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  • 数据持久化

    千次阅读 2019-06-22 22:46:19
    数据持久化介绍 1、持久化(persistence):把数据保存到可掉电式存储设备中以供之后使用。大多数情况下,特别是企业级应用,数据持久化意味着将内存中的数据保存到硬盘上加以”固化“,而持久化的实现过程大多通过...
    数据持久化介绍

    1、持久化(persistence):把数据保存到可掉电式存储设备中以供之后使用。大多数情况下,特别是企业级应用,数据持久化意味着将内存中的数据保存到硬盘上加以”固化“,而持久化的实现过程大多通过各种关系数据库来完成。
    2、持久化的主要应用是将内存中的数据存储在关系型数据库中,当然也可以存储在磁盘文件、xml数据文件中。

    在java中,数据库存取技术可以分为如下几类

    1、JDBC直接访问数据库。
    2、JDO技术。
    3、第三方O/R工具,如Hibernate、ibatis等。

    JDBC是java访问数据库的基石,JDO,Hibernate等只是封装了JDBC。

    JDBC基础

    1、JDBC(Java Database Connectivity)是一个独立于特定数据库管理系统、通用的SQL数据库存取和操作的公共接口(一组API),定义了用来访问数据库的标准Java类库,使用这个类库可以以一种标准的方法、方便地访问数据库资源。
    2、JDBC为访问不同的数据库提供了一种同一的途径,为开发者屏蔽了一些细节问题。
    3、JDBC的目标是使Java程序员使用JDBC可以连接任何提供了JDBC驱动程序的数据库系统,这样就使的程序员无需对特定的数据库系统的特点有过多的了解,从而大大简化和加快了开发过程。
    在这里插入图片描述

    Driver接口

    1、Java.sql.Driver接口是所有JDBC驱动程序需要实现的接口。这个接口是提供给数据库厂商使用的,不同数据库厂商提供不同的实现。
    2、在程序中不需要直接去访问实现了Driver接口的类,而是由驱动程序管理器类(java.sql.DriverManager)去调用这些Driver实现。

    加载与注册JDBC驱动

    1、加载JDBC驱动需要调用Class类的静态方法forName(),向其传递要加载JDBC驱动的类名。
    2、DriverManager类是驱动程序管理器类,负责管理驱动程序。
    3、通常不用显示调用DriverManager类的registerDriver()方法来注册驱动程序类的实例,因为Driver接口的驱动程序类都包含了静态代码块,在这个静态代码块中,会调用DriverManager.registerDriver()方法来注册自身的一个实例。

    建立连接

    1、可以调用DriverManager类的getConnection()方法建立到数据库的连接。
    2、JDBC URL用于标识一个被注册的驱动程序,驱动程序管理器通过这个URL选择正确的驱动程序,从而建立到数据库的连接。
    3、JDBC URL的标准由三个部分组成,各部分间用冒号分隔。

    • jdbc:<子协议>:<子名称>。
    • 协议:JDBC URL中的协议总是jdbc。
    • 子协议:子协议用于标识一个数据库驱动程序。
    • 子名称:一种标识数据库的方法。子名称可以依不同的子协议而变化,用子名称的目的是为了定位数据库提供足够的信息。
    JDBC数据库连接池的必要性

    1、使用开发基于数据库的web程序时,传统的模式基本是按一下步骤:

    • 在主程序(如servlet、beans)中建立数据库连接。

    • 进行sql操作。

    • 断开书库连接。
      2、这种模式开发,存在的问题

    • 普通的JDBC数据库连接使用DriverManager来获取,每次向数据库建立连接的时候都要将Connection加载到内存中,再验证用户名和密码(带花费0.05s~1s的时间)。需要数据库连接的时候,就向数据库要求一个,执行完成后再断开连接。这样的方式将会消耗大量的资源和时间。数据库的连接资源并没有的到很好的重复利用。若同时有几百人甚至几千人在线,频繁的进行数据库连接操作将占用很多的系统资源,严重的甚至会造成服务器的崩溃。

    • 对于每一次数据库连接,使用完后都得断开。否则,如果程序出现异常而未能关闭,将会导致数据库系统中的内存泄露,最终将导致重启数据库。

    • 这种开发不能控制被创建的连接对象,系统资源会被毫无顾忌的分配出去,如连接过多,也可能导致内存泄漏,服务器崩溃。

    数据库连接池

    1、为了解决传统开发中的数据库连接问题,可以采用数据库连接池技术。
    2、数据库连接池的基本思想就是为数据库连接建立一个”缓冲池“。预先在缓冲池中放入一定数量的连接,当需要建立数据库连接时,只需要从”缓冲池“中取出一个,使用完毕之后再放回去。
    3、数据库连接池负责分配、管理和释放数据库连接,它允许应用程序重复使用一个现有的数据库连接,而不是重新建立一个。
    4、数据库连接池在初始化时将创建一定数量的数据库连接放到连接池中,这些数据库连接的数量是由最小数据库连接数来设定的。无论这些数据库连接是否被使用,连接池都将一直保证至少拥有这么多的连接数量。连接池的最大数据库连接数量限定了这个连接池能占有的最大连接数,当应用程序向连接池请求的连接数超过最大连接数量时,这些请求将被加入到等待队列中。

    数据库连接池的工作原理

    在这里插入图片描述

    数据库连接池技术的优点

    1、资源重用

    • 由于数据库连接得以重用,避免了频繁创建,释放连接引起的大量性能开销。在减少系统消耗的基础上,另一方面也增加了系统运行环境的平稳性。

    2、更快的系统反应速度

    • 数据库连接池在初始化过程中,往往已经创建了若干数据库连接置于连接池中备用。此时连接的初始化工作均已完成。对于业务请求处理而言,直接利用现有可用连接,避免了数据库连接初始化和释放过程的时间开销,从而减少了系统的响应时间。

    3、新的资源分配手段

    • 对于多应用共享同一数据库的系统而言,可在应用层通过数据库连接池的配置,是实现某一应用最大可用数据库连接数的限制,避免某一应用独占所有的数据库资源。

    4、统一的连接管理,避免数据库连接泄露

    • 在较为完善的数据库连接池实现中,可根据预先的占用超时设定,强制回收被占用的连接,从而避免了常规数据库连接操作中可能出现的资源泄露。
    两种开源的数据库连接池

    1、JDBC的数据库连接池使用java.sql.DataSource来表示,DataSource只是一个接口,该接口通常由服务器(Weblogic,WebSphere,Tomact)提供实现,也有一些开源组织提供实现:

    • DBCP数据库连接池。
    • C3P0数据库连接池。

    2、DataSource通常被称为数据源,它包含连接池和连接池管理两个部分,习惯上也经常把DataSource称为连接池。

    DBCP数据源

    1、DBCP是Apache软件基金组织下的开源连接池实现,该连接池依赖组织下的另一个开源系统:Common-pool。如需使用该连接池实现,应在系统中增加如下两个jar文件:

    • Commons-dbcp.jar:连接池的实现。
    • Commons-pools.jar:连接池实现的依赖库。
      2、Tomact的连接池正式采用该链接池来实现的。改数据库连接池既可以与应用服务器整合使用,也可由应用程序独立使用。
    C3P0

    C3P0开源免费的连接池!目前使用它的开源项目有:Spring、Hibernate等。使用第三方工具需要导入jar包,C3P0使用时还需要添加配置文件c3p0-config.xml。
    需要导入的包:c3p0-0.9.2-pre5.jar、mchange-commons-java-0.2.3.jar。

    DBUtils增删改查的操作

    如果只使用JDBC进行开发,我们会发现冗余代码过多,为了简化JDBC开发,本案例我们将采用apache commons组件一个成员:DBUtils。
    DBUtils就是JDBC的简化开发工具包。需要使用技术:连接池(获得连接),SQL语句都没有多少。

    DBUtils概述

    DBUtils是java编程中的数据库操作使用工具,小巧简单实用。DBUtils封装了对JDBC的操作,简化了JDBC操作,可以少写代码。DBUtils三个核心功能介绍。

    • QueryRunner中提供对sql语句操作的API。
    • ResultSetHandler接口,用于定义select操作后,怎样封装结果集。
    • DBUtils类,它就是一个工具类,定义了关闭资源与事务处理的方法。
    QueryRunner和核心类
    • QueryRunner(DataSource ds),提供数据源(连接池),DBUtils底层自动维护连接connection。
    • update(String sql,Object …params),执行更新数据。
    • query(String sql,ResultSetHandler rsh,Object …params),执行查询。
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