Java數據庫操作指南：快速上手JDBC【學術會議-2025年數字化教育與信息技術（DEIT 2025】

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前言

在現代企業應用中，數據庫是數據存儲和管理的重要組成部分。Java作為一種廣泛使用的編程語言，提供了多種方式與數據庫進行交互。本文將介紹 JDBC（Java Database Connectivity），它是Java語言與數據庫之間的橋梁，幫助開發者通過Java程序與數據庫進行連接、查詢、插入、更新和刪除數據。

什么是JDBC？

JDBC（Java數據庫連接）是Java提供的一套API，用于從Java程序中訪問和操作關系型數據庫。通過JDBC，Java程序能夠執行SQL語句、管理數據庫連接，并處理結果集。JDBC是Java平臺的標準一部分，支持多種數據庫管理系統（DBMS），如MySQL、Oracle、PostgreSQL、SQL Server等。

JDBC的核心組件

DriverManager
管理數據庫驅動程序，負責選擇正確的驅動程序并與數據庫建立連接。
Connection
代表數據庫連接，JDBC的核心對象之一。通過Connection可以執行SQL語句、獲取Statement、PreparedStatement等對象。
Statement
用于執行SQL語句，分為以下幾類：
- Statement: 用于執行簡單的SQL查詢。
- PreparedStatement: 用于執行預編譯的SQL查詢，避免SQL注入問題，并提高性能。
- CallableStatement: 用于執行存儲過程。
ResultSet
執行查詢后返回的結果集。通過ResultSet對象，可以訪問查詢的結果數據。

配置JDBC

在使用JDBC時，需要確保以下幾個步驟：

加載數據庫驅動：首先要加載數據庫的JDBC驅動，通常使用Class.forName()來動態加載。
建立數據庫連接：使用DriverManager.getConnection()方法建立與數據庫的連接。
執行SQL語句：通過Statement或PreparedStatement對象執行SQL語句。
處理結果集：使用ResultSet對象讀取查詢的結果數據。
關閉連接：最后，關閉數據庫連接以釋放資源。

實踐示例：JDBC數據庫操作

1. 連接數據庫

首先，我們需要添加數據庫的JDBC驅動包。如果使用的是MySQL，可以下載并添加 MySQL JDBC 驅動（mysql-connector-java）。

然后，創建一個簡單的Java程序來連接數據庫。

import java.sql.*;public class JDBCExample {public static void main(String[] args) {// 數據庫連接信息String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/testdb";String user = "root";String password = "root";// 連接對象Connection connection = null;try {// 1. 加載數據庫驅動（對于MySQL數據庫）Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");// 2. 獲取數據庫連接connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);System.out.println("連接成功！");} catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {e.printStackTrace();} finally {// 關閉連接try {if (connection != null) {connection.close();}} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();}}}
}

這段代碼展示了如何加載MySQL驅動、建立數據庫連接并進行簡單的連接驗證。

2. 執行查詢操作

接下來，我們通過JDBC查詢數據庫，獲取并輸出查詢結果。

public class JDBCQueryExample {public static void main(String[] args) {String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/testdb";String user = "root";String password = "root";String query = "SELECT * FROM users";  // 假設有一個名為users的表Connection connection = null;Statement statement = null;ResultSet resultSet = null;try {// 1. 加載數據庫驅動Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");// 2. 獲取數據庫連接connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);// 3. 創建Statement對象statement = connection.createStatement();// 4. 執行SQL查詢resultSet = statement.executeQuery(query);// 5. 處理結果集while (resultSet.next()) {int id = resultSet.getInt("id");String name = resultSet.getString("name");String email = resultSet.getString("email");System.out.println("ID: " + id + ", Name: " + name + ", Email: " + email);}} catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {e.printStackTrace();} finally {// 關閉資源try {if (resultSet != null) resultSet.close();if (statement != null) statement.close();if (connection != null) connection.close();} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();}}}
}

此代碼通過executeQuery()方法執行一個SELECT語句，返回一個ResultSet對象，并通過next()方法遍歷結果。

3. 插入數據

使用PreparedStatement進行數據插入，可以提高性能并避免SQL注入。

public class JDBCInsertExample {public static void main(String[] args) {String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/testdb";String user = "root";String password = "root";String insertQuery = "INSERT INTO users (name, email) VALUES (?, ?)";Connection connection = null;PreparedStatement preparedStatement = null;try {// 1. 加載數據庫驅動Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");// 2. 獲取數據庫連接connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);// 3. 創建PreparedStatement對象preparedStatement = connection.prepareStatement(insertQuery);preparedStatement.setString(1, "John Doe");preparedStatement.setString(2, "john.doe@example.com");// 4. 執行更新操作（插入數據）int rowsAffected = preparedStatement.executeUpdate();System.out.println("插入了 " + rowsAffected + " 行數據");} catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {e.printStackTrace();} finally {// 關閉資源try {if (preparedStatement != null) preparedStatement.close();if (connection != null) connection.close();} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();}}}
}

PreparedStatement允許我們使用占位符?，在插入數據時動態綁定參數，避免SQL注入問題。

4. 更新數據

通過PreparedStatement更新數據：

public class JDBCUpdateExample {public static void main(String[] args) {String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/testdb";String user = "root";String password = "root";String updateQuery = "UPDATE users SET email = ? WHERE name = ?";Connection connection = null;PreparedStatement preparedStatement = null;try {// 1. 加載數據庫驅動Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");// 2. 獲取數據庫連接connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);// 3. 創建PreparedStatement對象preparedStatement = connection.prepareStatement(updateQuery);preparedStatement.setString(1, "new.email@example.com");preparedStatement.setString(2, "John Doe");// 4. 執行更新操作int rowsAffected = preparedStatement.executeUpdate();System.out.println("更新了 " + rowsAffected + " 行數據");} catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {e.printStackTrace();} finally {// 關閉資源try {if (preparedStatement != null) preparedStatement.close();if (connection != null) connection.close();} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();}}}
}

5. 刪除數據

通過PreparedStatement刪除數據：

public class JDBCDeleteExample {public static void main(String[] args) {String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/testdb";String user = "root";String password = "root";String deleteQuery = "DELETE FROM users WHERE name = ?";Connection connection = null;PreparedStatement preparedStatement = null;try {// 1. 加載數據庫驅動Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");// 2. 獲取數據庫連接connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);// 3. 創建PreparedStatement對象preparedStatement = connection.prepareStatement(deleteQuery);preparedStatement.setString(1, "John Doe");// 4. 執行刪除操作int rowsAffected = preparedStatement.executeUpdate();System.out.println("刪除了 " + rowsAffected + " 行數據");} catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {e.printStackTrace();} finally {// 關閉資源try {if (preparedStatement != null) preparedStatement.close();if (connection != null) connection.close();} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();}}}
}

擴展：

具體來說，setString(int parameterIndex, String x) 方法用于將指定位置的占位符（?）替換成指定的字符串值。

`PreparedStatement` 的工作原理

PreparedStatement 是一個接口，用于執行預編譯的 SQL 查詢。在 SQL 查詢中，通常使用 ? 來表示占位符，表示參數將在運行時被動態傳入，而不是在 SQL 查詢字符串中直接硬編碼。

例如，假設你要執行一個插入操作，SQL 語句可能是這樣的：

INSERT INTO users (name, email) VALUES (?, ?);

這個 SQL 語句有兩個 ? 占位符，表示你將動態地插入兩個值（例如，name 和 email）。

`setString(int parameterIndex, String x)` 詳解

parameterIndex：這個參數表示要替換的占位符的位置（從1開始），也就是你想要設置哪個位置的參數。
x：這是你想要設置的值，類型必須與占位符的類型匹配。在這種情況下，我們使用 setString，意味著占位符將會被一個字符串值替換。

preparedStatement.setString(1, "John Doe");
?

1：這是第一個 ? 占位符的位置（從1開始計數）。表示要將 ? 的位置替換為 John Doe。
"John Doe"：這是你要插入的實際值（字符串 "John Doe"）。這個值會替代 SQL 語句中的第一個占位符 ?。

等價于：

INSERT INTO users (name, email) VALUES ('John Doe', ?);

preparedStatement.setString(2, "john.doe@example.com");

2：這是第二個 ? 占位符的位置，表示要將 SQL 中的第二個 ? 替換為 john.doe@example.com。
"john.doe@example.com"：這是你要插入的實際值（字符串 "john.doe@example.com"）。這個值會替代 SQL 語句中的第二個占位符 ?。

等價于：