JDBC之接口技術(shù)

2019-11-18 14:05:03

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供稿：網(wǎng)友

　　作者：鄭林峰張公忠

JDBC是一種可用于執(zhí)行SQL語句的javaAPI（application PRogrammingInterface應(yīng)用程序設(shè)計接口）。它由一些Java語言編寫的類和界面組成。JDBC為數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)人員、數(shù)據(jù)庫前臺工具開發(fā)人員提供了一種標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序設(shè)計接口，使開發(fā)人員可以用純Java語言編寫完整的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序。

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

ODBC是OpenDatabaseConnectivity的英文簡寫。它是一種用來在相關(guān)或不相關(guān)的數(shù)據(jù)庫治理系統(tǒng)（DBMS）中存取數(shù)據(jù)的，用C語言實現(xiàn)的，標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序數(shù)據(jù)接口。通過ODBCAPI，應(yīng)用程序可以存取保存在多種不同數(shù)據(jù)庫治理系統(tǒng)（DBMS）中的數(shù)據(jù)，而不論每個DBMS使用了何種數(shù)據(jù)存儲格式和編程接口。

1．ODBC的結(jié)構(gòu)模型
ODBC的結(jié)構(gòu)包括四個主要部分：應(yīng)用程序接口、驅(qū)動器治理器、數(shù)據(jù)庫驅(qū)動器和數(shù)據(jù)源。
應(yīng)用程序接口：屏蔽不同的ODBC數(shù)據(jù)庫驅(qū)動器之間函數(shù)調(diào)用的差別，為用戶提供統(tǒng)一的SQL編程接口。
驅(qū)動器治理器：為應(yīng)用程序裝載數(shù)據(jù)庫驅(qū)動器。
數(shù)據(jù)庫驅(qū)動器：實現(xiàn)ODBC的函數(shù)調(diào)用，提供對特定數(shù)據(jù)源的SQL請求。假如需要，數(shù)據(jù)庫驅(qū)動器將修改應(yīng)用程序的請求，使得請求符合相關(guān)的DBMS所支持的文法。
數(shù)據(jù)源：由用戶想要存取的數(shù)據(jù)以及與它相關(guān)的操作系統(tǒng)、DBMS和用于訪問DBMS的網(wǎng)絡(luò)平臺組成。
雖然ODBC驅(qū)動器治理器的主要目的是加載數(shù)據(jù)庫驅(qū)動器，以便ODBC函數(shù)調(diào)用，但是數(shù)據(jù)庫驅(qū)動器本身也執(zhí)行ODBC函數(shù)調(diào)用，并與數(shù)據(jù)庫相互配合。因此當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)出調(diào)用與數(shù)據(jù)源進(jìn)行連接時，數(shù)據(jù)庫驅(qū)動器能治理通信協(xié)議。當(dāng)建立起與數(shù)據(jù)源的連接時，數(shù)據(jù)庫驅(qū)動器便能處理應(yīng)用系統(tǒng)向DBMS發(fā)出的請求，對分析或發(fā)自數(shù)據(jù)源的設(shè)計進(jìn)行必要的翻譯，并將結(jié)果返回給應(yīng)用系統(tǒng)。

2．JDBC的誕生

自從Java語言于1995年5月正式公布以來，Java風(fēng)靡全球。出現(xiàn)大量的用java語言編寫的程序，其中也包括數(shù)據(jù)庫應(yīng)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(shù)調(diào)用。這就使很多Java的優(yōu)秀特性無法充分發(fā)揮，比如平臺無關(guān)性、面向?qū)ο筇匦缘取ｋS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(fā)上投入的精力日益增加，對java語言接口的訪問數(shù)據(jù)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?qū)ο蟮奶匦缘鹊龋琒UN公司決定開發(fā)一Java語言為接口的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序開發(fā)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(biāo)準(zhǔn)部件。

二、JDBC技術(shù)概述

JDBC是一種可用于執(zhí)行SQL語句的JavaAPI（ApplicationProgrammingInterface，應(yīng)用程序設(shè)計接口）。它由一些Java語言寫的類、界面組成。JDBC給數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)人員、數(shù)據(jù)庫前臺工具開發(fā)人員提供了一種標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序設(shè)計接口，使開發(fā)人員可以用純Java語言編寫完整的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序。

通過使用JDBC，開發(fā)人員可以很方便地將SQL語句傳送給幾乎任何一種數(shù)據(jù)庫。也就是說，開發(fā)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(yīng)的數(shù)據(jù)庫治理系統(tǒng)（DBMS）。不但如此，使用Java編寫的應(yīng)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(yīng)用。Java和JDBC的結(jié)合可以讓開發(fā)人員在開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用時真正實現(xiàn)“WriteOnce，RunEverywhere！”
Java具有健壯、安全、易用等特性，而且支持自動網(wǎng)上下載，本質(zhì)上是一種很好的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的編程語言。它所需要的是Java應(yīng)用如何同各種各樣的數(shù)據(jù)庫連接，JDBC正是實現(xiàn)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(yuǎn)端數(shù)據(jù)庫的Ap?plet。或者企業(yè)可以通過JDBC讓全部的職工（他們可以使用不同的操作系統(tǒng)，如Windwos，Machintosh和UNIX）在In?tranet上連接到幾個全球數(shù)據(jù)庫上，而這幾個全球數(shù)據(jù)庫可以是不相同的。隨著越來越多的程序開發(fā)人員使用Java語言，對Java訪問數(shù)據(jù)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(jīng)濟(jì)地公布信息。各種已經(jīng)安裝在數(shù)據(jù)庫中的事務(wù)處理都將繼續(xù)正常運行，甚至這些事務(wù)處理是存儲在不同的數(shù)據(jù)庫治理系統(tǒng)中；而對新的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用來說，開發(fā)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(wù)器上，而每個用戶都可以訪問服務(wù)器得到最新的版本。對于信息服務(wù)行業(yè)，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(wù)
簡單地說，JDBC能完成下列三件事：
1）同一個數(shù)據(jù)庫建立連接；
2）向數(shù)據(jù)庫發(fā)送SQL語句；
3）處理數(shù)據(jù)庫返回的結(jié)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(diào)用SQL命令。JDBC完全勝任這個任務(wù)，而且比其他數(shù)據(jù)庫互聯(lián)更加輕易實現(xiàn)。同時它也是構(gòu)造高層API和數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具的基礎(chǔ)。高層API和數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具應(yīng)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(fā)階段。
1）SQL語言嵌入Java的預(yù)處理器。雖然DBMS已經(jīng)實現(xiàn)了SQL查詢，但JDBC要求SQL語句被當(dāng)作字符串參數(shù)傳送給Java程序。而嵌入式SQL預(yù)處理器答應(yīng)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(shù)值。然后SQL的預(yù)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(xiàn)從關(guān)系數(shù)據(jù)庫到Java類的直接映射。Javasoft和其他公司已經(jīng)公布要實現(xiàn)這一技術(shù)。在這種“對象／關(guān)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(yīng)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(diào)用將在內(nèi)部直接產(chǎn)生。還可以實現(xiàn)更加復(fù)雜的映射，比如多張表的行在一個Java的類中實現(xiàn)。
隨著大家對JDBC愛好的不斷濃厚，越來越多的開發(fā)人員已經(jīng)開始利用JDBC為基礎(chǔ)的工具進(jìn)行開發(fā)。這使開發(fā)工作變得輕易。同時，程序員也正在開發(fā)對最終用戶來說訪問數(shù)據(jù)庫更加輕易的應(yīng)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(guān)系數(shù)據(jù)庫的API。它提供了連接幾乎任何一種平臺、任何一種數(shù)據(jù)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(xié)助下，用JDBC－ODBC橋接器實現(xiàn)。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(xiàn)的API，從Java程序調(diào)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(xiàn)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(shè)想成將ODBC轉(zhuǎn)換成面向?qū)ο蟮腁PI是很自然的。

3）ODBC并不輕易學(xué)習(xí)，它將簡單特性和復(fù)雜特性混雜在一起，甚至對非常簡單的查詢都有復(fù)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(yīng)復(fù)雜的特性。
4）JDBC這樣的JavaAPI對于純Java方案來說是必須的。當(dāng)使用ODBC時，人們必須在每一臺客戶機上安裝ODBC驅(qū)動器和驅(qū)動治理器。假如JDBC驅(qū)動器是完全用Java語言實現(xiàn)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(yīng)任何Java平臺，從網(wǎng)絡(luò)計算機NC到大型主機Mainframe。
總而言之，JDBCAPI是能體現(xiàn)SQL最基本抽象概念的、最直接的Java接口。它建構(gòu)在ODBC的基礎(chǔ)上，因此，熟悉ODBC的程序員將發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)JDBC非常輕易。JDBC保持了ODBC的基本設(shè)計特征。實際上，這兩種接口都是基于X／OPENSQL的調(diào)用級接口（CLI）。它們的最大的不同是JDBC是基于Java的風(fēng)格和優(yōu)點，并強化了Java的風(fēng)格和優(yōu)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?qū)ο蟮模贠DBC的類接口。然而，這些接口目前并不能代替ODBC，尤其在ODBC驅(qū)動器已經(jīng)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(shù)據(jù)庫。
如圖3所示，兩層模型中，一個java Appple或者一個JA－va應(yīng)用直接同數(shù)據(jù)庫連接。這就需要能直接被訪問的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行連接的JDBC驅(qū)動器。用戶的SQL語句被傳送給數(shù)據(jù)庫，而這些語句執(zhí)行的結(jié)果將被傳回給用戶。數(shù)據(jù)庫可以在同一機器上，也可以另一機器上通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。這被稱為“Client/Server”結(jié)構(gòu)，用戶的計算機作為Client,運行數(shù)據(jù)庫的計算機作為Server。這個網(wǎng)絡(luò)可是intranet，比如連接全體雇員的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)，當(dāng)然也可以是internet。

如圖4所示，在三層模型中，命令將被發(fā)送到服務(wù)的“中間層”，而“中間層”將SQL語句發(fā)送到數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫處理SQL語句并將結(jié)果返回“中間層”，然后“中間層”將它們返回用戶。MIS治理員將發(fā)現(xiàn)三層模型很有吸引力，因為“中間層”可以進(jìn)行對訪問的控制并協(xié)同數(shù)據(jù)庫的更新，另一個優(yōu)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(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成底層的調(diào)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(xiàn)，以保證其高性能。但隨著優(yōu)化編譯器的引入，將java的字節(jié)碼轉(zhuǎn)換成高效的機器碼，用java來實現(xiàn)“中間層”將越來越實際。而JDBC是答應(yīng)從一個java“中間層”訪問數(shù)據(jù)庫的要害。

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