java面试问jdbc吗,面试被问：JDBC底层是如何连接数据库的？一脸懵逼哇

落日映苍穹つ 2023-01-13 10:25 113阅读 0赞

背景

前两天一个小伙伴面试的时候，被问JDBC底层是如何连接数据库的？

他顿时一脸懵逼，因为大部分人只知道JDBC的几个步骤，至于底层到底是怎么连接数据库的，还真不知道。

由于小伙伴是面试高级开发，问这种问题倒也不能说面试官过分，如果是初级或者中级，那问着问题就确实有些过分了。

但是如果你在初级或者中级的阶段，就知道了答案，岂不是爽歪歪么？

估计大部分人都不知道这个问题该怎么回答，稍微发散一下思维，倒是可以猜测一下，今天我们就来搞清楚JDBC底层到底是如何连接数据库的。往后别再猜了。

反过来，如果面试官问你JDBC的时候，你能知道底层是怎么连接数据库的，估计，很多相对较水的面试官也会一脸懵逼。

何为 JDBC ?

JDBC(Java DataBase Connectivity)是Java和数据库之间的一个桥梁，是一个「规范」而不是一个实现，能够执行SQL语句。JDBC由一组用Java语言编写的类和接口组成。各种不同类型的数据库都有相应的实现，注意：本文中的代码都是针对MySQL数据库实现的。

JDBC 架构

分为双层架构和三层架构。

双层

作用：此架构中，Java Applet 或应用直接访问数据源。

条件：要求 Driver 能与访问的数据库交互。

机制：用户命令传给数据库或其他数据源，随之结果被返回。

部署：数据源可以在另一台机器上，用户通过网络连接，称为 C/S配置(可以是内联网或互联网)。

三层

侧架构特殊之处在于，引入中间层服务。

流程：命令和结构都会经过该层。

吸引：可以增加企业数据的访问控制，以及多种类型的更新；另外，也可简化应用的部署，并在多数情况下有性能优势。

历史趋势：以往，因性能问题，中间层都用 C 或 C++ 编写，随着优化编译器(将 Java 字节码 转为 高效的 特定机器码)和技术的发展，如EJB，Java 开始用于中间层的开发这也让 Java 的优势突显出现出来，使用 Java 作为服务器代码语言，JDBC随之被重视。

入门案例

下面给出一个JDBC入门级案例：public class JdbcDemo \{

public static final String URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/mblog";

public static final String USER = "root";

public static final String PASSWORD = "123456";

public static void main(String\[\] args) throws Exception \{

Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

Connection conn = DriverManager.getConnection(URL, USER, PASSWORD);

Statement stmt = conn.createStatement();

ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT id, name, age FROM m\_user where id =1");

while(rs.next())\{

System.out.println("name: "+rs.getString("name")+" 年龄："+rs.getInt("age"));

JDBC 步骤

数据库驱动：Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

获取连接：Connection conn = DriverManager.getConnection(URL, USER, PASSWORD);

创建Statement或者PreparedStatement对象：Statement stmt = conn.createStatement();

执行sql数据库查询：ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT id, name, age FROM m\_user where id =1");

解析结果集：System.out.println("name: "+rs.getString("name")+" 年龄："+rs.getInt("age"));

最后就是各种资源的关闭。

数据库驱动

加载MySql的驱动类 :Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

我们安装好数据库之后，我们的应用程序也是不能直接使用数据库的，必须要通过相应的数据库驱动程序，通过驱动程序去和数据库打交道。其实也就是数据库厂商的JDBC接口实现，即对Connection等接口的实现类的jar文件。

Driver接口

java.sql.Driver此接口是提供给数据库厂商实现的。比如说MySQL的，需要依赖对应的jar包。

mysql

mysql-connector-java

8.0.16

MySQL数据库对应的实现驱动实现类：package com.mysql.cj.jdbc; import java.sql.SQLException;  public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver \{     static \{         try \{             //注册驱动             java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver());         \} catch (SQLException E) \{             throw new RuntimeException("Can't register driver!");         \}     \}      public Driver() throws SQLException \{      \} \}

DriverManager是rt.jar包下的类，(rt=runtime)，把我们需要驱动类注册进去。//DriverManager类中的方法 public static synchronized void registerDriver(java.sql.Driver driver, DriverAction da)     throws SQLException \{      /\* Register the driver if it has not already been added to our list \*/      if(driver != null) \{           registeredDrivers.addIfAbsent(new DriverInfo(driver, da));       \} else \{           // This is for compatibility with the original DriverManager           throw new NullPointerException();       \}       println("registerDriver: " + driver); \}

相应装载Oracle驱动：Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");

Sql Server驱动：Class.forName("com.microsoft.jdbc.sqlserver.SQLServerDriver");

获取链接

给我们看起来就这一行代码：Connection conn = DriverManager.getConnection(URL, USER, PASSWORD);

下面我们进行深入聊聊这行代码，到底底层是怎么连接数据库的？

getConnection方法三个参数：链接地址，用户名和密码。public static Connection getConnection(String url,      String user, String password) throws SQLException \{      java.util.Properties info = new java.util.Properties();      if (user != null) \{          info.put("user", user);      \}      if (password != null) \{          info.put("password", password);      \}    return (getConnection(url, info, Reflection.getCallerClass()));  \}

创建一个Properties对象，Properties是HashTable的子类。public class Properties extends Hashtable \{     //..... \}

再看getConnection方法：//  Worker method called by the public getConnection() methods. private static Connection getConnection(         String url, java.util.Properties info, Class> caller) throws SQLException \{   ClassLoader callerCL = caller != null ? caller.getClassLoader() : null;   SQLException reason = null;   //遍历气门注册的数据库驱动   for(DriverInfo aDriver : registeredDrivers) \{              try \{                  //获取连接                 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;                  \}             \}       \} \}

这段代码的关键是这一句代码：Connection con = aDriver.driver.connect(url, info);

connet()方法是每个数据库驱动自己的实现的。package com.mysql.cj.jdbc; public class NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver \{      @Override     public java.sql.Connection connect(String url, Properties info) throws SQLException \{          //部分无关键要的代码省略         //下面是重点         ConnectionUrl conStr = ConnectionUrl.getConnectionUrlInstance(url, info);         switch (conStr.getType()) \{                 //SINGLE\_CONNECTION("jdbc:mysql:", HostsCardinality.SINGLE), //                 case SINGLE\_CONNECTION:                     return com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl.getInstance(conStr.getMainHost());                 case LOADBALANCE\_CONNECTION:                     return LoadBalancedConnectionProxy.createProxyInstance((LoadbalanceConnectionUrl) conStr);                 case FAILOVER\_CONNECTION:                     return FailoverConnectionProxy.createProxyInstance(conStr);                 case REPLICATION\_CONNECTION:                     return ReplicationConnectionProxy.createProxyInstance((ReplicationConnectionUrl) conStr);                 default:                     return null;         \}      \} \}

ConnectionUrl从这个类名应该能猜到还不到真正连接的，只是创建一个连接Url相关信息封装。public abstract class ConnectionUrl implements DatabaseUrlContainer \{     private static final String DEFAULT\_HOST = "localhost";     private static final int DEFAULT\_PORT = 3306;     //... \}

熟悉的身影，MySQL数据库默认端口。我们继续看下一行重要的代码：ConnectionImpl.getInstance(conStr.getMainHost());

这里就是获取一个实例，不出意外，连接就在这里面产生的。继续：//ConnectionImpl public static JdbcConnection getInstance(HostInfo hostInfo) throws SQLException \{      return new ConnectionImpl(hostInfo); \}

ConnectionImpl构造方法里有调用createNewIO方法：@Override     public void createNewIO(boolean isForReconnect) \{         synchronized (getConnectionMutex()) \{               try \{                 if (!this.autoReconnect.getValue()) \{                     connectOneTryOnly(isForReconnect);                     return;                 \}                 connectWithRetries(isForReconnect);             \} catch (SQLException ex) \{              \}         \}     \} private void connectOneTryOnly(boolean isForReconnect) throws SQLException \{         Exception connectionNotEstablishedBecause = null;              JdbcConnection c = getProxy();             //又看到熟悉的connet方法，             this.session.connect(this.origHostInfo, this.user, this.password, this.database, DriverManager.getLoginTimeout() \* 1000, c);              this.session.setQueryInterceptors(this.queryInterceptors);        \}

其中，这里的session是NativeSession。public void connect(HostInfo hi, String user, String password, String database, int loginTimeout, TransactionEventHandler transactionManager)             throws IOException \{       SocketConnection socketConnection = new NativeSocketConnection();     socketConnection.connect(this.hostInfo.getHost(), this.hostInfo.getPort(), this.propertySet, getExceptionInterceptor(), this.log, loginTimeout);      this.protocol.connect(user, password, database);                     this.protocol.getServerSession().setErrorMessageEncoding(this.protocol.getAuthenticationProvider().getEncodingForHandshake());  \}

在这个方法里，我们看到了Socket的命名开头的类，哈哈，是不是就是使用Socket进行通信的呢？

精彩继续：socketConnection.connect(this.hostInfo.getHost(), this.hostInfo.getPort(), ...);

来到NativeSocketConnection类中方法：//com.mysql.cj.protocol.a.NativeSocketConnection @Override public void connect(String hostName, int portNumber, PropertySet propSet, ExceptionInterceptor excInterceptor, Log log, int loginTimeout) \{     this.mysqlSocket = this.socketFactory.connect(this.host, this.port, propSet, loginTimeout);   //...  \}

这里的socketFactory是StandardSocketFactory。所以也就是调用的是StandardSocketFactory的connect方法：//StandardSocketFactory public  T connect(String hostname, int portNumber, PropertySet pset, int loginTimeout) throws IOException \{     this.rawSocket = createSocket(pset);     this.rawSocket.connect(sockAddr, getRealTimeout(connectTimeout)); \}    protected Socket createSocket(PropertySet props) \{      return new Socket(); \}

这里就算到底了，说白JDBC的底层就是使用「Socket」进行连接数据库的。

常用方法方法描述createStatement()创建向数据库发送sql的statement对象。

prepareStatement(sql)创建向数据库发送预编译sql的PrepareSatement对象。

prepareCall(sql)创建执行存储过程的callableStatement对象。

setAutoCommit(boolean autoCommit)设置事务是否自动提交。

commit()在链接上提交事务。

rollback()在此链接上回滚事务。

获取Statement

三种类型

要执行SQL语句，必须获得java.sql.Statement实例，Statement实例分为以下3 种类型：执行静态SQL语句。通常通过Statement实例实现。

执行动态SQL语句。通常通过PreparedStatement实例实现。

执行数据库存储过程。通常通过CallableStatement实例实现。

具体获取方式Statement stmt = con.createStatement() ;    PreparedStatement pstmt = con.prepareStatement(sql) ;    CallableStatement cstmt =  con.prepareCall("\{CALL demoSp(? , ?)\}") ;

常用方法方法含义executeQuery(String sql)用于向数据发送查询语句。

executeUpdate(String sql)用于向数据库发送insert、update或delete语句

execute(String sql)用于向数据库发送任意sql语句

addBatch(String sql)把多条sql语句放到一个批处理中。

executeBatch()向数据库发送一批sql语句执行。

Statement和PreparedStatement的异同及优缺点

同：两者都是用来执SQL语句的

异：PreparedStatement需要根据SQL语句来创建，它能够通过设置参数，指定相应的值，不是像Statement那样使用字符串拼接的方式。

PreparedStatement的优点：

1、其使用参数设置，可读性好，不易记错。在statement中使用字符串拼接，可读性和维护性比较差。

2、其具有预编译机制，性能比statement更快。

3、其能够有效防止SQL注入\*\*\*。

execute和executeUpdate的区别

相同点：二者都能够执行增加、删除、修改等操作。

不同点：

1、execute可以执行查询语句，然后通过getResult把结果取出来。executeUpdate不能执行查询语句。

2、execute返回Boolean类型，true表示执行的是查询语句，false表示执行的insert、delete、update等。executeUpdate的返回值是int，表示有多少条数据受到了影响。

ResultSet结果集处理

前面的入门案例中这里返回的结果集是ResultSetImpl

![4f0a32da3089e307707d41bc361e0081.png][]

ResultSetImpl类图

![8cc71470160042e6ce0de44decc54e66.png][]

常用获取值方法getString(int index)、getString(String columnName)：获得在数据库里是varchar、char等类型的数据对象。

getFloat(int index)、getFloat(String columnName)：获得在数据库里是Float类型的数据对象。

getDate(int index)、getDate(String columnName)：获得在数据库里是Date类型的数据。

getBoolean(int index)、getBoolean(String columnName)：获得在数据库里是Boolean类型的数据。

getObject(int index)、getObject(String columnName)：获取在数据库里任意类型的数据。

常用获取行方法next()：移动到下一行

Previous()：移动到前一行

absolute(int row)：移动到指定行

beforeFirst()：移动resultSet的最前面。

afterLast() ：移动到resultSet的最后面。

常用数据类型转换SQL类型Jdbc对应方法返回类型bit(1)，bit(n)getBoolean，getBytes()Boolean，byte\[\]

tinyintgetByte()Byte

smallintgetShort()Short

intgetIntInt

bigintgetLong()Long

char,varchar,longvarchargetStringString

text(clob) blobgetClob()，getblob()Clob，blob

dategetDate()java.sql.Date

timegetTime()java.sql.Time

timestampgetTimestampjava.sql.Timestamp

以上便是结果集的处理，就这么多了。

资源关闭

资源关闭不在业务代码这一块，主要是针对一些资源进行关闭，免得一直持有资源。另外我们处理的资源关闭一般都是在finally中处理。

总结

本文主要讲了如下内容：什么是JDBC？

数据库驱动的加载和注册是如何处理的？

精彩点是我们通常说的JDBC连接数据库，讲了到了底层是怎么连接数据库的？

结果集处理的常用方法

[4f0a32da3089e307707d41bc361e0081.png]: /images/20221022/26cd763d08c046f69fef4f574b91c3b9.png
[8cc71470160042e6ce0de44decc54e66.png]: /images/20221022/d66cc7d7f3724dbfa023012adecb1d82.png