06-Web后端基礎(java操作數據庫)

1. 前言

在前面我們學習MySQL數據庫時，都是利用圖形化客戶端工具(如：idea、datagrip)，來操作數據庫的。

我們做為后端程序開發人員，通常會使用Java程序來完成對數據庫的操作。Java程序操作數據庫的技術呢，有很多啊，而最為底層、最為基礎的就是JDBC。

JDBC：（Java DataBase Connectivity），就是使用Java語言操作關系型數據庫的一套API。 【是操作數據庫最為基礎、底層的技術】

但是使用JDBC來操作數據庫，會比較繁瑣，所以現在在企業項目開發中呢，一般都會使用基于JDBC的封裝的高級框架，比如：Mybatis、MybatisPlus、Hibernate、SpringDataJPA。

而這些技術，目前的市場占有份額如下圖所示：

從上圖中，我們也可以看到，目前最為主流的就是Mybatis，其次是MybatisPlus。

所以，在我們的課程體系中呢，這兩種主流的操作數據庫的框架我們都要學習。 而我們在學習這兩個主流的框架之前，還需要學習一下操作數據庫的基礎基礎 JDBC。 然后接下來，再來學習Mybatis。 而在我們后面的課程中，我們還要學習MybatisPlus框架。 那么今天呢，我們就先來學習 JDBC 和 Mybatis。

今天課程安排：

  1. JDBC
  2. Mybatis
  3. SpringBoot配置文件

2. JDBC

2.1 介紹

JDBC：（Java DataBase Connectivity），就是使用Java語言操作關系型數據庫的一套API。

本質：

  • sun公司官方定義的一套操作所有關系型數據庫的規范，即接口。
  • 各個數據庫廠商去實現這套接口，提供數據庫驅動jar包。
  • 我們可以使用這套接口(JDBC)編程，真正執行的代碼是驅動jar包中的實現類。

那有了JDBC之后，我們就可以直接在java代碼中來操作數據庫了，只需要編寫這樣一段java代碼，就可以來操作數據庫中的數據。 示例代碼如下：

2.2 查詢數據

2.2.1 需求

需求：基于JDBC實現用戶登錄功能。

本質：其本質呢，其實就是基于JDBC程序，執行如下select語句，并將查詢的結果輸出到控制臺。SQL語句：

select * from user where username = 'linchong' and password = '123456';
2.2.2 準備工作

1). 創建一個maven項目

2). 創建一個數據庫 web，并在該數據庫中創建user表

create table user(id int unsigned primary key auto_increment comment 'ID,主鍵',username varchar(20) comment '用戶名',password varchar(32) comment '密碼',name varchar(10) comment '姓名',age tinyint unsigned comment '年齡'
) comment '用戶表';insert into user(id, username, password, name, age) values (1, 'daqiao', '123456', '大喬', 22),(2, 'xiaoqiao', '123456', '小喬', 18),(3, 'diaochan', '123456', '貂蟬', 24),(4, 'lvbu', '123456', '呂布', 28),(5, 'zhaoyun', '12345678', '趙云', 27);
2.2.3 代碼實現

AI提示詞（prompt）：

你是一名java開發工程師，幫我基于JDBC程序來操作數據庫，執行如下SQL語句：

select * from user where username = 'daqiao' and password = '123456'

具體的代碼為：

1). 在 pom.xml 文件中引入依賴

<dependencies><!-- MySQL JDBC driver --><dependency><groupId>mysql</groupId><artifactId>mysql-connector-java</artifactId><version>8.0.30</version></dependency><dependency><groupId>org.junit.jupiter</groupId><artifactId>junit-jupiter</artifactId><version>5.9.3</version><scope>test</scope></dependency>
</dependencies>

2). 在 src/main/test/java 目錄下編寫測試類，定義測試方法

public class JDBCTest {/*** 編寫JDBC程序, 查詢數據*/@Testpublic void testJdbc() throws Exception {// 獲取連接Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/web", "root", "1234");// 創建預編譯的PreparedStatement對象PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement("SELECT * FROM user WHERE username = ? AND password = ?");// 設置參數pstmt.setString(1, "daqiao"); // 第一個問號對應的參數pstmt.setString(2, "123456"); // 第二個問號對應的參數// 執行查詢ResultSet rs = pstmt.executeQuery();// 處理結果集while (rs.next()) {int id = rs.getInt("id");String uName = rs.getString("username");String pwd = rs.getString("password");String name = rs.getString("name");int age = rs.getInt("age");System.out.println("ID: " + id + ", Username: " + uName + ", Password: " + pwd + ", Name: " + name + ", Age: " + age);}// 關閉資源rs.close();pstmt.close();conn.close();}}

而上述的單元測試中，我們在SQL語句中，將將 用戶名 和密碼的值都寫死了，而這兩個值應該是動態的，是將來頁面傳遞到服務端的。 那么，我們可以基于前面所講解的JUnit中的參數化測試進行單元測試，代碼改造如下：

版本1：

@Test
public void testSelect() throws Exception {Connection connection = null;PreparedStatement preparedStatement = null;ResultSet resultSet = null;try {String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/web01";String username = "root";String password = "fu921400521";Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);preparedStatement = connection.prepareStatement("select * from user where username = ? and password = ?");preparedStatement.setString(1, "daqiao");preparedStatement.setString(2, "123456");resultSet = preparedStatement.executeQuery();while (resultSet.next()) {User user = new User(resultSet.getInt("id"),resultSet.getString("username"),resultSet.getString("password"),resultSet.getString("name"),resultSet.getInt("age"));System.out.println(user);}} catch (SQLException se) {se.printStackTrace();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}finally {try {if (resultSet != null) resultSet.close();if (preparedStatement != null) preparedStatement.close();if (connection != null) connection.close();}catch (SQLException se) {se.printStackTrace();}}}

版本2：

public class JDBCTest {/*** 編寫JDBC程序, 查詢數據*/@ParameterizedTest@CsvSource({"daqiao,123456"})public void testJdbc(String _username, String _password) throws Exception {// 獲取連接Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/web", "root", "1234");// 創建預編譯的PreparedStatement對象PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement("SELECT * FROM user WHERE username = ? AND password = ?");// 設置參數pstmt.setString(1, _username); // 第一個問號對應的參數pstmt.setString(2, _password); // 第二個問號對應的參數// 執行查詢ResultSet rs = pstmt.executeQuery();// 處理結果集while (rs.next()) {int id = rs.getInt("id");String uName = rs.getString("username");String pwd = rs.getString("password");String name = rs.getString("name");int age = rs.getInt("age");System.out.println("ID: " + id + ", Username: " + uName + ", Password: " + pwd + ", Name: " + name + ", Age: " + age);}// 關閉資源rs.close();pstmt.close();conn.close();}}

如果在測試時，需要傳遞一組參數，可以使用 @CsvSource 注解。

2.2.4 代碼剖析

2.2.4.1 ResultSet

ResultSet（結果集對象）：封裝了DQL查詢語句查詢的結果。

  • next()：將光標從當前位置向前移動一行，并判斷當前行是否為有效行，返回值為boolean。
    • true：有效行，當前行有數據
    • false：無效行，當前行沒有數據
  • getXxx(…)：獲取數據，可以根據列的編號獲取，也可以根據列名獲取（推薦）。

結果解析步驟：

2.2.4.2 預編譯SQL

其實我們在編寫SQL語句的時候，有兩種風格：

  • 靜態SQL（參數硬編碼）
conn.prepareStatement("SELECT * FROM user WHERE username = 'daqiao' AND password = '123456'");
ResultSet resultSet = pstmt.executeQuery();

這種呢，就是參數值，直接拼接在SQL語句中，參數值是寫死的。

  • 預編譯SQL（參數動態傳遞）
conn.prepareStatement("SELECT * FROM user WHERE username = ? AND password = ?");
pstmt.setString(1, "daqiao");
pstmt.setString(2, "123456");
ResultSet resultSet = pstmt.executeQuery();

這種呢，并未將參數值在SQL語句中寫死，而是使用 ？ 進行占位，然后再指定每一個占位符對應的值是多少，而最終在執行SQL語句的時候，程序會將SQL語句（SELECT * FROM user WHERE username = ? AND password = ?），以及參數值（"daqiao", "123456"）都發送給數據庫，然后在執行的時候，會使用參數值，將？占位符替換掉。

那這種預編譯的SQL，也是在項目開發中推薦使用的SQL語句。主要的作用有兩個：

  • 防止SQL注入
  • 性能更高

那接下來，我們就來介紹一下這兩點。

2.2.4.2.1 SQL注入
  • SQL注入：通過控制輸入來修改事先定義好的SQL語句，以達到執行代碼對服務器進行攻擊的方法。

SQL注入最典型的場景，就是用戶登錄功能。

注入演示：

1). 打開課程資料中的文件夾 資料/02. SQL注入演示，運行其中的jar包 sql_Injection_demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar，進入該目錄后，執行命令：

java -jar sql_Injection_demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar

2). 打開瀏覽器訪問 http://localhost:9090/ ，必須登錄后才能訪問到系統。我們先測試正常的用戶名和密碼

3). 接下來，我們再來測試一下錯誤的用戶名和密碼 。

我們看到，如果用戶名密碼錯誤，是不能進入到系統中進行訪問的，會提示 用戶名和密碼錯誤。

4). 那接下來，我們就要演示一下SQL注入現象，我們可以通過控制表單輸入，來修改事先定義好的SQL語句的含義。 從而來攻擊服務器。

點擊登錄后，我們看到居然可以成功進入到系統中。

為什么會出現這種現象呢？

在進行登錄操作時，怎么樣才算登錄成功呢？ 如果我們查詢到了數據，就說明用戶名密碼是對的。 如果沒有查詢到數據，就說明用戶名或密碼錯誤。

而出現上述現象，原因就是因為，我們我們編寫的SQL語句是基于字符串進行拼接的 。 我們輸入的用戶名無所謂，比如：shfhsjfhja ，而密碼呢，就是我們精心設計的，如：' or '1' = '1 。

那最終拼接的SQL語句，如下所示：

我們知道，or 連接的條件，是或的關系，兩者滿足其一就可以。 所以，雖然用戶名密碼輸入錯誤，也是可以查詢返回結果的，而只要查詢到了數據，就說明用戶名和密碼是正確的。

2.2.4.2.2 SQL注入解決

而通過預編譯SQL（select * from user where username = ? and password = ?），就可以直接解決上述SQL注入的問題。 接下來，我們再來演示一下，通過預編譯SQL是否能夠解決SQL注入問題。

1). 打開課程資料中的文件夾 資料/02. SQL注入演示，運行其中的jar包 sql_prepared_demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar，進入該目錄后，執行命令：

java -jar sql_prepared_demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar

2). 打開瀏覽器訪問 http://localhost:9090/ ，必須登錄后才能訪問到系統 。我們先測試正常的用戶名和密碼

3). 那接下來，我們就要演示一下是否可以基于上述的密碼 ' or '1' = '1，來完成SQL注入 。

通過控制臺，可以看到輸入的SQL語句，是預編譯SQL語句。

而在預編譯SQL語句中，當我們執行的時候，會把整個' or '1'='1作為一個完整的參數，賦值給第2個問號（' or '1'='1進行了轉義，只當做字符串使用）

那么此時再查詢時，就查詢不到對應的數據了，登錄失敗。

注意：在以后的項目開發中，我們使用的基本全部都是預編譯SQL語句。

2.2.4.2.3 性能更高

2.3 增刪改數據

2.3.1 需求
  • 需求：基于JDBC程序，執行如下update語句。
  • SQL：
update user set password = '123456', gender = 2 where id = 1;
2.3.2 代碼實現

AI提示詞（prompt）：

你是一名java開發工程師，幫我基于JDBC程序來操作數據庫，執行如下SQL語句：

update user set password = '123456', gender = 2 where id = 1;

代碼實現如下：

@ParameterizedTest
@CsvSource({"1,123456,25"})
public void testUpdate(int userId, String newPassword, int newAge) throws Exception {// 建立數據庫連接Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/web", "root", "1234");// SQL 更新語句String sql = "UPDATE user SET password = ?, age = ? WHERE id = ?";// 創建預編譯的PreparedStatement對象PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql);// 設置參數pstmt.setString(1, newPassword); // 第一個問號對應的參數pstmt.setInt(2, newAge);      // 第二個問號對應的參數pstmt.setInt(3, userId);         // 第三個問號對應的參數// 執行更新int rowsUpdated = pstmt.executeUpdate();// 輸出結果System.out.println(rowsUpdated + " row(s) updated.");// 關閉資源pstmt.close();conn.close();
}
  • JDBC程序執行DML語句：int rowsUpdated = pstmt.executeUpdate(); //返回值是影響的記錄數
  • JDBC程序執行DQL語句：ResultSet resultSet = pstmt.executeQuery(); //返回值是查詢結果集

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