• JavaWeb的内容大致包括：

  • Tomcat（Tomcat外传）
  • Servlet、JSP（浅谈JSP）
  • Session、Cookie（Cookie与Session）
  • JDBC
  • Filter/Listener
  • AJAX、JSON（AJAX与JSON）

我记得18年6月开始JavaWeb系列的写作，截止目前，还剩下JDBC和Filter/Listener。速度有点超乎预期地慢...不过随着自己开发经验的增长以及对知识点的理解，相信后面出活会越来越快。

JDBC本身是非常简单的，就是一组API接口，只要导入对应的驱动包（JDBC实现类）就可以对数据库进行增删改查。但是其中涉及到很多问题，比如：

• Connection的管理（连接池）
• 冗余代码的抽取（获取、释放连接）
• 结果集的封装（映射Pojo字段）

等等。不论培训班视频还是书籍，讲到JDBC时都会把上面的内容串联起来，这使得它的难度瞬时翻了几番。

主要内容：

• JDBC简介
• 基本环境搭建
• Driver
• DriverManager
• 代码优化

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## JDBC简介

在说JDBC之前，必须先聊聊数据持久化。

持久化

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，数据持久化意味着将内存中的数据保存到磁盘中加以“固化”。而持久化的实现过程大多通过各种关系数据库完成。当然，也可以存入磁盘文件或者XML数据文件（崔老师JavaWeb day14练习中，使用了XML充当“数据库”）。

图片来自尚硅谷JDBC

JDBC

数据库是实现持久化的一种途径，而JDBC则是通向数据库的桥梁。

通俗地讲，JDBC就是一组API（包括少量类），为访问不同数据库提供了统一的途径，为开发者屏蔽了一些细节问题。比如，我们都知道浏览器发送HTTP请求访问服务器，但其实请求底层仍是TCP协议。同样的，访问数据库底层也通过TCP协议。你知道怎么与数据库建立TCP连接吗？一部分科班读者可能对计算机网络非常熟悉，但是大部分像我这样的野生程序员可能压根没想过这个问题。所幸，这些具体的实现，各大数据库产商已经替我们做了。

驱动

JDBC是Java制定的接口，数据库产商依照该接口编写与自家数据库配套的实现类。比如MySQL、Oracle、SqlServer等都有自己的不同实现，这些实现类的集合既是我们笼统意义上的“驱动”。

面向接口编程

在代码中直接new具体的驱动类，会使程序高度耦合。比如，后期如果要切换数据库（虽然很少），就要临时调换驱动类，需要修改源码，不符合开闭原则。而面向接口编程，实际上就是一种“多态”。屏蔽具体的实现，只需调用接口方法，传入规定的参数即可得到预期的返回值。切换数据库驱动并不影响程序运行结果。

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## 基本环境搭建

上面说过，JDBC只是一组接口，具体实现交给驱动。所以，要使用JDBC完成CRUD，必须先导入具体的数据库驱动。本次我们以MySQL为例，所以导入MySQL的数据库驱动。

pom.xml

    <dependencies>
        <!--MySQL数据库驱动-->
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
            <version>5.1.46</version>
        </dependency>
        <!--Junit-->
        <dependency>
            <groupId>junit</groupId>
            <artifactId>junit</artifactId>
            <version>4.12</version>
            <scope>compile</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

代码结构

DriverDemo

public class DriverDemo {
    @Test
    public void testDriver() throws SQLException {
        //1. 创建一个 Driver 实现类的对象
        Driver driver = new com.mysql.jdbc.Driver();

        //2. 准备连接数据库的基本信息: url, user, password
        String url = "jdbc:mysql://192.168.136.128:3306/test";
        Properties info = new Properties();
        info.put("user", "root");
        info.put("password", "root");

        //3. 调用 Driver 接口的　connect(url, info) 获取数据库连接
        Connection connection = driver.connect(url, info);
        System.out.println(connection);
    }
}

运行结果

使用JDBC有三个大步骤：

• 连接数据库
• 执行SQL语句
• 获得结果

我们上面的代码，仅完成了第一步。

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## Driver

上面testDriver()方法中的第一句：

//1. 创建一个 Driver 实现类的对象
Driver driver = new com.mysql.jdbc.Driver();

这是一个典型的面向接口编程。

我们先看左边的Driver接口：

接口的方法并不多，我们在上面用到了其中的connect()方法

接着我们再来看看右边MySQL的Driver实现类：

怎么回事？！

只有一个静态代码块和无参构造。不对啊，我们明明在程序中调用了driver.connect()，怎么连connect方法都没了？！

仔细一看，原来MySQL的Driver类还继承了NonRegisteringDriver，它实现了Driver接口的全部方法：

connect()的核心代码就一句：

Connection newConn = com.mysql.jdbc.ConnectionImpl.getInstance(host(props), port(props), props, database(props), url);

总之，就是根据给定的url和用户名密码，返回一个与数据库关联的Connection。JDBC相当于是程序与数据库之间的桥梁。得到Connect代表桥已经建好，此刻已经可以通车了。

由于com.mysql.jdbc.Driver继承了NonRegisteringDriver，所以它也可以调用connect方法（继承父类方法），上面我们已经用过，确实可行。

现在我们把注意力集中到com.mysql.jdbc.Driver中独有的代码：静态代码块+无参构造。

public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {
    //
    // Register ourselves with the DriverManager
    //
    static {
        try {
            java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver());
        } catch (SQLException E) {
            throw new RuntimeException("Can't register driver!");
        }
    }

    /**
     * Construct a new driver and register it with DriverManager
     * 
     * @throws SQLException
     *             if a database error occurs.
     */
    public Driver() throws SQLException {
        // Required for Class.forName().newInstance()
    }
}

空参构造的作用，仅仅是为了能够new com.mysql.jdbc.Driver()。但重点不在于new本身，而是new这个Driver的时候，JVM会去加载这个Driver实现类。此时会自动执行静态代码块中的代码，也就是：

java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver());

注释已经说得很明白，就是把这个Driver注册到DriverManager。

所以，我们使用Driver获取连接的整体逻辑是：

• new com.mysql.jdbc.Driver()
• 类被加载进内存
• 静态代码块执行：java.sql.DriverManager.registerDriver(newDriver());
• com.mysql.jdbc.driver实例被注册进DriverManager
• 调用com.mysql.jdbc.driver实例的connect()方法获得Connection

new com.mysql.jdbc.driver();最终目的是为了driver.connect()获得Connection，这一点很合理。但是为啥还要在类中搞一个静态代码块去注册驱动？没有这一步，我不照样获得Connection吗？

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DriverManager

其实，之所以com.mysql.jdbc.Driver类中的静态代码块要去注册驱动，是因为获取Connection通常有两种办法：

• 根据具体的Driver实现类直接获取
• 通过驱动管理器获取

通常后者更常用。而所谓的驱动管理器，就是DriverManager。通过DriverManager.getConnection()即可获取。

此刻，我们发现脑中瞬间多了两个疑问：

1. DriverManager是个啥呀？咋还能getConnection()了呢？
2. 还有，将Driver注册进DriverManager又能咋地？driver.connect()不也好使吗，照样获得了Connection，为啥要整出一个DriverManager？

不急，先上代码，看看DriverManager如何获得Connection。

    @Test
    public void testDriverManager() throws Exception{
        //1. 驱动的全类名
        String driverClass = "com.mysql.jdbc.Driver";
        //2. 准备连接数据库的基本信息: url, user, password
        String url = "jdbc:mysql://192.168.136.128:3306/test";
        String user = "root";
        String password = "root";

        //2. 加载数据库驱动程序(对应的 Driver 实现类中有注册驱动的静态代码块)
        Class.forName(driverClass);

        //3. 通过 DriverManager 的 getConnection() 方法获取数据库连接
        Connection connection =
                DriverManager.getConnection(url, user, password);
        System.out.println(connection);

    }

上面示例中，最关键的一句代码是：

//2. 加载数据库驱动程序(对应的 Driver 实现类中有注册驱动的静态代码块)
Class.forName(driverClass);

JVM何时会加载一个类呢？

大体可以归为两种情况：

被动加载（Driver方式）

//JVM发现要new一个com.mysql.jdbc.Driver实例，而此时内存中没有com.mysql.jdbc.Driver字节码对象，就会去加载该类
Driver driver  =  new com.mysql.jdbc.Driver();

主动加载（DriverManager方式）

//通过Class对象主动触发JVM加载com.mysql.jdbc.Driver类
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

我们已经分析过，不论是主动还是被动，只要类被加载，静态代码块都会执行执行。也就是说，com.mysql.jdbc.Driver都会被注册进DriverManager。

Driver方式获取Connection确实和“注册”操作没有直接关系，但是DriverManager方式与“注册”关系密切。我们来分析一下源码。

我们之前已经查看过com.mysql.jdbc.Driver的源码，知道了connect()方法的具体实现（继承自NonRegisteringDriver）：

这一句代码，底层屏蔽了好多细节，直接连上数据库返回了Connection

也知道了com.mysql.jdbc.Driver会通过静态代码块，将自己注册到了DriverManager。

那么，问题就来了：driver.connect()和DriverManager.getConnection()都可以获得连接，它们之间有什么联系吗？

1.DriverManager内部维护一个容器，该容器存储所有已注册的Driver

2.通过DriverManager也可以得到连接

来看一下这个同名的getConnection()方法具体做了啥：

    //私有方法，只能内部调用：获取数据库连接
    private static Connection getConnection(
        String url, java.util.Properties info, Class<?> caller) throws SQLException {
        //callerCl是类加载器
        ClassLoader callerCL = caller != null ? caller.getClassLoader() : null;
        //同步代码块
        synchronized(DriverManager.class) {
            if (callerCL == null) {
                //如果没有传入类加载器，使用当前线程的类加载器
                callerCL = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
            }
        }

        if(url == null) {
            throw new SQLException("The url cannot be null", "08001");
        }

        println("DriverManager.getConnection(\"" + url + "\")");

        SQLException reason = null;

        //循环遍历容器中所有已注册的Driver
        for(DriverInfo aDriver : registeredDrivers) {
            //isDriverAllowed()方法会使用callerCl尝试加载每一个Driver，加载成功返回true
            if(isDriverAllowed(aDriver.driver, callerCL)) {
                try {
                    println("    trying " + aDriver.driver.getClass().getName());
                    //底层还是使用了Driver本身的connect方法，获取Connection
                    Connection con = aDriver.driver.connect(url, info);
                    if (con != null) {
                        // Success!
                        println("getConnection returning " + aDriver.driver.getClass().getName());
                        return (con);
                    }
                } catch (SQLException ex) {
                    if (reason == null) {
                        reason = ex;
                    }
                }

            } else {
                println("    skipping: " + aDriver.getClass().getName());
            }

        }

        // if we got here nobody could connect.
        if (reason != null)    {
            println("getConnection failed: " + reason);
            throw reason;
        }

        println("getConnection: no suitable driver found for "+ url);
        throw new SQLException("No suitable driver found for "+ url, "08001");
    }


    //加载驱动类，加载失败返回false
    private static boolean isDriverAllowed(Driver driver, ClassLoader classLoader) {
        boolean result = false;
        if(driver != null) {
            Class<?> aClass = null;
            try {
                aClass =  Class.forName(driver.getClass().getName(), true, classLoader);
            } catch (Exception ex) {
                result = false;
            }

             result = ( aClass == driver.getClass() ) ? true : false;
        }

        return result;
    }

小结

DriverManager是个啥呀？咋还能getConnection()了呢？

DriverManager是java.sql包下的一个类，内部维护着一个CopyOnWriteArrayList用于存放已经注册的驱动实例。之所以能getConnection()，是因为底层会循环遍历所有驱动，找到当前注册的驱动后调用driver.connect()获得Connection。

还有，将Driver注册进DriverManager又能咋地？driver.connect()不也好使吗，照样获得了Connection，为啥要整出一个DriverManager？

其实也没为啥，人家设计的初衷就是为了支持注册多个（多种）驱动，通过DriverManager可以管理多个驱动程序。所以它叫“驱动管理器”(DriverManager)。

静态代码块注册驱动到DriverManager对于Driver方式获取Connection是多余的，但是对于DriverManager获取Connection是必须的。

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## 代码优化

把url、user、password、driver移到jdbc.properties文件中，做成可配置。

    @Test
    public void getConnection() throws Exception{
        //1. 准备连接数据库的 4 个字符串.
        //1). 创建 Properties 对象
        Properties properties = new Properties();

        //2). 获取 jdbc.properties 对应的输入流
        InputStream in =
                this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("jdbc.properties");

        //3). 加载 2） 对应的输入流
        properties.load(in);

        //4). 具体决定 user, password 等4 个字符串.
        String user = properties.getProperty("user");
        String password = properties.getProperty("password");
        String jdbcUrl = properties.getProperty("jdbcUrl");
        String driver = properties.getProperty("driver");

        //2. 加载数据库驱动程序(对应的 Driver 实现类中有注册驱动的静态代码块)
        Class.forName(driver);

        //3. 通过 DriverManager 的 getConnection() 方法获取数据库连接
        Connection connection = DriverManager.getConnection(jdbcUrl, user, password);

        System.out.println(connection);
    }

JDBC的三大步骤：

• 连接数据库
• 执行SQL语句
• 获得结果

这一篇只涉及如何获取Connection，下篇才真正开始CRUD以及代码抽取。

最后，我自己看源码时，发现一个问题：Driver接口有个getParentLogger()，但是NonRegisteringDriver并没有实现这个方法（其他方法都实现了）。

这是为啥呢？

打开源码，IDEA提示错误...