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# JDBC(1)-基本介紹與操作

# API設計目的

## ✨資料庫種類

- 關聯性資料庫(Relational Database Management System):

使用表格的方式來儲存和呈現資料，並且透過建立表格與表格之間相關聯的資訊，來處理資料

像是Oracle Dataase、MySQL、微軟SQL Server、DB2等等

- 非關聯性資料庫(NoSQL)

把資料分散式的進行儲存，隨著BigData的流行跟著發展起來。

主要可以分成三種 : 文檔儲存、圖形關係儲存、鍵值儲存(key-value)

像是google的BigTable、MongoDB、Cassandra、Redis等等

## ✨程式與資料庫通訊

資料庫本身也是能夠運行的應用程式，所以我們所寫的程式要透過網路通訊協定，來跟資料庫進行指令的交換，以達到資料的CRUD(代表對於資料的基本操作，也就是新增、修改、刪除、查詢)

但不同的廠商資料庫的通訊協定也不同，會需要用到不同的程式類別庫，且如果要更換資料庫，程式碼要整個重寫

為了考慮到跨平台的相容性，Java提供了一組資料庫來存取API，名字就叫JDBC(Java DataBase Connectivity)

透過把原本的不同類別庫拆成JDBC驅動程式和JDBC標準API兩塊，各個廠商負責製作各自的驅動程式，Java程式開發人員只需要使用JDBC的標準API來開發即可，不需要接觸到底層的資料庫驅動程式設計。

## ✨JDBC的API套件

JDBC的API已經都放在JDK內，如下所示

- java.sql : JDBC的核心API，能夠存取資料庫的資料和一些基本功能
- <interface>Driver
驅動程式本體
- <interface>**Connection(重要)**
指操作資料庫的根源，代表和資料庫之間的連接通道
- <interface>ResultSet
對應到select指令的結果操作
- <interface>Statement
對應到要執行的SQL指令，下面兩個類別為其子類別
- <interface<PreparedStatement>
- <interface>CallableStatement
- DriverManager
管理Driver
- SQLException
SQL例外，屬於一定要處理的例外
大多使用try catch 做處理
- Date
記錄日期(年月日)
- Time
紀錄時間到(時分)
- Timestamp
時間戳記，能夠記錄完整時間點到毫秒
- javax.sql : JDBC的延伸API，能夠支援進階的資料庫儲存功能

# JDBC Driver註冊

## ✨JDBC Driver

### Type 1 Drive (JDBC-ODBC Bridge Driver):

JDK安裝的時候就附在裡面了，能夠把JDBC轉成ODBC的機制再連接資料庫，因此彈性和效率極慢，如果沒有其他選擇才考慮使用)

註 : 在JDK8後的版本ODBC相關的類別庫已經**被完全移除**

### Type 2 Drive (Native API Driver)

以原生的地方呼叫資料庫提供的的原生程式庫(通常以C/C++程式語言寫成)

但因為接近底層，因此無法跨平台，各平台只能用各自的原生程式庫。速度比Driver 1 快。

### Type 3 Driver (JDBC-Net Driver)

把JDBC轉成特定的網路協定(Protocol)，由中介的伺服器或原件來跟資料庫進行操作，有不錯的彈性，但因為中間還要透過網路互動，因此速度較慢

### Type 4 Driver (Native Protocol Driber)

Driver本身由資料庫廠商直接提供，會把JDBC轉換成和資料庫特定的網路協定

且此類的驅動全部由java所寫成，加上java原本就有跨平台的特性，所以效能和跨平台的特色都具備。是**業界最常見的Driver類型**

## ✨載入JDBC Driver

載入JDBC Driver有三種方式:

- Class Loader方式(常用)
透過Class Loader方式產生Driver實體，並且註冊到Driver Manager的驅動程式註冊表單中

public class HelloJDBC {
	public static void main(String[] args) {
		// step 1 : 載入驅動
		try {
			Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver"); //注意此行
			System.out.println("載入成功");
		} catch (ClassNotFoundException ce) {
			ce.printStackTrace();
		}
	}
}

- register方式**(不建議使用)**
透過register方法產生Driver實體，並把自己註冊到Driver Manager的驅動程式表單中

DriverManager.register(new com.mysql.cj.jdbc.Driver());

//調用register方法時，就會自動產生一個Driver實體，且使用關鍵字new也會產生一個Driver實體
//因此會有Driver實體，這可能會導致最後資料釋放的不完整

- System Property方式
看需求，需要同時註冊多個驅動資訊時可以使用(System.setProperty)

public class HelloJDBC {
	public static void main(String[] args) {
		// step 1 : 載入驅動
		try {
			System.setProperty("jdbc.drivers","com.mysql.jdbc.Driver"); //注意此行
			System.out.println("載入成功");
		} catch (ClassNotFoundException ce) {
			ce.printStackTrace();
		}
	}
}

## ✨類別載入器(Class Loader)

Java執行的時候，不會啟動所有的類別，而是等到要使用時才會把某類別的.class檔啟動
而只要啟動.class檔就會自動產生一個java.lang.Class的物件實體來對應該檔案
我們也可以利用這個Class物件，來找到這個類別相關的資訊，這個機制稱為**映射(Reflection)**

JDK8之前類別載入器有三個層級:

1. Bootstrap Loader : 負責載入java內部rt.jar(核心)裡面的類別
2. ExtClassLoader : 負責載入延伸資料庫裡面的類別
3. AppClassLoader : 負責載入使用者自己設定的類別

以下是Reflection的實際使用方式:

public class HelloJDBC {
	public static void main(String[] args) {
		Class<String> cls  = 	String.class; //創建一個類別物件，並使用String作為泛型
		Method[] m =cls.getMethods(); //建立陣列，調用getMethods方法將類別相關的資訊存入陣列
		for (Method method : m) {
			System.out.println(method); //利用迴圈讓螢幕顯示陣列內容
		}
	}
}

# 建立和關閉資料庫連線

## ✨建立資料庫連線

### 資料庫位置(URL)

資料庫的位置實際上就是一個字串，記錄了某一個資料庫連接時所需要的資訊，包含了資料庫位址(IP或localhost,本機)、埠號(port number)、名稱

- 埠號 : 網路通訊一定會用到的機制(0~65535，共65536個)
但0~1024是不使用的，主要由其他程式和協定等等所使用或註冊，因為一個port只能給一個通訊協定使用

資料庫的URL格式:

public static final String URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/jdbcsample?serverTimezone=Asia/Taipei";

//從MySQL8之後的版本URL需要加上時區設定的資訊
//ex : 資料庫URL ?serverTimezone=Asia/Taipei

不同的資料庫URL的格式也會不相同，相關資訊可以在各資料庫的公開文件中找到

### 建立資料庫連線

在資料庫中使用Connection來代表資料庫的一個連線通道，並且傳遞SQL的指令給資料庫，以及進行指令的認可或終止

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

//用法是利用Connection建立物件實體，透過DriverManager調用getConnect方法
//並且輸入資料庫的URL、使用者名稱和密碼作為參數
//DriverManager會透過上面提到的驅動註冊表單來搜尋driver，因此註冊完畢後就不需更改
//因為一個資料庫能夠connection的資源很珍貴，使用後務必要進行關閉(close)的動作

## ✨關閉資料庫連線

### close()

任何資料庫連線後都一定要做close的動作，來將連線的資源歸還，因為同時間能夠連線的人數有限
也因為一定要做close，所以會建議寫在finally區塊內，不管程式有沒有出現例外都會被執行到

程式碼如下:

finally{
	if (con != null) { //防止沒有連線前就產生例外，但依然進行close，導致多個例外堆疊在一起
		try {
			con.close();
		} catch (SQLException se) {
			se.printStackTrace();
		}
	}
}

### try-with-resources (Java7之後適用)

從Java7之後可以透過try-with-resources的方式進行程式撰寫，能夠保證物件資源最後一定會被close
只要將物件放在try{ }裡面，等到try區塊執行結束就會自動進行close

註 : 前提是該物件要實作**java.lang.Autocloseable**或**java.io.Closeable**

程式碼如下:

try (BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader(file))) { 
//注意此行，將要被關閉的的物件放在try後面的括弧內

			String sql = "";
			while ((sql = in.readLine()) != null) {
				System.out.println(sql);
			} //try區塊執行完畢，BufferedReader的物件in被進行close()
		} catch (IOException ex) {
			ex.printStackTrace();
		}

# 靜態SQL指令 - Statement

## ✨取得Statement物件

透過Connection中的方法"Statement createStatement()來建立Statement物件
並且使用此物件來執行靜態的SQL指令，使用完畢後同樣也要close歸還資源

**註 : 越晚建立的物件資源越早歸還**

程式碼如下:

Statement stmt = con.createStatement();

//建立名為stmt的物件和資料庫進行溝通

## ✨透過物件執行SQL指令

物件執行SQL指令的方法有兩種，能夠根據需求來自行選擇

1. ResultSet executeQuery(String sql) : 能夠查詢資料庫，對應到SQL的select指令
會**傳回ResultSet**
2. int executeUpdate(String sql) : 能夠更新資料庫，對用到SQL的insert、update、delete指令
會**傳回一個整數，表示成功更新的筆數**

executeUpdate程式碼如下:

stmt = con.createStatement(); //剛剛創建的stmt物件，負責進行溝通

int count = stmt.executeUpdate("insert into DEPARTMENT values (50,'人事部','南京復興')");
//小括弧內放的是SQL指令，會作為參數傳給方法，並與資料庫溝通
//這邊要新增的資料改用單引號，是因為在java程式中，雙引號會被當成字串處理

executeQuery程式碼如下:

stmt = con.createStatement();

ResultSet rs = stmt.executeQuery("select * from DEPARTMENT"); 
//對應到select指令使用executeQuery

# 載入驅動、建立連線、執行SQL指令並close資源

以下是上面提到的內容全部程式碼串連起來，完成一筆新增資料的程式碼:

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;

public class HelloJDBC {
	public static final String URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/jdbcsample?serverTimezone=Asia/Taipei";
	// sql8.0.13版本後除了資料庫位址外，接著輸入一個問號並且要加上資料庫所在的時區
	public static final String USER = "xxxx";
	public static final String PASSWORD = "xxxx";

	public static void main(String[] args) {
		Connection con = null; // 因為區域變數沒有預設的初始值
		Statement stmt = null;

		try {

			// step 1 : 載入驅動
			Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
			System.setProperty("jdbc.drivers", "com.mysql.jdbc.Driver");
			System.out.println("載入成功");
			// step 2 : 建立連線
			con = DriverManager.getConnection(URL, USER, PASSWORD);
			System.out.println("連線成功");
			// step 3 : 執行(登出)SQL指令
			stmt = con.createStatement();
			int count = stmt.executeUpdate("insert into name values (1,'Jason','man')"); 
			//這邊要新增的資料改用單引號，是因為在java程式中，雙引號會被當成字串處理
			System.out.println(count + "資料更新成功");
			//把回傳的影響資料筆數印出來

		} catch (ClassNotFoundException ce) { //從此開始為例外處理相關程式碼
			ce.printStackTrace();
		} catch (SQLException se) {
			se.printStackTrace();
		} finally {
			if (stmt != null) { //防止沒有連線前就產生例外，但依然進行close，導致多個例外堆疊在一起
				try {
					stmt.close();
				} catch (SQLException se) {
					se.printStackTrace();
				}
			}
			
			if (con != null) { //防止沒有連線前就產生例外，但依然進行close，導致多個例外堆疊在一起
				try {
					con.close();
				} catch (SQLException se) {
					se.printStackTrace();
				}
			}
		}
	}
}

# ResultSet介面

## ✨ResultSet的游標機制

當我們執行executeQuery()方法的時候，就會回傳資料庫查詢結果的資料列

在查詢結果第一列的上方會有一個游標(不管多少資料都是以第一列上方為預設位置)

藉由游標的操作，能夠讓這個游標不斷的往下移動到下一列，來讀取每一列的所有欄位值，直到最後一列資料的下面(也就表示沒有指向資料列)

## ✨移動游標操作

Java提供很多移動資料列游標的方法，像next()、previous()、last()、beforeFirst()、afterLast()...等

**next()方法很常用，此外重要的是next()也會回傳一個布林值**，這個布林值能夠當作我們進行迴圈取每一列欄位值的中止條件

至於查看目前資料列游標位置的方法有下列幾種: isFirst()、isLast()、isBeforeFirst()、isAfertLast()

## ✨使用游標取得欄位資料

當要對資料列中取得特定資料欄的時候，有以下的方法

type getType(int columnIndex)或type getType(String columnName)

getType實際上是限制所取得欄位資料的資料型別，因此實際上應該會是填入getBoolean()、getByte()、getShort()、getInt()、getLong()....等get後面加上資料型別的方式

- 注意若是填入的是index的話，要小心查詢欄位的順序，因為查詢結果的欄位順序會跟下SQL指令的順序有直接關係

程式碼如下:

stmt = con.createStatement();
			rs = stmt.executeQuery("select * from DEPARTMENT"); 
			//對應到select指令使用executeQuery
			//rs = stmt.executeQuery("select dname, deptno, loc  from DEPARTMENT"); 
					// 此行可能報錯，當直接查詢欄位時，會根據我們SQL指令的順序來訂定欄位索引值順序
					//因此使用索引值時須注意

			while(rs.next()) { 
						//next本身就代表兩種意思
						//1.將游標移動到下一行; 2.回傳布林值作為迴圈終止條件
				int deptno = rs.getInt("DEPTNO"); 
				//取出指定欄位名稱(或索引值，JDBC的索引值從1開始)的值，給索引值的效率會比欄位名稱好
				//並且依照取出的資料設定對應的型別
			}

其他方法補充 : int getRow() 方法可以取得目前所在的列編號，如果回傳是0表示可能是在第一列之前或最後一列之後