Java数据库访问指南
介绍
每当您想要使用Java（服务器/桌面）应用程序连接到数据库时，就会出现三个问题：
您是从Java优先还是数据库优先的角度来开发应用程序？您想先编写哪个？或者说哪个已经存在？
您如何执行SQL语句，从小型CRUD操作（如插入）到复杂的SQL报表查询（分析函数）？
您有多容易从Java对象映射到数据库表？从数据库表映射到Java对象？
所以设想一下这样一个Java类：
现在假设你有三个这样的用户，并希望将它们保存到一个名为"users"的数据库表中：
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p>结果有多种方法可以在Java中实现这个目标，甚至可以说有太多了。因此，让我们拿起刀砍出一条通向你的选择的途径。
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p>然而，无论如何，了解基础知识都是非常重要的，因为其他选项都是基于这些基础之上构建起来的。所以，如果你对一些提到的概念感到不确定，请务必不要跳过下面的内容。
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p>为了连接到数据库，不管是MySQL还是H2，你都需要一个驱动程序，一个JDBC驱动程序。
JDBC驱动程序可以完成相当多的工作，从基本的打开数据库连接到更高级的功能，如从数据库接收事件（Oracle）。
所以无论您将在项目中使用哪个Java数据库库，您都需要去数据库的网站或者Maven库获取最新的JDBC驱动程序，并将其添加到您的项目中。
这就是您开始所需要的。如果您想连接到本机安装的MySQL数据库"test"，则可以编写以下代码：
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p>打开和关闭数据库连接需要一定时间。特别是在Web应用程序中，您不希望每个用户都打开一个新的数据库连接，而是希望有一个小型连接池始终打开并共享。
这就是连接池的用途所在。
一些JDBC驱动程序，如Oracle，带有自己的连接池（UCP）。对于其他数据库，您需要下载一个连接池，而且在Java领域，选择众多。
在许多（旧）应用程序中，您会发现Apache Commons DBCP和C3P0这两个选项。
不幸的是，您可能会经常发现它们配置错误，因为它们缺乏合适的默认值，而且还经常在性能和处理错误情况（例如数据库宕机）方面遇到问题。
因此，我建议新项目使用以下两个比较新的连接池之一：
HikariCP或Vibur-dbcp。它们都非常稳定、高性能，提供合理的默认值和其他方便的特性。此外，为了获得**性能，请确保咨询每个连接池的数据库特定文档。
不管您选择哪种选项，您在代码中都不会直接通过DriverManager打开连接，而是向连接池（数据源）请求其中的一个连接，例如：
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p>Java中访问数据库最底层的方式是通过JDBC API（Java数据库连接）。JDBC随附于每个JDK，您不需要任何额外的库来使用它。而且还应该注意，每个Java数据库库都是在JDBC的基础之上构建的。
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h5>入门
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p>一旦您打开了数据库连接（参见上文），您可以通过该连接执行SQL语句，就像在MySQL控制台或Oracle SQL Developer中一样。
但是，纯JDBC的使用有点麻烦，对于将Java对象映射到SQL代码来说没有太多帮助。事实上，您需要自己完成这一切。让我们看看使用纯JDBC编写的基本SQL插入语句的样子：
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p>如您所见，您需要完成以下工作：
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h5>错误处理和资源清理
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p>但是，这只是故事的一半。每当发生SQLException时，您都知道出了问题，但是您不知道是什么被提交或者哪些没有被提交。由于你不知道，你需要确保手动回滚事务。
此外，作为一名合格的开发人员，您还应该确保显式关闭PreparedStatement和/或连接，而不是希望它们在以后的代码中（取决于JDBC驱动程序的实现）被自动关闭，并释放任何与此相关的数据库资源。
幸运的是，随着Java 7引入的可关闭资源（try-with-resources）机制，这变得更加容易。
使用上面示例代码，尝试自行编写回滚连接的代码，并进行连接和语句的关闭。如果您有点迷茫，请仔细阅读相关的Oracle文档。
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p>下面是一个 使用体面的Java代码编写的以上示例的样子：
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p>正如您所看到的，从Java 7开始，自动关闭连接和语句使清理操作变得更加容易。如果您的不幸是Android或者Java 6或更低版本，您可以使用Guava的Closer来实现资源管理方面几乎与此相同的代码。
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p>我们还没有讨论从表中选择数据。我们来看一下：
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p>那么，主要的收获是，当使用JDBC时，您基本上是在使用裸金属。
您可以完全使用SQL语句，但是您需要确保自行在Java对象和SQL代码之间来回转换。此外，您还需要确保正确维护和关闭数据库连接/语句。
这就是诸如Spring（它的JDBC模板）等便利库派上用场的地方，在后面的部分我们将会了解到。
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p>不过，使用JDBC直接是完全有效的，特别是对于初学者来说，应该在深入学习Hibernate之前先熟悉JDBC的概念。
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h5>如果您想学习Java数据库基础知识
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p>我写了一本简短的书，包含了许多练习和代码示例，告诉您如何使JDBC访问变得简单易用。了解《Java Database Connections & Transactions》。
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p>Java开发者通常更习惯编写Java类，而不是编写SQL语句。因此，许多新项目都是使用Java优先的方法编写的，这意味着您会在创建相应的数据库表之前创建Java类。
那么，您还需要解决一个问题：如何将Java类映射到这些表格？一种解决方案是使用所谓的ORM，即对象关系映射的库。
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p>一个非常受欢迎的库，帮助您完成此操作的是Hibernate，它已经存在了很长时间。让我们深入了解它（如果您喜欢观看视频，请查看这些短小实用的视频教程，它们在现实场景中演示了所有后续概念）：
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p>假设您有以下表格，它基本上是在纯JDBC部分介绍的相同表格：
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p>以及以下对应的Java类：
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p>现在，要开始，您显然需要将Hibernate库添加到您的项目中。然后创建一个Hibernate特定的配置文件，以创建一个称为（也可以直接在Java代码中创建一个）。
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h5>什么是SessionFactory？为什么我需要它？
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p>一个SessionFactory基本上表示您的Java类与数据库表之间的映射（稍后会详细解释）。此外，一个SessionFactory会生成Session（谁能想到），它实质上是一个数据库连接（或者更准确地说是JDBC连接的包装器），同时还具有其他更强大的功能。
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p>但首先，让我们看看映射。当然，Hibernate无法知道如何将您的类映射成适当的数据库表，所以您需要进行映射。传统上，您会在.xml文件中进行映射，但最近很多项目已经转向注释形式的映射。您将在本指南中了解有关注释的更多信息，但如果您想查看遗留的XML映射，请查看此链接。
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p>假设您通过纯Java配置进行Hibernate配置，而没有.cfg.xml文件，那么您的代码应该大致如下：
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p>这样Hibernate就知道您有一个User类，该类具有注释（最重要的是@Entity注释），java数据库入门基础告诉Hibernate如何自动将该类映射到适当的数据库表。让我们来看看注释的User类。
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p>关于各个注解可以说很多，超出本指南的范围。相反，我们将着重介绍大局。
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h5>通过Hibernate进行基本的CRUD操作
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p>现在您已经设置了映射，唯一剩下要做的就是从sessionFactory获取一个session（读：数据库连接）并将用户保存到数据库中。没错，您不需要为此编写任何SQL语句，Hibernate将为您执行此操作。
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p>类似地，还有其他方法允许您在不编写任何SQL代码的情况下执行其他SQL语句（例如select、update、delete），Hibernate将为您完成这些操作。
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h5>HQL
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p>当然，有时您需要更多的控制，希望编写自己的SQL语句，特别是更复杂的查询而不仅仅是"select where id = 1"。
Hibernate提供了一种查询语言，称为HQL。HQL类似于SQL，但其重点是于对象，实际上与SQL方言无关。因此，同一条HQL语句可适用于所有数据库查询（缺点是您失去了特定于数据库的查询功能）。
让我们看看它是什么样的：
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p>请注意，在上面两个示例中，您在查询字符串中访问Java属性（u.lastName），而不是SQL列。Hibernate将这些HQL语句转换为适当的、特定于数据库的SQL语句。
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h5>Criteria
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p>除了HQL，Hibernate还提供了通过Criteria API进行查询的功能，这是一种类型安全、编程式的API。然而，要设置它有点棘手，因为您的项目需要一个注解处理插件来为您的注释类生成“静态元模型”。而且，与查询API本身相比，存在两个版本的Criteria API（1和2），而且相当多的开发人员发现版本1比版本2更容易使用，尽管版本1正在被弃用，并且在未来可能完全不可用。无论如何，我们来看一下上面的HQL查询在Criteria形式下的写法，Hibernate会将其转换为适当的、特定于数据库的SQL语句。
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p>正如您所看到的，与生成简单的"select * from users where firstName = ?"所需的六行代码相比，这个示例上面更加简洁。
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h5>黑暗面
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p>Hibernate不仅提供了简单的映射和查询功能。当然，真实场景中的映射和查询要比以上例子复杂得多。此外，它还提供了一系列其他的便利功能，例如级联、延迟加载、缓存等等。
它确实是一个复杂的软件，你不能只通过复制粘贴一些在线代码教程来完全理解它。这早晚会让你声称“Hibernate正在执行无法理解的随机魔术”或类似的说法。因为你缺乏关于Hibernate实际执行的背景知识。
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p>此外，使用Hibernate并不意味着您不需要再关心SQL语句了。软件变得越复杂，检查Hibernate生成的SQL语句的重要性就越大，或者编写您自己的优化SQL/HQL/Criteria语句。
换句话说，要高效使用Hibernate，您需要对Hibernate和SQL都有良好的了解。
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h5>推荐阅读和观看
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p>您可以阅读《Java Persistence with Hibernate》一书，并通过其中的示例进行实践。这本书有608页，这已经显示了其复杂性，但阅读这本书将极大地提高您的技能。
如果您想要有关Hibernate的更高级信息，请确保查看Vlad Mihalcea的网站。Vlad对Hibernate问题非常了解，不仅在Hibernate上运行博客，而且还提供书籍、视频等。
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p>您还可以在这个网站上找到Hibernate特定的视频教程，为您提供沉浸式且节省时间的入门体验。
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h5>历史和概述
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p>如果您听说过Hibernate，那么您可能也听说过JPA（Java持久化API）。但是JPA是什么？它与Hibernate这样的库相比如何？
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p>首先，JPA只是一个规范，而不是实现或库（在2006年，发布了JPA 1.0规范，最新版本是2017年的JPA 2.2）。因此，JPA定义了一个标准，数据库库需要实现这个标准。
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p>也许您已经猜到了，Hibernate并不是Java数据库库中唯一的一个。还有其他非常相似的库，比如EclipseLink和TopLink，我们将在下一部分中了解更多信息。
接下来有趣的部分是Hibernate、EclipseLink和TopLink
统一运行JPA规范，这意味着 - 在理论上 - 您可以编写与Hibernate特定代码或EclipseLink特定代码无关的JPA特定代码，只需向您的项目添加一些配置文件和所需的数据库库（也称为持久性提供者）即可访问数据库。
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p>我们建议您先了解一下Hibernate，因为它已经在Java开发中变得成熟，并且有一个庞大的用户群。当然，EclipseLink和TopLink也是不错的选择，但是相对于Hibernate在市场份额上明显逊色。
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p>JPA实现是成熟而复杂的软件。
最大的陷阱是认为在使用JPA实现时不需要了解SQL。它们为您提供了一个快速的入门，可以将基本类映射到数据库表。
但是，结合缺乏有关ORM工作原理的基础知识，这往往会导致项目后期遇到问题。
总结：
确保您对SQL和数据库有很好的基础知识（Java开发者通常没有）。
选择一个拥有活跃社区、良好文档和定期发布版本的库。
透彻理解您的数据库库，即花时间阅读这608页的JPA规范。
您的项目可以选择任何JPA实现（Hibernate是很好的起点）。
您的项目也可以选择JooQ或其他提到的数据库优先库。
您还可以组合这些库，例如将JPA实现与JooQ或纯JDBC组合使用，或者通过QueryDSL等工具提供更多便利。
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