JDBC三层架构深入刨析

JDBC（Java Database Connectivity）三层架构指的是将数据库操作分成三个独立的层次：JDBC API、JDBC驱动程序和数据库本身。下面分三个部分详细解释每个层次的作用和相互之间的关系：

JDBC三层架构

JDBC API

JDBC API提供了一系列的类和接口，用于在Java程序中对数据库进行操作，通过JDBC API来实现Java程序和数据库的连接和操作。JDBC API提供了以下最核心的接口：

• Connection：提供连接数据库的方法。
• Statement/PreparedStatement：提供数据查询的方法。
• ResultSet：提供数据集合的访问方法。

同时还有一些其他的接口和类提供异常处理、元数据和事务等操作。JDBC API本身并不包含任何数据库的驱动或实现，只是定义了Java程序与数据库之间的规范。

JDBC驱动程序

JDBC驱动程序是JDBC API与不同数据库之间的连接的关键桥梁。JDBC驱动程序将接收到的JDBC API调用转换成对应的数据库底层API调用，从而使Java程序可以与不同的数据库进行连接和操作。JDBC驱动程序根据驱动类型可以分为以下三种：

• JDBC-ODBC桥：使用ODBC来连接数据库。
• 基于本地协议的驱动程序：针对某个特定的数据库。
• 网络协议驱动程序：通过TCP/IP协议进行通信，支持多种不同的数据库系统。

不同类型的JDBC驱动程序的具体实现方式也有所不同，但是，他们都必须实现JDBC API中定义的接口，以便Java程序能够调用和使用。

数据库本身

数据库本身就是我们需要操作和查询的具体数据存储地方，它可以是关系型数据库或非关系型数据库，根据实际情况选择相应的数据库。

示例

下面我们举两个例子，说明如何使用JDBC API进行数据库操作：

示例一

该示例用Java代码创建一个名为“test”的数据库，然后在其中插入一条数据并查询出来。

import java.sql.*;

public class JdbcDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Connection conn = null;
        Statement stmt = null;
        ResultSet rs = null;

        try {
            // 注册数据库驱动程序
            Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

            // 打开数据库连接
            conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306", "root", "password");

            // 创建数据库test
            stmt = conn.createStatement();
            stmt.executeUpdate("CREATE DATABASE test");

            // 选中数据库test
            stmt.executeUpdate("USE test");

            // 创建数据表tb_user
            stmt.executeUpdate("CREATE TABLE IF NOT EXISTS tb_user (id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY, name VARCHAR(20) NOT NULL, age INT NOT NULL)");

            // 插入数据
            stmt.executeUpdate("INSERT INTO tb_user(name, age) VALUES ('Tom', 18)");

            // 查询数据
            rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROM tb_user");
            while (rs.next()) {
                System.out.println("id: " + rs.getInt("id") + " name: " + rs.getString("name") + " age: " + rs.getInt("age"));
            }
        } catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                // 关闭连接
                if (rs != null) {
                    rs.close();
                }
                if (stmt != null) {
                    stmt.close();
                }
                if (conn != null) {
                    conn.close();
                }
            } catch (SQLException ex) {
                ex.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

示例二

该示例通过PreparedStatement实现了一条插入数据的语句。PreparedStatement是一种特殊的Statement，可以使用占位符，避免SQL注入问题。

import java.sql.*;

public class JdbcDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Connection conn = null;
        PreparedStatement pstmt = null;
        ResultSet rs = null;

        try {
            // 注册数据库驱动程序
            Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

            // 打开数据库连接
            conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/test", "root", "password");

            // 插入数据
            pstmt = conn.prepareStatement("INSERT INTO tb_user(name, age) VALUES (?, ?)");
            pstmt.setString(1, "Mike");
            pstmt.setInt(2, 20);
            pstmt.executeUpdate();

            // 查询数据
            rs = pstmt.executeQuery("SELECT * FROM tb_user");
            while (rs.next()) {
                System.out.println("id: " + rs.getInt("id") + " name: " + rs.getString("name") + " age: " + rs.getInt("age"));
            }
        } catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                // 关闭连接
                if (rs != null) {
                    rs.close();
                }
                if (pstmt != null) {
                    pstmt.close();
                }
                if (conn != null) {
                    conn.close();
                }
            } catch (SQLException ex) {
                ex.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

以上两个示例演示了使用JDBC API进行数据库的连接、创建和操作，JDBC驱动程序将Java程序中定义的API调用转换成相应的数据库调用。