java怎么和数据库连接

核心依赖与前置条件

1 JDBC架构原理

JDBC本质是Sun公司定义的标准接口规范,通过各厂商提供的驱动程序（Driver）实现具体数据库通信，其四层架构包含：
| 层级 | 作用 | 典型组件 |
|————|———————————————————————-|——————————|
| 应用层 | 调用JDBC API发起请求 | Connection, Statement |
| 驱动管理器 | 动态加载数据库驱动类（Class.forName()） | ServiceLoader机制 |
| 驱动程序 | 将通用API转换为特定数据库协议（如MySQL协议、PostgreSQL协议） | 各厂商实现的xxxDriver.jar |
| 数据库服务 | 最终执行SQL并返回结果 | MySQL/Oracle/SQL Server等 |

2 必备要素清单

JDK版本：需匹配数据库驱动要求的Java版本（如MySQL Connector/J 8.0+支持JDK8及以上）
数据库驱动包：根据目标数据库选择对应JAR文件（例：mysql-connector-java-8.0.33.jar）
数据库服务端：已启动且可网络访问（默认端口：MySQL=3306，PostgreSQL=5432）
权限配置：数据库用户需具备CREATE, SELECT, INSERT等必要权限

标准连接流程详解

1 五步标准操作法

// 1. 加载数据库驱动（新版JDBC可省略此步）
Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver"); // 显式注册驱动
// 2. 建立数据库连接（核心参数解析）
String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydb?useSSL=false&serverTimezone=UTC";
Properties info = new Properties();
info.put("user", "root");
info.put("password", "123456");
Connection conn = DriverManager.getConnection(url, info);
// 3. 创建执行器对象（三种类型对比）
Statement stmt = conn.createStatement();          // 普通语句（存在SQL注入风险）
PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement("SELECT  FROM users WHERE id=?"); // 推荐方式
CallableStatement cstmt = conn.prepareCall("{call getUser(?)}"); // 存储过程调用
// 4. 执行SQL并获取结果
ResultSet rs = pstmt.executeQuery(); // 查询操作
int affectedRows = stmt.executeUpdate("UPDATE ..."); // 增删改操作
boolean hasResult = cstmt.execute(); // 存储过程布尔返回值
// 5. 遍历结果集（重要！必须按顺序读取）
while(rs.next()){
    String name = rs.getString("username"); // 列名映射
    int age = rs.getInt(2);                // 列索引映射
}
// 6. 释放资源（严格顺序！）
rs.close();
pstmt.close();
conn.close(); // 最后关闭连接

2 关键参数深度解析

主流数据库适配对照表

工业级最佳实践

1 连接池选型建议

2 防错加固策略

️ SQL注入防护：强制使用PreparedStatement，示例：

String sql = "SELECT  FROM orders WHERE customer_id = ? AND status = ?";
PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql);
pstmt.setLong(1, customerId);      // 自动转义特殊字符
pstmt.setString(2, "SHIPPED");     // 字符串参数化

️ 事务控制：显式开启事务保证原子性：

conn.setAutoCommit(false); // 关闭自动提交
try {
    // 执行多个操作...
    conn.commit();          // 全部成功才提交
} catch (Exception e) {
    conn.rollback();        // 出错回滚
    throw new RuntimeException(e);
} finally {
    conn.setAutoCommit(true); // 恢复默认
}

️ 资源泄露防护：采用try-with-resources语法糖：

try (Connection conn = dataSource.getConnection();
     PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {
    // 自动关闭资源，无需finally块
} catch (SQLException e) {
    // 异常处理
}

完整代码示例（MySQL版）

import java.sql.;
import javax.sql.DataSource;
import com.zaxxer.hikari.HikariConfig;
import com.zaxxer.hikari.HikariDataSource;
public class JdbcDemo {
    private static final String DRIVER_CLASS = "com.mysql.cj.jdbc.Driver";
    private static final String DB_URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/testdb?useSSL=false&serverTimezone=UTC";
    private static final String DB_USER = "dev_user";
    private static final String DB_PASSWORD = "securePass123!";
    public static void main(String[] args) {
        // 方式1：基础单次连接（适合脚本工具类）
        basicConnectionExample();
        // 方式2：连接池方式（生产环境推荐）
        connectionPoolExample();
    }
    private static void basicConnectionExample() {
        try {
            Class.forName(DRIVER_CLASS); // Java 6+可省略，但建议保留
            try (Connection conn = DriverManager.getConnection(DB_URL, DB_USER, DB_PASSWORD);
                 PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(
                     "SELECT id, name, email FROM users WHERE registration_date > ?")) {
                // 设置参数（防止SQL注入）
                pstmt.setDate(1, new java.sql.Date(System.currentTimeMillis() 30L  24  60  60  1000));
                // 执行查询并处理结果集
                try (ResultSet rs = pstmt.executeQuery()) {
                    while (rs.next()) {
                        long id = rs.getLong("id");
                        String name = rs.getString("name");
                        String email = rs.getString("email");
                        System.out.printf("ID: %d, Name: %s, Email: %s%n", id, name, email);
                    }
                }
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            System.err.println("找不到JDBC驱动:" + e.getMessage());
        }
    }
    private static void connectionPoolExample() {
        // HikariCP配置（生产环境建议外部化配置）
        HikariConfig config = new HikariConfig();
        config.setJdbcUrl(DB_URL);
        config.setUsername(DB_USER);
        config.setPassword(DB_PASSWORD);
        config.setMaximumPoolSize(10); // 根据CPU核心数调整
        config.setConnectionTimeout(30000); // 30秒超时
        config.addDataSourceProperty("cachePrepStmts", "true"); // 启用预备语句缓存
        config.addDataSourceProperty("prepStmtCacheSize", "250"); // 缓存大小
        config.addDataSourceProperty("prepStmtCacheSqlLimit", "2048"); // SQL长度限制
        try (DataSource ds = new HikariDataSource(config);
             Connection conn = ds.getConnection();
             PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(
                 "INSERT INTO logs(operation, user_agent) VALUES(?, ?)")) {
            pstmt.setString(1, "LOGIN");
            pstmt.setString(2, "Mozilla/5.0");
            int rowsAffected = pstmt.executeUpdate();
            System.out.println("插入日志记录数：" + rowsAffected);
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

相关问答FAQs

Q1: 为什么会出现”Communications link failure”错误？

A: 这是最常见的连接异常，主要原因包括：
1️⃣ 网络不通：检查防火墙是否放行数据库端口（如MySQL默认3306），使用telnet host port测试连通性；
2️⃣ 数据库未启动：通过systemctl status mysql（Linux）或服务管理器查看数据库状态；
3️⃣ URL配置错误：确认IP地址、端口号、数据库名称拼写正确；
4️⃣ 驱动不兼容：确保使用的驱动版本与数据库服务端版本匹配（如MySQL 8.0需使用8.0+驱动）；
5️⃣ SSL强制验证：若数据库启用了SSL，需在URL中添加useSSL=true并配置证书。

Q2: 如何优化高并发场景下的数据库访问性能？

A: 从以下维度进行优化：
连接池调优：设置合理的maximumPoolSize（通常为CPU核心数×2），启用连接测试（testWhileIdle=true）；
批处理操作：使用addBatch()+executeBatch()批量执行相同SQL；
预编译语句复用：通过PreparedStatement的cachePrepStmts=true参数缓存编译后的SQL；
索引优化：对查询条件字段建立索引，避免全表扫描；
分库分表：当单库数据量超过千万级时，采用垂直/水平拆分策略；
读写分离：主库写操作，从库读操作，通过中间件实现负载均衡；
二级缓存：结合Ehcache等缓存框架