JDBC之接口技術

2019-11-18 14:05:03

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　　作者：鄭林峰張公忠

JDBC是一種可用于執行SQL語句的javaAPI（application PRogrammingInterface應用程序設計接口）。它由一些Java語言編寫的類和界面組成。JDBC為數據庫應用開發人員、數據庫前臺工具開發人員提供了一種標準的應用程序設計接口，使開發人員可以用純Java語言編寫完整的數據庫應用程序。

一、ODBC到JDBC的發展歷程
說到JDBC，很輕易讓人聯想到另一個十分熟悉的字眼“ODBC”。它們之間有沒有聯系呢？假如有，那么它們之間又是怎樣的關系呢？

ODBC是OpenDatabaseConnectivity的英文簡寫。它是一種用來在相關或不相關的數據庫治理系統（DBMS）中存取數據的，用C語言實現的，標準應用程序數據接口。通過ODBCAPI，應用程序可以存取保存在多種不同數據庫治理系統（DBMS）中的數據，而不論每個DBMS使用了何種數據存儲格式和編程接口。

1．ODBC的結構模型
ODBC的結構包括四個主要部分：應用程序接口、驅動器治理器、數據庫驅動器和數據源。
應用程序接口：屏蔽不同的ODBC數據庫驅動器之間函數調用的差別，為用戶提供統一的SQL編程接口。
驅動器治理器：為應用程序裝載數據庫驅動器。
數據庫驅動器：實現ODBC的函數調用，提供對特定數據源的SQL請求。假如需要，數據庫驅動器將修改應用程序的請求，使得請求符合相關的DBMS所支持的文法。
數據源：由用戶想要存取的數據以及與它相關的操作系統、DBMS和用于訪問DBMS的網絡平臺組成。
雖然ODBC驅動器治理器的主要目的是加載數據庫驅動器，以便ODBC函數調用，但是數據庫驅動器本身也執行ODBC函數調用，并與數據庫相互配合。因此當應用系統發出調用與數據源進行連接時，數據庫驅動器能治理通信協議。當建立起與數據源的連接時，數據庫驅動器便能處理應用系統向DBMS發出的請求，對分析或發自數據源的設計進行必要的翻譯，并將結果返回給應用系統。

2．JDBC的誕生

自從Java語言于1995年5月正式公布以來，Java風靡全球。出現大量的用java語言編寫的程序，其中也包括數據庫應用程序。由于沒有一個Java語言的API，編程人員不得不在Java程序中加入C語言的ODBC函數調用。這就使很多Java的優秀特性無法充分發揮，比如平臺無關性、面向對象特性等。隨著越來越多的編程人員對Java語言的日益喜愛，越來越多的公司在Java程序開發上投入的精力日益增加，對java語言接口的訪問數據庫的API的要求越來越強烈。也由于ODBC的有其不足之處，比如它并不輕易使用，沒有面向對象的特性等等，SUN公司決定開發一Java語言為接口的數據庫應用程序開發接口。在JDK1．x版本中，JDBC只是一個可選部件，到了JDK1．1公布時，SQL類包（也就是JDBCAPI）就成為Java語言的標準部件。

二、JDBC技術概述

JDBC是一種可用于執行SQL語句的JavaAPI（ApplicationProgrammingInterface，應用程序設計接口）。它由一些Java語言寫的類、界面組成。JDBC給數據庫應用開發人員、數據庫前臺工具開發人員提供了一種標準的應用程序設計接口，使開發人員可以用純Java語言編寫完整的數據庫應用程序。

通過使用JDBC，開發人員可以很方便地將SQL語句傳送給幾乎任何一種數據庫。也就是說，開發人員可以不必寫一個程序訪問Sybase，寫另一個程序訪問Oracle，再寫一個程序訪問Microsoft的SQLServer。用JDBC寫的程序能夠自動地將SQL語句傳送給相應的數據庫治理系統（DBMS）。不但如此，使用Java編寫的應用程序可以在任何支持Java的平臺上運行，不必在不同的平臺上編寫不同的應用。Java和JDBC的結合可以讓開發人員在開發數據庫應用時真正實現“WriteOnce，RunEverywhere！”
Java具有健壯、安全、易用等特性，而且支持自動網上下載，本質上是一種很好的數據庫應用的編程語言。它所需要的是Java應用如何同各種各樣的數據庫連接，JDBC正是實現這種連接的要害。

JDBC擴展了Java的能力，如使用Java和JDBCAPI就可以公布一個Web頁，頁中帶有能訪問遠端數據庫的Ap?plet。或者企業可以通過JDBC讓全部的職工（他們可以使用不同的操作系統，如Windwos，Machintosh和UNIX）在In?tranet上連接到幾個全球數據庫上，而這幾個全球數據庫可以是不相同的。隨著越來越多的程序開發人員使用Java語言，對Java訪問數據庫易操作性的需求越來越強烈。

MIS治理人員喜歡Java和JDBC，因為這樣可以更輕易經濟地公布信息。各種已經安裝在數據庫中的事務處理都將繼續正常運行，甚至這些事務處理是存儲在不同的數據庫治理系統中；而對新的數據庫應用來說，開發時間將縮短，安裝和版本升級將大大簡化。程序員可以編寫或改寫一個程序，然后將它放在服務器上，而每個用戶都可以訪問服務器得到最新的版本。對于信息服務行業，Java和JDBC提供了一種很好的向外界用戶更新信息的方法。

1．JDBC的任務
簡單地說，JDBC能完成下列三件事：
1）同一個數據庫建立連接；
2）向數據庫發送SQL語句；
3）處理數據庫返回的結果。
2．JDBC?一種底層的API
JDBC是一種底層API，這意味著它將直接調用SQL命令。JDBC完全勝任這個任務，而且比其他數據庫互聯更加輕易實現。同時它也是構造高層API和數據庫開發工具的基礎。高層API和數據庫開發工具應該是用戶界面更加友好，使用更加方便，更易于理解的。但所有這樣的API將最終被翻譯為象JDBC這樣的底層API。目前兩種基于JDBC的高層API正處在開發階段。
1）SQL語言嵌入Java的預處理器。雖然DBMS已經實現了SQL查詢，但JDBC要求SQL語句被當作字符串參數傳送給Java程序。而嵌入式SQL預處理器答應程序員將SQL語句混用：Java變量可以在SQL語句中使用，來接收或提供數值。然后SQL的預處理器將把這種Java／SQL混用的程序翻譯成帶有JDBCAPI的Java程序。
2）實現從關系數據庫到Java類的直接映射。Javasoft和其他公司已經公布要實現這一技術。在這種“對象／關系”映射中，表的每一行都將變成這類的一個實例，每一列的值對應實例的一個屬性。程序員可以直接操作Java的對象；而存取所需要的SQL調用將在內部直接產生。還可以實現更加復雜的映射，比如多張表的行在一個Java的類中實現。
隨著大家對JDBC愛好的不斷濃厚，越來越多的開發人員已經開始利用JDBC為基礎的工具進行開發。這使開發工作變得輕易。同時，程序員也正在開發對最終用戶來說訪問數據庫更加輕易的應用程序。

3．JDBC和ODBC及其他API的比較

到目前為止，微軟的ODBC可能是用得最廣泛的訪問關系數據庫的API。它提供了連接幾乎任何一種平臺、任何一種數據庫的能力。那么，為什么不直接從Java中直接使用ODBC呢？

回答是可以從Java中使用ODBC，但最好在JDBC的協助下，用JDBC－ODBC橋接器實現。那么，為什么需要JDBC呢？要回答這個問題，有這么幾個方面：

1）ODBC并不適合在Java中直接使用。ODBC是一個C語言實現的API，從Java程序調用本地的C程序會帶來一系列類似安全性、完整性、健壯性的缺點。

2）其次，完全精確地實現從C代碼ODBC到JavaAPI寫的ODBC的翻譯也并不令人滿足。比如，Java沒有指針，而ODBC中大量地使用了指針，包括極易出錯的空指針“void＊”。因此，對Java程序員來說，把JDBC設想成將ODBC轉換成面向對象的API是很自然的。

3）ODBC并不輕易學習，它將簡單特性和復雜特性混雜在一起，甚至對非常簡單的查詢都有復雜的選項。而JDBC剛好相反，它保持了簡單事物的簡單性，但又答應復雜的特性。
4）JDBC這樣的JavaAPI對于純Java方案來說是必須的。當使用ODBC時，人們必須在每一臺客戶機上安裝ODBC驅動器和驅動治理器。假如JDBC驅動器是完全用Java語言實現的話，那么JDBC的代碼就可以自動的下載和安裝，并保證其安全性，而且，這將適應任何Java平臺，從網絡計算機NC到大型主機Mainframe。
總而言之，JDBCAPI是能體現SQL最基本抽象概念的、最直接的Java接口。它建構在ODBC的基礎上，因此，熟悉ODBC的程序員將發現學習JDBC非常輕易。JDBC保持了ODBC的基本設計特征。實際上，這兩種接口都是基于X／OPENSQL的調用級接口（CLI）。它們的最大的不同是JDBC是基于Java的風格和優點，并強化了Java的風格和優點。
最近，微軟又推出了除了ODBC以外的新的API，如RDO，ADO和OLEDB。這些API事實上在很多方面上同JDBC一樣朝著相同的方向努力，也就是努力成為一個面向對象的，基于ODBC的類接口。然而，這些接口目前并不能代替ODBC，尤其在ODBC驅動器已經在市場完全形成的時候，更重要的是它們只是ODBC的“漂亮的包裝”。

4．JDBC兩層模型和三層模型

JDBC支持兩層模型，也支持三層模型訪問數據庫。
如圖3所示，兩層模型中，一個java Appple或者一個JA－va應用直接同數據庫連接。這就需要能直接被訪問的數據庫進行連接的JDBC驅動器。用戶的SQL語句被傳送給數據庫，而這些語句執行的結果將被傳回給用戶。數據庫可以在同一機器上，也可以另一機器上通過網絡進行連接。這被稱為“Client/Server”結構，用戶的計算機作為Client,運行數據庫的計算機作為Server。這個網絡可是intranet，比如連接全體雇員的企業內部網，當然也可以是internet。

如圖4所示，在三層模型中，命令將被發送到服務的“中間層”，而“中間層”將SQL語句發送到數據庫。數據庫處理SQL語句并將結果返回“中間層”，然后“中間層”將它們返回用戶。MIS治理員將發現三層模型很有吸引力，因為“中間層”可以進行對訪問的控制并協同數據庫的更新，另一個優勢就是假如有一個“中間層”用戶就可以使用一個易用的高層的API，這個API可以由“中間層”進行轉換，轉換成底層的調用。而且，在許多情況下，三層模型可以提供更好的性能。

到目前為止，“中間層”通常還是用C或C++實現，以保證其高性能。但隨著優化編譯器的引入，將java的字節碼轉換成高效的機器碼，用java來實現“中間層”將越來越實際。而JDBC是答應從一個java“中間層”訪問數據庫的要害。

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