Web后端基础:Java操作数据库----JDBC

1.前言

在前面我们学习MySQL数据库时，都是利用图形化客户端工具(如：idea、datagrip)，来操作数据库的。
我们做为后端程序开发人员，通常会使用Java程序来完成对数据库的操作。Java程序操作数据库的技术呢，有很多啊，而最为底层、最为基础的就是JDBC。

JDBC：（Java DataBase Connectivity），就是使用Java语言操作关系型数据库的一套API。 【是操作数据库最为基础、底层的技术】
但是使用JDBC来操作数据库，会比较繁琐，所以现在在企业项目开发中呢，一般都会使用基于JDBC的封装的高级框架，比如：Mybatis、MybatisPlus、Hibernate、SpringDataJPA。

2. JDBC

2.1介绍

JDBC：（Java DataBase Connectivity），就是使用Java语言操作关系型数据库的一套API。

本质：

• sun公司官方定义的一套操作所有关系型数据库的规范，即接口。
• 各个数据库厂商去实现这套接口，提供数据库驱动jar包。
• 我们可以使用这套接口(JDBC)编程，真正执行的代码是驱动jar包中的实现类。

那有了JDBC之后，我们就可以直接在java代码中来操作数据库了，只需要编写这样一段java代码，就可以来操作数据库中的数据。 示例代码如下：

2.2查询数据

2.2.1需求

需求：基于JDBC实现用户登录功能。
本质：其本质呢，其实就是基于JDBC程序，执行如下select语句，并将查询的结果输出到控制台。SQL语句：

select * from user where username = 'linchong' and password = '123456';

2.2.2准备工作

1). 创建一个maven项目

2). 创建一个数据库 web，并在该数据库中创建user表

create table user(id int unsigned primary key auto_increment comment 'ID,主键',username varchar(20) comment '用户名',password varchar(32) comment '密码',name varchar(10) comment '姓名',age tinyint unsigned comment '年龄'
) comment '用户表';insert into user(id, username, password, name, age) values (1, 'daqiao', '123456', '大乔', 22),(2, 'xiaoqiao', '123456', '小乔', 18),(3, 'diaochan', '123456', '貂蝉', 24),(4, 'lvbu', '123456', '吕布', 28),(5, 'zhaoyun', '12345678', '赵云', 27);

2.2.3代码实现

具体的代码为：
1). 在 pom.xml 文件中引入依赖

<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 目录下编写测试类，定义测试方法

public class JDBCTest {/*** 编写JDBC程序, 查询数据*/@Testpublic void testJdbc() throws Exception {// 获取连接Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/web", "root", "1234");// 创建预编译的PreparedStatement对象PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement("SELECT * FROM user WHERE username = ? AND password = ?");// 设置参数pstmt.setString(1, "daqiao"); // 第一个问号对应的参数pstmt.setString(2, "123456"); // 第二个问号对应的参数// 执行查询ResultSet rs = pstmt.executeQuery();// 处理结果集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);}// 关闭资源rs.close();pstmt.close();conn.close();}}

而上述的单元测试中，我们在SQL语句中，将将 用户名 和密码的值都写死了，而这两个值应该是动态的，是将来页面传递到服务端的。 那么，我们可以基于前面所讲解的JUnit中的参数化测试进行单元测试，代码改造如下：

public class JDBCTest {/*** 编写JDBC程序, 查询数据*/@ParameterizedTest@CsvSource({"daqiao,123456"})public void testJdbc(String _username, String _password) throws Exception {// 获取连接Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/web", "root", "1234");// 创建预编译的PreparedStatement对象PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement("SELECT * FROM user WHERE username = ? AND password = ?");// 设置参数pstmt.setString(1, _username); // 第一个问号对应的参数pstmt.setString(2, _password); // 第二个问号对应的参数// 执行查询ResultSet rs = pstmt.executeQuery();// 处理结果集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);}// 关闭资源rs.close();pstmt.close();conn.close();}}

如果在测试时，需要传递一组参数，可以使用 @CsvSource 注解。

2.2.4代码剖析

2.2.4.1 ResultSet

ResultSet（结果集对象）：封装了DQL查询语句查询的结果。

• next()：将光标从当前位置向前移动一行，并判断当前行是否为有效行，返回值为boolean。
  • true：有效行，当前行有数据
  • false：无效行，当前行没有数据
• getXxx(…)：获取数据，可以根据列的编号获取，也可以根据列名获取（推荐）。

结果解析步骤：

2.2.4.2预编译SQL

其实我们在编写SQL语句的时候，有两种风格：

• 静态SQL（参数硬编码）

conn.prepareStatement("SELECT * FROM user WHERE username = 'daqiao' AND password = '123456'");
ResultSet resultSet = pstmt.executeQuery();

这种呢，就是参数值，直接拼接在SQL语句中，参数值是写死的。

• 预编译SQL（参数动态传递）

conn.prepareStatement("SELECT * FROM user WHERE username = ? AND password = ?");
pstmt.setString(1, "daqiao");
pstmt.setString(2, "123456");
ResultSet resultSet = pstmt.executeQuery();

这种呢，并未将参数值在SQL语句中写死，而是使用 ？ 进行占位，然后再指定每一个占位符对应的值是多少，而最终在执行SQL语句的时候，程序会将SQL语句（SELECT * FROM user WHERE username = ? AND password = ?），以及参数值（“daqiao”, “123456”）都发送给数据库，然后在执行的时候，会使用参数值，将？占位符替换掉。

那这种预编译的SQL，也是在项目开发中推荐使用的SQL语句。主要的作用有两个：

• 防止SQL注入
• 性能更高

那接下来，我们就来介绍一下这两点。

2.2.4.2.1 SQL注入

• SQL注入：通过控制输入来修改事先定义好的SQL语句，以达到执行代码对服务器进行攻击的方法。
  SQL注入最典型的场景，就是用户登录功能。

注入演示：
1). 打开课程资料中的文件夹 资料/02. SQL注入演示，运行其中的jar包 sql_Injection_demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar，进入该目录后，执行命令：

java -jar sql_Injection_demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar

2). 打开浏览器访问 http://localhost:9090/ ，必须登录后才能访问到系统。我们先测试正常的用户名和密码

3). 接下来，我们再来测试一下错误的用户名和密码 。

我们看到，如果用户名密码错误，是不能进入到系统中进行访问的，会提示 用户名和密码错误。

4). 那接下来，我们就要演示一下SQL注入现象，我们可以通过控制表单输入，来修改事先定义好的SQL语句的含义。 从而来攻击服务器。

点击登录后，我们看到居然可以成功进入到系统中。

为什么会出现这种现象呢？
在进行登录操作时，怎么样才算登录成功呢？ 如果我们查询到了数据，就说明用户名密码是对的。 如果没有查询到数据，就说明用户名或密码错误。
而出现上述现象，原因就是因为，我们我们编写的SQL语句是基于字符串进行拼接的 。 我们输入的用户名无所谓，比如：shfhsjfhja ，而密码呢，就是我们精心设计的，如：’ or ‘1’ = '1 。
那最终拼接的SQL语句，如下所示：

我们知道，or 连接的条件，是或的关系，两者满足其一就可以。 所以，虽然用户名密码输入错误，也是可以查询返回结果的，而只要查询到了数据，就说明用户名和密码是正确的。

2.2.4.2.2 SQL注入解决

而通过预编译SQL（select * from user where username = ? and password = ?），就可以直接解决上述SQL注入的问题。 接下来，我们再来演示一下，通过预编译SQL是否能够解决SQL注入问题。

1). 打开课程资料中的文件夹 资料/02. SQL注入演示，运行其中的jar包 sql_prepared_demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar，进入该目录后，执行命令：

java -jar sql_prepared_demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar

2). 打开浏览器访问 http://localhost:9090/ ，必须登录后才能访问到系统 。我们先测试正常的用户名和密码

3). 那接下来，我们就要演示一下是否可以基于上述的密码 ’ or ‘1’ = '1，来完成SQL注入 。

通过控制台，可以看到输入的SQL语句，是预编译SQL语句。

而在预编译SQL语句中，当我们执行的时候，会把整个' or '1'='1作为一个完整的参数，赋值给第2个问号（' or '1'='1进行了转义，只当做字符串使用）
那么此时再查询时，就查询不到对应的数据了，登录失败。

注意：在以后的项目开发中，我们使用的基本全部都是预编译SQL语句。

2.2.4.2.3性能更高

2.3增删改数据

2.3.1需求

• 需求：基于JDBC程序，执行如下update语句。
• SQL：

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

2.3.2代码实现

代码实现如下：

@ParameterizedTest
@CsvSource({"1,123456,25"})
public void testUpdate(int userId, String newPassword, int newAge) throws Exception {// 建立数据库连接Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/web", "root", "1234");// SQL 更新语句String sql = "UPDATE user SET password = ?, age = ? WHERE id = ?";// 创建预编译的PreparedStatement对象PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql);// 设置参数pstmt.setString(1, newPassword); // 第一个问号对应的参数pstmt.setInt(2, newAge);      // 第二个问号对应的参数pstmt.setInt(3, userId);         // 第三个问号对应的参数// 执行更新int rowsUpdated = pstmt.executeUpdate();// 输出结果System.out.println(rowsUpdated + " row(s) updated.");// 关闭资源pstmt.close();conn.close();
}

• JDBC程序执行DML语句：int rowsUpdated = pstmt.executeUpdate(); //返回值是影响的记录数
• JDBC程序执行DQL语句：ResultSet resultSet = pstmt.executeQuery(); //返回值是查询结果集