JDBC的基本概念理解以及简单实现

我会带着你远行 2021-10-15 10:51 441阅读 0赞

## JDBC的概念 ##

英文全称：Java DataBase Connectivity  
中文名：java数据库连接  
故名思义，**作用：与数据建立起连接，使java能实现对数据库的操作**。

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## JDBC的特点 ##

1.JDBC是一组用java语言编写的类和接口组成的程序API；

2.JDBC可以用统一的语法对多种关系数据库进行访问和操作（比如既可以访问oracle,也可以访问mysql）；

3.JDBC结构： Diver Interface(驱动程序管理接口) + API(应用程序编程接口)

4.优点：  
(1). 简化程序员的操作；  
(2). 支持不同的关系数据库，可移植性强；  
(3). JDBC API是封装的，可以一直备用，提高效率。

5.缺点：  
(1). 访问数据记录的速度会受到影响；  
(2). 包含多种不同产品，更改数据源麻烦。

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# **JDBC的类** #

## 1.DriverManager ##

概念: 属于java.sql包,用于管理数据库驱动程序的类

作用： **处理驱动程序的加载和建立新数据库连接**

常用静态方法：  
getConnection(String url,String userName,String password) ,该方法返回一个Connection类对象

***DriverManager类在实际编程中的应用：***

**（1） 加载并注册驱动：**

A. 引进驱动类，驱动类名（diver class name）一般是固定的，不同数据库的驱动类名不同

//一般情况，把驱动参数声明为私有的、静态的、不可变。（封装、代码复用、数据保护）
    //oracle数据库的驱动类名
    private static final String DRIVER = “oracle.jdbc.driver.OracleDriver”;   
     
      
     
      
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//mysql数据库的驱动类名
    private static final String DRIVER = “com.mysql.jdbc.Driver”;
     
      
     
      
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//Sql Server数据库的驱动类名
    private static final String DRIVER = “com.microsoft.jdbc.sqlserver.SQLServerDriver”;```
     
      
     
      
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B. 加载并注册驱动

使用Class.forName()方法，该方法返回的是一个类  
作用：指定JVM加载名字为指定参数的驱动类

//指定JVM加载DRIVER类 -- 创建数据库连接的第一步
    Class.forName(DRIVER);
     
      
     
      
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**（2） 建立数据库连接**

A. DriverManager类的getConnection()方法返回的是一个Connection类对象

> Connection类的概念：

1.  属于java.sql包,用于处理与特定数据库连接的类；
2.  Connection类对象：表示数据库连接的对象； – – 连接失败时值为null
3.  Connection类对象包含多种方法，供Java程序对数据库进行操作。

B. getConnection(String url,String userName,String password)  
该方法需要三个参数：

> url: 表示连接数据库的地址

userName: 表示登录数据库的用户名

password: 表示登录数据库的密码

//一般情况，把三个参数声明为私有的、静态的、不可变。（封装、代码复用、数据保护）
    
    //定义连接oracle数据库地址的参数
    private static final String URL = “jdbc:oracle:thin://localhost:1521/orcl”; 
     
      
     
      
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// 定义数据库登录用户名的参数
    private static final String USER = “scott”;  
     
      
     
      
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// 定义数据库登录密码的参数
    private static final String PASSWORD = “123456”;  
     
      
     
      
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//定义Connection类对象
    Connection conn = null;
    //调用DriverManager类的getConnection()方法 -- 创建数据库连接的第二步，建立数据库连接完成
    conn = DriverManager.getConnection(URL,USER,PASSWORD);
     
      
     
      
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建立数据库连接后，conn即表示数据库的当前连接状态。

在测试的时候可以system.out.print(conn);检测数据库连接是否正常：  
如果连接正常，返回当前的数据库连接地址；  
如果连接异常，返回null，报出空指针异常：Exception in thread “main” java.lang.NullPointerException

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## 2. SQLException类 ##

概念：继承Exception类，提供数据库异常处理

作用：当运行的有关数据库的操作出现错误或警告，就会触发异常处理

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## **JDBC的接口：** ##

## 1. Connectiond接口： ##

Connection接口的实现类即上文的Connection类，概念及作用等同。

作用：

（1）Connection对象表示数据库的连接状态；- - 保存DriverManager()方法的返回值。

（2） Connection接口提供了多种数据库操作的方法：

> 常用的几种方法：

1.处理sql语句（常用的三种如下）： - - 处理的过程 ：编译/预编译sql语句，还没执行  
(1) stamement(String sql) - - 返回的是一个Statement对象  
(2) preparedStatement(String sql) - - 返回的是一个PreparedStatement对象  
(3)callabStatement(String sql) - - 返回的是一个CallabStatement对象

2.控制事务提交  
(1) setAutoCommit(true/false) - - true为打开自动提交，false为关闭自动提交。（默认自动提交）

3.控制事务回滚  
rollback()

4.关闭数据库连接  
close()

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## 2.Statement/PreparedStatement/CallabStatement接口 ##

三个接口分别对应Connnection接口的三种方法。

**概念：**  
Statement/PreparedStatement/CallabStatement接口是 Java 执行数据库操作的一类重要接口，用于***在已经建立数据库连接的基础上***，向数据库发送要执行的SQL语句。

**作用:**

> 1.用于执行SQL 语句 - - 执行的过程：把sql发送到数据库中，由数据库执行

2.并返回它所生成结果的对象。

Statement/PreparedStatement/CallabStatement接口提供了多种执行sql语句的方法

> 常用的几种方法：

1.executeQuery(): 用于执行查询型的sql语句，返回单个结果集对象；

2.executeUpdate(): 用于执行更新、添加、删除、修改等sql语句，返回一个整数，指数据库中受影响的行数（即更新的行数）;

3.execute(): 用于执行多个更新计数或二者结合的sql语句，返回多个结果集，比较少用。

结果集：一个ResultSet接口对象。

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**（1）Statement对象：**

> 用于执行**不带参数**的简单SQL语句

特点：

> a. 只执行单条的sql语句；

b. 只能执行不带参数的sql语句；

c.运行原理的角度，数据库接收到sql语句后需要对该条sql语句进行编译后才执行；

d.与其它接口对比，适合执行单条且不带参数的sql语句，这种情况执行效率相对较高。

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**（2）PreparedStatement对象**

> 执行带或不带 IN 参数的预编译 SQL 语句

特点：

> a. 继承自Statement接口（意味着功能相对更加全面）；

b. 带有预编译的特性。

c. 批量处理sql语句

d. 处理带未知参数的sql语句

e. 具有安全性，即可以防止恶意的sql语句注入攻击

f. 在处理单条语句上，执行效率没有Statement快

g. 提高程序的可读性和可维护性

特点解释：

**1.何为 预编译：**

原理: 编译过的语句能被重复调用

1.  程序每执行一条sql语句，都会被被数据库编译器编译后缓存下来；
2.  缓存的语句包括了：整个数据库曾经编译过的语句（一般不会保存重复的语句）；
3.  以后在执行结构相同的sql语句时，会直接在缓存池中匹配相对应的sql语句，直接执行，节省了重复编译的时间。
4.  结构相同指的是sql语法相同，参数可能不同。预编译会先对当前sql语句进行预处理，判断出sql语句的结构，然后找到匹配的sql语句，传进参数。

相对比Statement，就算是同一sql语句，也会存在由于参数不同，需要重新编译才能被执行。

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**2. 批量处理的实现：**

Statement 和 Preparement对象都可以实现批量处理操作；

方法： addBatch(String sql)

A . PrepraedStatement对象对sql语句有预编译过程，和Statement对象逐条编译的过程对比，显著提高了程序的运行效率。

> 前提： 因为其预编译的特性， 只能应用在SQL语句相同，但参数不同的批处理中。  
> 一般用于在**同一个表中**批量插入数据，或者批量更新数据。（基本满足需求了）

B. Statement对象也可以实现批处理操作，且可实现一批不同sql语句的添加或更新。  
但是，因为需要逐条编译，降低了程序的运行效率，如果没有特殊需求，实际开发中不推荐使用statement对象进行批处理。

具体的实现以后之后涉及。

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**3. 处理带未知参数的sql语句：**

PreparedStatement对象提供了setString(int index, String value)、setInt(int index,Int value)……给未知参数设置值的方法。

原理：在预处理sql语句之后再设置参数的值，很大程度的提高了开发的便捷性。

> 便捷性主要体现：  
> 1.可读性: 编写sql语句的时候，不用变量代入； 先设置?参数，再在预编译后，通过set方法设置参数值； 实现分开处理。

2.维护性： 一目了然，参数和设置的值有存在对应键值对的关系，相互对应。 修改的时候，根据?参数的顺序，找到对应的set语句中的index，即可马上找到。

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**4. 具有安全性防止sql注入攻击：**

恶意语句：

绕过输入验证，误导数据库识别为正常的sql语句，使数据库执行后导致数据库数据被破坏。

恶意注入成功的原理：

针对Statement对象的编译过程，投机取巧的方式。

> 一般情况，通过Statement对象操作数据库的整个过程：

先从前端获取用户的输入值；  
输入值保存到sql语句中的变量；  
Statement对象对sql语句进行处理（编译）;  
数据库执行sql语句

投机取巧的关键点：

Statement对象对sql语句的编译过程，直接把保存了前端输入的变量值，以字符串的形式拼接到sql语句后就进行编译。

即用户输入什么，数据库都会执行。

这样的后果就是，用户可以通过在输入的内容上拼接sql语句从而误导数据库。

比如：

在学生成绩管理系统中，学生根据学号和密码查询个人成绩。

此时，在JDBC中对应的sql语句：

//stu_id 是number类型 ， stuPassword 是varChar2()类型
    String sql = "select grade from students where stu_id =" + stuId + " and password ="+"'"+stuPassword+"'";
     
      
     
      
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查询功能正常的情况：

假设有学生Tom，输入了学号10000，密码123456。  
如果输入的数据**能**成功匹配数据库表中该同学的学号字段和密码字段，返回查询成果；  
如果输入的数据**不能**成功匹配数据库表中该同学的学号字段和密码字段，返回查询失败。

sql注入攻击的情况：

假设成功的情况：学号10000，密码123456  
此时输入学号：10000, 密码：xx’ or ‘1’=’1;

JDBC定义的sql语句：

String sql = "select grade from students where stu_id =" + stuId + " and password ="+"'"+xx' or '1'='1+"'"; 
     
      
     
      
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分析此时的sql语句：

关键点密码字符串的拼接处 。

Statement将sql编译后，发送给数据库时的语句是：

select grade from students where stu_id = 10000 and password ='xx' or '1'='1'
     
      
     
      
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该sql语句是没有语法错误，能被数据库识别且执行。

> 此时，password的值为 xx ，显然，密码不对；

但是，后面拼接了一个 or/或 关键字，or 后面的条件筛选语句 “1” = “1 ” 为true；

A or B ，当A,B都为false的时候，返回false；当只要其中的一个为true，则返回true

“1”=“1”为true - - 因此，此sql语句是恒成立的。

结论：

即使密码输入不对，也能使数据库成功返回查询的结果；

此时的数据库是不安全的，没通过验证就能成功操作数据库中的数据。

***PreparedStatement对象具有安全性的原理***

预编译实现的过程

> 一般情况，通过PreparedStatement对象操作数据库的整个过程：

先从前端获取用户的输入值；  
PreparedStatement对象对sql语句进行处理（预编译）;  
输入值通过set方法依次赋值给?参数；  
数据库执行sql语句。

关键点：先预编译，后给参数赋值。 - - 赋值的方式不再是简单的字符串拼接

预编译后，已经找到了匹配的sql语句，之后不允许再改变sql语句的结构；

如果传入的参数改变了原有的sql语句结构，发生匹配失败，数据库执行失败，没有匹配成功的结果。

**个人建议：**

一般情况下，不管从什么方面考量，优先选择使用PreparedStatement对象。

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**（3）CallableStatement 接口**

用于执行对数据库已存在的存储过程的调用。

存储过程: 一个可编程的函数，在数据库中创建并保存.

> 特点：

a. 继承自PreparedStatement接口，有处理一般sql语句的方法，也有处理PreparedStatement对象处理带参数的sql语句的方法

b. CallableStatement对象添加了处理 OUT 参数的方法。–OUT参数：已储存过程的返回值

用继承自preparedStatement的set方法处理IN参数（未知参数），用自身的get方法检索OUT参数（输出结果参数），并返回是否为 JDBC NULL的值。

CallableStatement对象并不常用，一般在调用已存储过程的情况下才考虑。

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**PreparedStatement接口在实际编程中的应用**

PreparedStatement接口一般情况下，优先选择。本文也主要已学习总结prepareStatement接口为例

建立在已创建数据库连接的前提上：

//作用： 预处理（此处为预编译）sql语句，并发送sql语句到数据库中 PreparedStatement pstmt = conn.preparedStatement(sql);
     
      
     
      
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//执行sql语句，并返回执行结果
    
    //返回一个查询结果集 
    ResultSet rs = pstmt.executeQuery();  
    
    //返回一个数据库中受影响行数
    int count = pstmt.executeUpdate();
     
      
     
      
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## 3.ResultSet接口 ##

**概念：**

数据库结果集的数据表

**作用：**

> 1.保存数据库查询后的结果集

2.提供多种对结果集进行操作的方法

提供的方法：

１.用于遍历输出结果集 – 结果集保存了多行查询数据

next方法： – – 最常用

ResultSet 对象具有指向其当前数据行的指针； 默认情况下，指针被置于第一行之前； next 方法将指针移动到下一行；  
没有下一行时返回 false。

可以通过 while 循环中使用next()方法来迭代结果集。（输出每一行的查询结果） 如果是单行查询（结果集只有一条数据），可以通过 if 判断中使用next()来输出查询的单行数据

2.用于定位结果集 - - 常用的是next()方法，其他不推荐使用, 部分数据库不支持这些方法。 比如： abosolute (int row)、relative(int  
row)、 next()、first()、last()、previous()、isFirst()、isLast()……

3.对结果集进行操作 - - 不常用，也不推荐使用 比如：  
insertRow()、 updateRow()、 deleteRow()、updateXXX()……

**ResultSet接口在编程中的应用：**

//作用：保存执行查询的sql句后返回的数据（多条数据，是一个结果集）
    ResultSet rs = pstmt.executeQuery();
     
      
     
      
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//作用：迭代输出结果集
    
    //从结果集中获取下一行（默认初始指针指向第一行数据的上一行）
    while(rs.next()){  // -- 获取当前行数据（即当前的rs对象）
    
    //按sql字段查询顺序逐一获取当前行的字段（也可以直接通过字段名获取）
    String stuName =  rs.getString(1);
    String account = rs.getString(2);
    
    //直接通过字段名获取
    String password = rs.getString("password");
    }
     
      
     
      
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## Connection、PreparedStatement、ResultSet 关系小结： ##

![这里写图片描述][SouthEast]

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# JDBC简单的实现 #

## 一、导入JDBC包 ##

目前，普遍导入ojdbc6.jar包

具体操作（oracle举例）：

**1.下载驱动**

两种方式：  
（1）网上下载  
（2）复制在oracle安装目录里product/11.1.0/datebase\_1/jdbc/lib 的ojdbc6.jar包

**2.把驱动包添加classpath类路径中**

（1）把ojdbc6.jar拉到eclipse左侧项目空白处  
（2）右键选择build path，再选择 add to build path

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编写基础类

功能：实现对客户信息的增删查改
     
      
     
      
       1

//创建类customer：
    
    import java.util.Date;
    
    public class Customer {
    
        //编号int
        private int userId;
    
        //账号String
        private String account;
    
        //密码String
        private String password;
    
        //邮箱String
        private String email;
    
        //电话String
        private String phone;
    
        //注册时间Date
        private Date regDate;
    
        //显示空构造函数
        public Customer(){
    
        }
    
        //定义构造函数
        public Customer(int userId, String account, String password, String email, String phone, Date regDate) {
    
        this.userId = userId;
        this.account = account;
        this.password = password;
        this.email = email;
        this.phone = phone;
        this.regDate = regDate;
    
        }
      }
     
      
     
      
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## 二、定义四大参数 ##

一般情况，参数声明为静态的，私有的，不可变的。

//Oracke数据库举例
    
        //数据库用户名
        private static final String USER = "user";
    
        //数据库登陆密码
        private static final String PASSWORD = "123456";
    
        //oracle驱动类名 （oracle数据库固定不变）
        private static final String DRIVER = "oracle.jdbc.driver.OracleDriver";
    
        //oracle数据库连接地址（jdbc包的版本不同，地址可能不同）
        private static final String URL = "jdbc:oracle:thin://localhost:1521/orcl";
     
      
     
      
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## 三、注册、加载驱动类 ##

Class.forName(DRIVER);     
     
      
     
      
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## 四、打开数据库连接通道 ##

Connection conn = DriverManager.getConnection(URL,USER,PASSWORD); 
     
      
     
      
       1

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## 五、预处理sql语句 ##

定义sql语句：

//查询customer表中的全部数据。（从性能上，查全部字段尽量不使用*）
    String sql = "secect user_id,user_account,user_password,user_email,user_phone,register_date from customer";
     
      
     
      
       1
       2

发送sql语句到数据库

PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql); 
     
      
     
      
       1

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## 六、执行sql语句 ##

ResultSet rs = pstmt.executeQuery(); 
     
      
     
      
       1

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## 七、处理结果集 ##

//数据库中每一行的数据对应每一个客户的信息
    
    //定义一个集合，保存所有客户信息
    List<Customer> list = new ArrayList();  
     
      
     
      
       1
       2
       3
       4

//ResultSet对象的next()方法：读取下一行数据
    
    //没有数据返回false，有数据返回true，指针下移一行
    
    while(rs.next()){
    
    //从结果集中获取数据
    
    //有两种方法：
        //根据列的序号进行获取
        //根据列名或列的别名进行获取（有别名的用别名，没别名的用列名）
    
        //根据列的序号进行获取：
        //下面的1,2,3,4,5,6分别对应上述编写sql语句中各个字段的序号
    
            int userId = rs.getInt(1);
    
            String userAccount = rs.getString(2);
    
            String email =rs.getString(3);
    
            String password =rs.getString(4);
    
            String phone =rs.getString(5);
    
            //getTimestamp()方法精确到年月日时分秒
            Date regDate = rs.getTimestamp(6);  
    
        //各个字段的值保存到了相应的变量后，生成一个customer对象
    
        Customer customer = new Customer(userId,userAccount,password,email,phone,regDate);
    
        //每生成一条客户信息，就添加到事先准备好的集合中
    
        list.add(customer);
    
        }
     
      
     
      
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## 八、关闭连接 ##

> 出于节省资源开销的角度，连接的打开是需要关闭的

共有三种连接需要关闭，即三个接口：Connection,PrepraedStatement,ResultSet

关闭连接的顺序有要求：

原则：先开后关，后开先关

//关闭ResultSet接口
       if(rs != null){
            try {
                rs.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
        //关闭PrepraedStatement接口
        if(stmt != null){
            try {
                stmt.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
        //关闭Connection接口 （关闭数据库连接）
        if(conn != null){
            try {
                conn.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
     
      
     
      
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## 增加客户信息简单实现 ##

//注册、加载驱动类
    Class.forName(DRIVER);
    
    //建立数据库连接
    Connection conn = DriverManager.getConnection(URL,USER,PASSWORD);
    
    //定义sql语句
    String sql = "insert into customer(user_id,user_account,user_password,user_email,user_phone,register_date) values(CUSTOMER_ID.NEXTVAL,?,?,?,?,?)";
    
    //预处理带未知参数的sql语句
    PreparedStatement pstmt = conn.preparedStatement(sql);
    
        //给未知参数逐一赋值，同获取原则，有两种赋值方式
    
        //根据列的序号进行赋值
        //根据列名或列的别名进行赋值（有别名的用别名，没别名的用列名）
    
        //根据列的序号进行赋值：
        //下面的1,2,3,4,5,6分别对应上述编写sql语句中各个？参数的序号
    
        //要增加到数据库中的客户信息
        //此处只需初始化4个参数（id是数据库序列号自动生成，注册时间是获取数据库系统当前时间）
        Customer customer = new Customer("test","123456","123@qq.com","13912345678");
    
        //给数据库字段account赋值
        pstmt.setString(1, customer.getAccount());
    
        //给数据库字段password赋值
        pstmt.setString(2, customer.getPassword());
    
        //给数据库字段email赋值
        pstmt.setString(3, customer.getEmail());
    
        //给数据库字段phone赋值
        pstmt.setString(4, customer.getPhone());
    
    //执行sql语句，返回受影响行数
    int count = pstmt.excuteUpdate();
    
    //如果有受影响行数，即count>0，说明sql语句被成功执行了
    if(count > 0){
        System.out.println("成功新增客户信息到数据库中！");
    }
    
    //关闭连接
    
        //不需要关闭rs接口（没有打开过）
    
        //关闭PrepraedStatement接口
        if(stmt != null){
            try {
                stmt.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
        //关闭Connection接口 （关闭数据库连接）
        if(conn != null){
            try {
                conn.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
     
      
     
      
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> //特别说明：如果需要插入指定时间，时间需要用Timestamp进行插入  
> //不使用pstmt.setDate（setDate的时间只保存年月日，不保存时分秒）  
> pstmt.setTimestamp(5, new Timestamp(customer.getRegDate().getTime()));

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> 以上简单实现只是理论上的实现。

没有添加异常处理，实际编程中系统会报出异常提示，点击处理即可。

会在之后的博客中，学习总结如何拓展JDBC的应用  
包括：  
1.封装成工具类  
2.采用sql语句拼接  
3.实现事务控制

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# 总结 #

1.定义四大参数

> 1.DRIVER ：数据库驱动类名  
> 2.URL ：数据路连接地址  
> 3.USER ：数据库登陆用户名  
> 4.PASSWORD ：数据库登陆密码

2.注册、加载驱动

> Class.forName(DRIVER)

3.建立数据库连接

> Connection conn = DriverManager(URL,USER,PASSWORD)

4.预处理sql语句

String sql = "";
     
      
     
      
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> PrePraedStatement pstmt = conn.prepraedStatement(sql);

5.执行sql语句

> ResultSet rs = pstmt.executeQuery()

/ int count = pstmt.executeUpdate()

6.处理结果集

> while(rs.next())\{  
> ……  
> \}

/ if(count > 0)\{  
……  
\}

7.关闭连接

//关闭ResultSet接口
        if(rs != null){
            try {
                rs.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
        //关闭PrepraedStatement接口
        if(stmt != null){
            try {
                stmt.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
        //关闭Connection接口 （关闭数据库连接）
        if(conn != null){
            try {
                conn.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
     
      
     
      
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