Java与数据库连接的核心原理
Java与数据库的交互是企业级应用开发中的基础环节,通过Java程序连接数据库，可以实现数据的增删改查操作，为业务逻辑提供数据支撑，这一过程主要依赖于Java提供的数据库连接规范（JDBC）以及各数据库厂商实现的驱动程序，JDBC（Java Database Connectivity）是Java API的一部分，它定义了一组接口和类，用于统一不同数据库的访问方式，使得开发者可以用标准化的代码操作各种关系型数据库。
JDBC驱动程序的类型与选择
JDBC驱动程序是连接Java应用与数据库的桥梁,根据其实现方式可分为四种类型：
- JDBC-ODBC桥接驱动：通过ODBC（Open Database Connectivity）连接数据库，属于早期方案，性能较差且依赖本地库，目前已不推荐使用。
- 本地API驱动：直接调用数据库客户端API，性能较好但需要依赖特定平台的库，可移植性差。
- 网络协议驱动：将JDBC调用转换为数据库网络协议，通过中间件服务器连接数据库，适用于分布式环境。
- 纯Java驱动：完全使用Java实现，直接与数据库网络协议交互，无需依赖本地库，是当前主流方案，如MySQL的Connector/J、Oracle的JDBC驱动等。
选择驱动时需考虑数据库类型、性能需求及部署环境，例如MySQL开发通常推荐使用com.mysql.cj.jdbc.Driver（驱动包为mysql-connector-java）。
数据库连接的基本步骤
通过JDBC连接数据库通常遵循以下步骤：
加载数据库驱动
通过Class.forName()方法加载驱动类，
Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
这一步会初始化驱动管理器,注册驱动实例。
获取数据库连接
使用DriverManager.getConnection()方法建立连接，需提供数据库URL、用户名和密码，URL格式因数据库而异，例如MySQL的URL为：
String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/数据库名?useSSL=false&serverTimezone=UTC"; Connection conn = DriverManager.getConnection(url, "username", "password");
localhost:3306为数据库地址和端口，数据库名为目标数据库，参数useSSL和serverTimezone用于配置SSL时区和连接属性。
创建执行语句
通过Connection对象创建Statement或PreparedStatement对象，用于执行SQL语句。Statement用于静态SQL，PreparedStatement用于预编译SQL，可有效防止SQL注入并提升性能：
PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement("SELECT * FROM users WHERE id = ?");
pstmt.setInt(1, 101); // 设置参数
执行SQL并处理结果
调用executeQuery()（查询）或executeUpdate()（更新）方法执行SQL，并通过ResultSet处理查询结果：
ResultSet rs = pstmt.executeQuery();
while (rs.next()) {
System.out.println("ID: " + rs.getInt("id") + ", Name: " + rs.getString("name"));
}
关闭资源
为避免资源泄漏,需按顺序关闭ResultSet、Statement和Connection：
if (rs != null) rs.close(); if (pstmt != null) pstmt.close(); if (conn != null) conn.close();
连接池的使用与管理
直接创建和关闭数据库连接会带来性能开销,尤其在高并发场景下，连接池（如HikariCP、DBCP）通过复用连接对象，显著提升系统性能，以HikariCP为例，配置步骤如下：
-
添加依赖：在Maven项目中引入HikariCP和数据库驱动：
<dependency> <groupId>com.zaxxer</groupId> <artifactId>HikariCP</artifactId> <version>5.0.1</version> </dependency> <dependency> <groupId>mysql</groupId> <artifactId>mysql-connector-java</artifactId> <version>8.0.33</version> </dependency>
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配置连接池：
HikariConfig config = new HikariConfig(); config.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/数据库名"); config.setUsername("username"); config.setPassword("password"); config.setMaximumPoolSize(10); // 最大连接数 HikariDataSource ds = new HikariDataSource(config); -
获取连接：
Connection conn = ds.getConnection();
连接池会自动管理连接的创建、分配和回收，开发者无需手动关闭连接（实际由连接池管理）。
异常处理与最佳实践
数据库操作中需注意以下异常处理和优化建议：
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异常处理：JDBC操作可能抛出
SQLException，需使用try-catch-finally或try-with-resources（Java 7+）确保资源释放：try (Connection conn = ds.getConnection(); PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement("INSERT INTO users VALUES (?, ?)")) { pstmt.setInt(1, 102); pstmt.setString(2, "John"); pstmt.executeUpdate(); } catch (SQLException e) { e.printStackTrace(); } -
事务管理：通过
Connection的setAutoCommit(false)手动控制事务，确保数据一致性：conn.setAutoCommit(false); try { // 执行多个SQL操作 conn.commit(); } catch (SQLException e) { conn.rollback(); } -
SQL注入防护：始终使用
PreparedStatement而非字符串拼接SQL，避免恶意输入导致的安全风险。 -
配置优化：根据数据库负载调整连接池参数（如最大连接数、超时时间），避免连接不足或资源浪费。
Java与数据库连接是开发中不可或缺的技能,通过JDBC规范、驱动选择、连接池管理及异常处理，可以构建高效、稳定的数据库交互模块，在实际开发中，还需结合具体业务场景优化连接策略，确保系统性能与安全性，掌握这些基础技术，将为后续学习ORM框架（如Hibernate、MyBatis）打下坚实基础。
