可以作为子协议。例如，可用如下所示的URL：jdbc：dcenaming：accounts。本例中，该URL指定了本地DCE命名服务应该将数据库名称"accounts"解析为更为具体的可用于连接真实数据库的名称。

　　（3）＜子名称＞：种标识数据库的方法。子名称可以依不同的子协议而变化。它还可以有子名称的子名称（含有驱动程序编程员所选的任何内部语法）。使用子名称的目的是为定位数据库提供足够的信息。前例中，因为ODBC将提供其余部份的信息，因此用"book"就已足够。然而，位于远程服务器上的数据库需要更多的信息。例如，如果数据库是通过Internet来访问的，则在JDBC URL中应将网络地址作为子名称的一部份包括进去，且必须遵循如下所示的标准URL命名约定：//主机名：端口/子协议。

　　假设"dbnet"是个用于将某个主机连接到Internet上的协议，则JDBC URL应为：jdbc：dbnet：//wombat：356/fred。

　　4. "odbc"子协议

　　子协议odbc是一种特殊情况。它是为用于指定ODBC风格的数据资源名称的URL而保留的，并具有下列特性：允许在子名称（数据资源名称）后面指定任意多个属性值。odbc子协议的完整语法为：

　　jdbc：odbc：＜数据资源名称＞[；＜属性名＞=＜属性值＞]，因此，以下都是合法的jdbc：odbc名称：
　　jdbc：odbc：qeor7
　　jdbc：odbc：wombat
　　jdbc：odbc：wombat；CacheSize=20；ExtensionCase=LOWER
　　jdbc：odbc：qeora；UID=kgh；PWD=fooey

　　5. 注册子协议

　　驱动程序编程员可保留某个名称以将之用作JDBC URL的子协议名。当DriverManager类将此名称加到已注册的驱动程序清单中时，为之保留该名称的驱动程序应能识别该名称并与它所标识的数据库建立连接。例如，odbc是为JDBC-ODBC桥而保留的。假设有个Miracle公司，它可能会将"miracle"注册为连接到其Miracle DBMS上的JDBC驱动程序的子协议，从而使其他人都无法使用这个名称。

　　JavaSoft目前作为非正式代理负责注册JDBC子协议名称。要注册某个子协议名称，请发送电子邮件到下述地址：[e-mail]。

　　6. 发送SQL语句

　　连接一旦建立，就可用来向它所涉及的数据库传送SQL语句。JDBC对可被发送的SQL语句类型不加任何限制。这就提供了很大的灵活性，即允许使用特定的数据库语句或甚至于非SQL语句。然而，它要求用户自己负责确保所涉及的数据库可以处理所发送的SQL语句，否则将自食其果。例如，如果某个应用程序试图向不支持储存程序的DBMS发送储存程序调用，就会失败并将抛出异常。JDBC要求驱动程序应至少能提供ANSI SQL-2 Entry Level功能才可算是符合JDBC标准TM的。这意味着用户至少可信赖这一标准级别的功能。

　　JDBC提供了三个类，用于向数据库发送SQL语句。Connection接口中的三个方法可用于创建这些类的实例。下面列出这些类及其创建方法：

　　（1）Statement：由方法createStatement所创建。Statement对象用于发送简单的SQL语句。

　　（2）PreparedStatement：由方法prepareStatement所创建。PreparedStatement对象用于发送带有一个或多个输入参数（IN参数）的SQL语句。PreparedStatement拥有一组方法，用于设置IN参数的值。执行语句时，这些IN参数将被送到数据库中。PreparedStatement的实例扩展了Statement，因此它们都包括了Statement的方法。PreparedStatement对象有可能比Statement对象的效率更高，因为它已被预编译过并存放在那以供将来使用。

　　（3）CallableStatement：由方法prepareCall所创建。CallableStatement对象用于执行SQL储存程序─一组可通过名称来调用（就象函数的调用那样）的SQL语句。CallableStatement对象从PreparedStatement中继承了用于处理IN参数的方法，而且还增加了用于处理OUT参数和INOUT参数的方法。

　　不过通常来说createStatement方法用于简单的SQL语句（不带参数）、prepareStatement方法用于带一个或多个IN参数的SQL语句或经常被执行的简单SQL语句，而prepareCall方法用于调用已储存过程。 

　　7. 事务

　　事务由一个或多个这样的语句组成：这些语句已被执行、完成并被提交或还原。当调用方法commit或rollback时，当前事务即告就结束，另一个事务随即开始。缺省情况下，新连接将处于自动提交模式。也就是说，当执行完语句后，将自动对那个语句调用commit方法。这种情况下，由于每个语句都是被单独提交的，因此一个事务只由一个语句组成。如果禁用自动提交模式，事务将要等到commit或rollback方法被显式调用时才结束，因此它将包括上一次调用commit或rollback方法以来所有执行过的语句。对于第二种情况，事务中的所有语句将作为组来提交或还原。

　　方法commit使SQL语句对数据库所做的任何更改成为永久性的，它还将释放事务持有的全部锁。而方法rollback将弃去那些更改。有时用户在另一个更改生效前不想让此更改生效。这可通过禁用自动提交并将两个更新组合在一个事务中来达到。如果两个更新都是成功，则调用commit方法，从而使两个更新结果成为永久性的；如果其中之一或两个更新都失败了，则调用rollback方法，以将值恢复为进行更新之前的值。

　　大多数JDBC驱动程序都支持事务。事实上，符合JDBC的驱动程序必须支持事务。DatabaseMetaData给出的信息描述DBMS所提供的事务支持水平。

　　8. 事务隔离级别

　　如果DBMS支持事务处理，它必须有某种途径来管理两个事务同时对一个数据库进行操作时可能发生的冲突。用户可指定事务隔离级别，以指明DBMS应该花多大精力来解决潜在冲突。例如，当事务更改了某个值而第二个事务却在该更改被提交或还原前读取该值时该怎么办。

　　假设第一个事务被还原后，第二个事务所读取的更改值将是无效的，那么是否可允许这种冲突？JDBC用户可用以下代码来指示DBMS允许在值被提交前读取该值（"dirty读取"），其中con是当前连接：
con.setTransactionIsolation（TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED）；

　　事务隔离级别越高，为避免冲突所花的精力也就越多。Connection接口定义了五级，其中最低级别指定了根本就不支持事务，而最高级别则指定当事务在对某个数据库进行操作时，任何其它事务不得对那个事务正在读取的数据进行任何更改。通常，隔离级别越高，应用程序执行的速度也就越慢（由于用于锁定的资源耗费增加了，而用户间的并发操作减少了）。在决定采用什么隔离级别时，开发人员必须在性能需求和数据一致性需求之间进行权衡。当然，实际所能支持的级别取决于所涉及的DBMS的功能。

　　当创建Connection对象时，其事务隔离级别取决于驱动程序，但通常是所涉及的数据库的缺省值。用户可通过调用setIsolationLevel方法来更改事务隔离级别。新的级别将在该连接过程的剩余时间内生效。要想只改变一个事务的事务隔离级别，必须在该事务开始前进行设置，并在该事务结束后进行复位。我们不提倡在事务的中途对事务隔离级别进行更改，因为这将立即触发commit方法的调用，使在此之前所作的任何更改变成永久性的。

　　JDBC驱动管理内幕是怎么样的？

　　DriverManager 类是 JDBC 的管理层，作用于用户和驱动程序之间。它跟踪可用的驱动程序，并在数据库和相应驱动程序之间建立连接。另外，DriverManager类也处理诸如驱动程序登录时间限制及登录和跟踪消息的显示等事务。 

　　对于简单的应用程序，一般程序员需要在此类中直接使用的唯一方法是DriverManager.getConnection。正如名称所示，该方法将建立与数据库的连接。JDBC允许用户调用DriverManager的方法getDriver、getDrivers和registerDriver及Driver的方法connect。但多数情况下，让DriverManager类管理建立连接的细节为上策。

　　1. 跟踪可用驱动程序

　　DriverManager类包含一列Driver类，它们已通过调用方法DriverManager.registerDriver对自己进行了注册。所有Driver类都必须包含有一个静态部分。它创建该类的实例，然后在加载该实例时DriverManager类进行注册。这样，用户正常情况下将不会直接调用DriverManager.registerDriver；而是在加载驱动程序时由驱动程序自动调用。加载Driver类，然后自动在DriverManager中注册的方式有两种：

　　（1）调用方法Class.forName

　　这将显式地加载驱动程序类。由于这与外部设置无关，因此推荐使用这种加载驱动程序的方法。以下代码加载类acme.db.Driver：Class.forName（"acme.db.Driver"）。

　　如果将acme.db.Driver编写为加载时创建实例，并调用以该实例为参数的DriverManager.registerDriver（本该如此），则它在DriverManager的驱动程序列表中，并可用于创建连接。

　　（2）将驱动程序添加到Java.lang.System的属性jdbc.drivers中

　　这是一个由DriverManager类加载的驱动程序类名的列表，由冒号分隔：初始化DriverManager类时，它搜索系统属性jdbc.drivers，如果用户已输入了一个或多个驱动程序，则DriverManager类将试图加载它们。以下代码说明程序员如何在~/.hotJava/properties中输入三个驱动程序类（启动时，HotJava将把它加载到系统属性列表中）：

　　jdbc.drivers=foo.bah.Driver：wombat.sql.Driver：bad.test.ourDriver；

　　对DriverManager方法的第一次调用将自动加载这些驱动程序类。注意：加载驱动程序的第二种方法需要持久的预设环境。如果对这一点不能保证，则调用方法Class.forName显式地加载每个驱动程序就显得更为安全。这也是引入特定驱动程序的方法，因为一旦DriverManager类被初始化，它将不再检查jdbc.drivers属性列表。

　　在以上两种情况中，新加载的Driver类都要通过调用DriverManager.registerDriver类进行自我注册。如上所述，加载类时将自动执行这一过程。

　　由于安全方面的原因，JDBC管理层将跟踪哪个类加载器提供哪个驱动程序。这样，当DriverManager类打开连接时，它仅使用本地文件系统或与发出连接请求的代码相同的类加载器提供的驱动程序。

　　2. 建立连接

　　加载Driver类并在DriverManager类中注册后，它们即可用来与数据库建立连接。当调用DriverManager.getConnection方法发出连接请求时，DriverManager将检查每个驱动程序，查看它是否可以建立连接。

　　有时可能有多个JDBC驱动程序可以与给定的URL连接。例如，与给定远程数据库连接时，可以使用JDBC-ODBC桥驱动程序、JDBC到通用网络协议驱动程序或数据库厂商提供的驱动程序。在这种情况下测试驱动程序的顺序至关重要，因为DriverManager将使用它所找到的第一个可以成功连接到给定URL的驱动程序。

　　首先DriverManager试图按注册的顺序使用每个驱动程序（jdbc.drivers中列出的驱动程序总是先注册）。它将跳过代码不可信任的驱动程序，除非加载它们的源与试图打开连接的代码的源相同。它通过轮流在每个驱动程序上调用方法Driver.connect，并向它们传递用户开始传递给方法DriverManager.getConnection的URL来对驱动程序进行测试，然后连接第一个认出该URL的驱动程序。这种方法初看起来效率不高，但由于不可能同时加载数十个驱动程序，因此每次连接实际只需几个过程调用和字符串比较。

　　以下代码是通常情况下用驱动程序（例如JDBC-ODBC桥驱动程序）建立连接所需所有步骤的示例：
Class.forName（"sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver"）；//加载驱动程序
String url = "jdbc：odbc：fred"；
DriverManager.getConnection（url，"userID"，"passwd"）；