Работа с БД из Java-программ: JDBC www.spro-club.ru

Необходимые условия
Пакеты java.sql и javax.sql содержат классы и интерфейсы для работы с БД
Для подключения к конкретной СУБД требуется специальная библиотека, называемая драйвером JDBC
Написано большое количество драйверов для большинства СУБД как самими разработчиками, так и сторонними производителями

Загрузка драйвера
Первый шаг для работы приложения с БД – это загрузка и регистрация необходимого класса драйвера (JAR-библиотеки)
Скачать его можно с официального сайта СУБД или из других источников
Затем библиотеку драйвера нужно «привязать» к проекту – указать путь к нему в параметре CLASSPATH

Основные компоненты для работы с БД
Интерфейс Connection («соединение»):
в результате успешного подключения к БД создаётся объект, описывающий данное соединение
затем программе возвращается ссылка на этот объект как на «экземпляр» Connection
вся дальнейшая работа с БД ведётся с использованием этой ссылки на подключение

Основные компоненты для работы с БД
Интерфейс Statement («выражение»):
объекты классов, реализующих этот интерфейс, используются для подготовки и выполнения SQL-запросов к БД
Интерфейс ResultSet («результирующий набор»):
такие объекты содержат данные, извлечённые из БД в результате выполнения SELECT-запросов с помощью объектов Statement
представляет собой, по сути, коллекцию строк

Исключения при работе с БД
Главный класс исключений – SQLException (наследник Exception)
Выбрасывается (throws) в результате ошибок, связанных с некорректными SQL-запросами и т.п.

Алгоритм работы с БД
Регистрация драйвера JDBC.
Создание подключения (Connection).
Создание и подготовка объекта типа Statement (выражение, SQL-запрос)
Выполнение SQL-запроса, подготовленного с помощью Statement
Обработка результатов (например, с помощью ResultSet в случае запроса SELECT)
Закрытие подключения и освобождение использованных ресурсов

Регистрация драйвера
Может осуществляться разными способами
Например, с помощью класса java.sql. DriverManager
Прямая загрузка класса драйвера:
требует явного описания типа, загружаемого драйвера в исходном коде приложения
требуется сначала импортировать соответствующий пакет, а потом загрузить драйвер:
недостаток: при изменении драйвера (смене СУБД) требуется изменение исходного кода программы
import com.mysql.jdbc.Driver;
...
DriverManager.registerDriver(new com.mysql.jdbc.Driver());

Загрузка драйвера по имени
Более гибкий способ, широко распространён
Может выбрасывать исключение ClassNotFound «Класс не найден»
String driverName = "com.mysql.jdbc.Driver”;
. . .
try { Class.forName( driverName ).newInstance();
} catch (ClassNotFoundException e) {
System.err.println (
“Ошибка: Драйвер " + driverName + " не найден");
System.exit(0);
}

Установка подключения
класс DriverManager – объект управления JDBC, посредник между программой и драйвером
класс-метод DriverManager.getConnection() устанавливает соединение с БД и возвращает ссылку типа Connection
при вызове getConnection() происходит перебор всех загруженных в данный момент драйверов для использования подходящего

Установка подключения
метод getConnection() может принимать различные параметры (имеет перегруженные версии):
url – адрес БД (строка подключения), логин и пароль могут быть переданы прямо в URL
передача логина и пароля через отдельные параметры
public static Connection getConnection( String url )
throws SQLException
public static Connection getConnection( String url,
String user,
String password )
throws SQLException

Настройка подключения
Добавление свойств подключения в объект класса Properties и вызов метода getConnection Properties connInfo = new Properties();
connInfo.put("user", user);
connInfo.put("schema", scheme);
connInfo.put("password", passwd);
con = DriverManager.getConnection(dbUrl, connInfo);

Типы запросов
Запросы на выборку данных (SQL-оператор Select) – возвращают результирующий набор данных (объект ResultSet)
Запросы модификации данных (DML) (операторы Insert, Update, Delete) – возвращают целое число – количество обработанных строк

Выполнение запросов
Требуется получить ссылку на объект типа Statement (выражение) из подключения (объекта Connection):
SQL-запросы выполняются с помощью перегруженных методов execute класса Statement:
Можно выполнить сразу несколько запросов с помощью int[] executeBatch()
Statement stmt = conn.createStatement();
println(“Результ "+stmt.execute("SELECT * FROM CUSTOMER"));

Получение результата
Для обработки результатов запроса на выборку надо получить ссылку на объект типа ResultSet (результирующий набор, курсор):
Результирующий набор – это коллекция (таблица), имеющая несколько строк и столбцов
Для последовательного перехода по строкам используются методы next(), previous(), absolute()
Для извлечения данных используются методы
ResultSet rst = stmt.getResultSet();
или ResultSet rst = stmt.executeQuery(“Select * from tab”);
XXX getXXX(int index); //где ХХХ – тип, напр. getInt(…)

Навигация по курсору
boolean next() – переход к следующей строке набора. Если записей больше нет, возвращает false
boolean previous() – переход к предыдущей строке набора
boolean absolute(int row) – абсолютное позиционирование курсора на заданную строку
boolean relative(int rows) – относительное позиционирование курсора. rows – число строк, на которое нужно перейти вперёд или назад (может быть положительным или отрицательным)

Навигация по курсору
int findColumn(String columnLabel) – возвращает номер столбца с указанным именем

Извлечение и запись данных
существует множество методов вида:
Данные извлекаются из текущей строки
Для записи значений в набор используется множество методов вида:
После установки значения следует вызвать метод
XXX getXXX(int index); // index – номер столбца начиная с 1
ХХХ getXXX(String label) // label – имя столбца
XXX – тип данных, например getString(int col);
void updateXXX(int colIndex, XXX val)
например, updateByte(int columnIndex, byte x)
void updateRow(); // обновление текущей строки в БД

Пример обновления и вставки
Обновление значения в столбце:
Вставка новой строки с 3-мя столбцами:
rs.absolute(5); // moves the cursor to the fifth row of rs
rs.updateString("NAME", "AINSWORTH"); // updates the
// NAME column of row 5 to be AINSWORTH
rs.updateRow(); // updates the row in the data source
rs.moveToInsertRow(); // moves cursor to the insert row
rs.updateString(1, "AINSWORTH"); // updates the
// first column of the insert row to be AINSWORTH
rs.updateInt(2,35); // updates the second column to be 35
rs.updateBoolean(3, true); // записывает в 3-й столбец true
rs.insertRow();
rs.moveToCurrentRow();

Пример навигации и чтения
// цикл по всем строкам результирующего набора
while (rst.next()) { System.out.printf("номер строки %3d:", rst.getRow());
// получение значения столбцов по номеру и имени столбца
int id = rst.getInt(1);
String nm = rst.getString("NAME");
String city = rst.getString("CITY");
System.out.printf("%10d | %30s | %10s\n",id,nm,city);
}

Получение метаданных
Метаданные – информация о структуре результирующего набора – именах столбцов, типов их данных и т.п.
Для получения метаданных используется метод getMetaData() результирующего набора (ResultSet), кот. возвращает ссылку на объект типа ResultSetMetaData
Эти данные могут быть полезны для настройки интерфейса пользователя (заголовки таблиц, ширина столбцов и т.п.)
ResultSetMetaData meta=(ResultSetMetaData) rst.getMetaData();

Методы класса ResultSetMetaData
int getColumnCount() – число столбцов в наборе
String getColumnName(int column) – имя указанного столбца (нумерация с 1)
String getColumnTypeName(int column) – наименование типа указанного столбца
int getColumnType(int column) – возвращает тип столбца (целое) - одну из констант класса java.sql.Types
String getTableName(int column) – имя таблицы, которой принадлежит указанный столбец набора (актуально при запросах к нескольким таблицам)

Методы класса ResultSetMetaData
boolean isAutoIncrement(int column) – является ли указанный столбец автоинкрементным (счётчиком, увеличивающимся автоматически)
int isNullable(int column) – может ли столбец содержать пустые значения (NULL)
int getColumnDisplaySize(int column) – максимальная ширина столбца в символах
Все методы могут выбрасывать исключение SQLException

Пример
// информация о столбцах ResultSet-а
System.out.println("\n\nResultSet metadata info:");
ResultSetMetaData meta = (ResultSetMetaData) rst.getMetaData();
int n = meta.getColumnCount();
for (int i=1;i<=n;i++) {
System.out.printf("%d = %s <%s>",
i,
meta.getColumnName(i),
meta.getColumnTypeName(i));
if (meta.isNullable(i)==meta.columnNoNulls) System.out.print(" NOT NULL");
if (meta.isAutoIncrement(i)) System.out.print(" AUTO");
System.out.println("");
}

Подготовленные выражения
Служат для повышения эффективности многократного выполнения однотипных запросов (с разными параметрами)
Для работы с ними используется объект класса PreparedStatement

Пример
PreparedStatement pst=null;
pst = conn.prepareStatement("select * from Customer where City like ?");
if (pst != null) {
// 1-е использование
pst.setString(1, "%New%");
rst = pst.executeQuery();
while (rst.next()) {
System.out.printf("%10d| %30s| %10s\n", rst.getInt(1),
rst.getString("NAME"), rst.getString("CITY"));
}
// 2-е использование
pst.setString(1, "%San%");
rst = pst.executeQuery();
while (rst.next()) {
System.out.printf("%10d| %30s| %10s\n",rst.getInt(1),
rst.getString("NAME"), rst.getString("CITY"));
}
}

Транзакции
Транзакция – это механизм выполнения составных запросов (операций), позволяющий сохранить изменения только в случае успешного выполнения всех операций, входящих в набор
Пример: перевод денег с одного счёта на другой состоит из 2х операций (запросов Update) – списание со счёта отправителя и зачисление на счёт получателя
Работают по принципу «всё или ничего»
Являются неотъемлемой частью профессиональной работы с БД, особенно в крупных и ответственных проектах

Автоматическая фиксация изменений
По умолчанию в JDBC принята автоматическая фиксация каждого изменения
Можно изменить это поведение с помощью метода:
conn.setAutoCommit( false );
В этом случае для сохранения изменений требуется явным образом вызывать метод commit(), а для их отмены – метод rollback() интерфейса Connection
Такое поведение позволяет управлять транзакциями

Пакетное выполнение
Класс PreparedStatement содержит методы для пакетного выполнения DML-запросов (на изменение данных)
Это актуально при отключении авто-обновления
Для этого после подготовки выражения (prepareStatement) вместо выполнения вызывается метод addBatch()
Для выполнения пакета запросов вызывается метод executeBatch(), кот.возвращает массив целых чисел – кол-во обработанных строк по каждому запросу