编写自己的JDBC框架

一、数据库连接池： 

　　在一般用JDBC 进行连接数据库进行CRUD操作时，每一次都会：

　　　　通过：java.sql.Connection conn = DriverManager.getConnection(url,user,password); 重新获取一个数据库的链接再进行操作，这样用户每次请求都需要向数据库获得链接，而数据库创建连接通常需要消耗相对较大的资源，创建时间也较长。

所以为了减少服务器的压力，便可用连接池的方法：在启动Web应用时，数据就创建好一定数量的Connection链接
  存放到一个容器中，然后当用户请求时，服务器则向容器中获取Connection链接来处理用户的请求，当用户的请求完成后，
  又将该Connection 链接放回到该容器中。这样的一个容器称为连接池。

　　　　  
  编写一个基本的连接池实现连接复用
     　　步骤：
   　　　　1、建立一个数据库连接池容器。（因为方便存取，则使用LinkedList集合）
  　　 　　2、初始化一定数量的连接，放入到容器中。
   　　　　3、等待用户获取连接对象。（该部分要加锁）
   　　　　　　 |---记得删除容器中对应的对象，放置别人同时获取到同一个对象。
  　　 　　4、提供一个方法，回收用户用完的连接对象。
  　　 　　5、要遵循先入先出的原则。

import java.io.InputStream;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Properties;


/**
 * 一个基本的数据连接池：  
 * 1、初始化时就建立一个容器，来存储一定数量的Connection 对象
 * 2、用户通过调用MyDataSource 的getConnection 来获取Connection 对象。
 * 3、再通过release 方法来回收Connection 对象，而不是直接关闭连接。
 * 4、遵守先进先出的原则。
 *  
 *     
 * @author 贺佐安
 *
 */
public class MyDataSource {
    private static String url = null;
    private static String password = null;
    private static String user = null ;
    private static String DriverClass = null;
    private static LinkedList<Connection> pool = new LinkedList<Connection>() ;
//    注册数据库驱动
    static {
        try {
            InputStream in = MyDataSource.class.getClassLoader()
                    .getResourceAsStream("db.properties");
            Properties prop = new Properties(); 
            prop.load(in);
            user = prop.getProperty("user"); 
            url = prop.getProperty("url") ;
            password = prop.getProperty("password") ; 
            DriverClass = prop.getProperty("DriverClass") ;  
            Class.forName(DriverClass) ;  
            
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e) ;
        }  
    }
    //初始化建立数据连接池
    public MyDataSource ()  {
        for(int i = 0 ; i < 10 ; i ++) {
            try {
                Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password) ;
                pool.add(conn) ;
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    //、从连接池获取连接
    public Connection getConnection() throws SQLException {
        return pool.remove() ;
    } 
    // 回收连接对象。
    public void release(Connection conn) {
        System.out.println(conn+"被回收");
        pool.addLast(conn) ;
    } 
    public int getLength() {
        return pool.size() ;
    }
}

这样当我们要使用Connection 连接数据库时，则可以直接使用连接池中Connection 的对象。测试如下：

import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;

import org.junit.Test;


public class MyDataSourceTest {
    
    
    /**
     * 获取数据库连接池中的所有连接。
     */
    @Test
    public void Test() {
        MyDataSource mds = new MyDataSource() ; 
        Connection conn = null ;
        try {
            
            for (int i = 0 ; i < 20 ; i ++) {
                conn = mds.getConnection() ;
                System.out.println(conn+"被获取；连接池还有："+mds.getLength()); 
                mds.release(conn) ;
            } 
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        } 
    }
}

再运行的时候，可以发现，循环10次后，又再一次获取到了第一次循环的得到的Connection对象。所以，这样可以大大的减轻数据库的压力。上面只是一个简单的数据库连接池，不完美的便是，回收需要调用数据池的release() 方法来进行回收，那么可以不可以直接调用Connection 实例的close 便完成Connection 对象的回收呢？

 

二、数据源：　 

　　　　> 编写连接池需实现javax.sql.DataSource接口。
   　　　> 实现DataSource接口，并实现连接池功能的步骤：
    　　　　1、在DataSource构造函数中批量创建与数据库的连接，并把创建的连接加入LinkedList对象中。

　　　　　 2、实现getConnection方法，让getConnection方法每次调用时，从LinkedList中取一个Connection返回给用户。当用户使用完Connection，调用Connection.close()方法时，Collection对象应保证将自己返回到LinkedList中,而不要把conn还给数据库。

　　　　利用动态代理和包装设计模式来标准的数据源。

　　　　1、包装设计模式实现标准数据源：

　　　　　　这里的用包装设计模式，便是将Connection 接口进行包装。简单总结一下包装设计模式的步骤：

　　　　　　　　　　a)定义一个类，实现与被包装类（）相同的接口。
   　　　　　　　　 　　　　|----可以先自己写一个适配器，然后后面继承这个适配器，改写需要改写的方法，提高编程效率。
  　　　　   　　　　b)定义一个实例变量，记住被包装类的对象的引用。
   　　　　  　　　　c)定义构造方法，转入被包装类的对象。

　　　　　  　　　　e)对需要改写的方法，改写。
                　　　　f)对不需要改写的方法，调用原来被包装类的对应方法。

　　　　　　所以先编写一个类似适配器的类，将Connection 接口的方法都进行实现：

 View Code

　　　　　　然后再对Connection 接口进行包装，将close 方法修改掉：

import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;
import java.util.LinkedList;
/**
 * 对MyConnectionAdapter 进行包装处理 
 * @author 贺佐安
 *
 */
public class MyConnectionWrap extends MyConnectionAdapter {

    private LinkedList<Connection> pool = new LinkedList<Connection>() ;
    public MyConnectionWrap(Connection conn ,LinkedList<Connection> pool ) {
        super(conn); 
        this.pool = pool ; 
    }
    
    //改写要实现的方法
    public void close() throws SQLException {
        pool.addLast(conn) ;
    }
}

编写标准数据源：

import java.io.PrintWriter;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.util.LinkedList;
import java.util.ResourceBundle;

import javax.sql.DataSource;


/** 
 * 编写标准的数据源：
 * 1、实现DataSource 接口
 * 2、获取在实现类的构造方法中批量获取Connection 对象，并将这些Connection 存储
 * 在LinkedList 容器中。
 * 3、实现getConnection() 方法，调用时返回LinkedList容器的Connection对象给用户。
 * @author 贺佐安
 *
 */
public class MyDataSource implements DataSource{
    private static String url = null;
    private static String password = null;
    private static String user = null ;
    private static String DriverClass = null;
    private static LinkedList<Connection> pool = new LinkedList<Connection>() ;

    //    注册数据库驱动
    static {
        try {  
            ResourceBundle rb = ResourceBundle.getBundle("db") ;
            url = rb.getString("url") ; 
            password = rb.getString("password") ; 
            user = rb.getString("user") ; 
            DriverClass = rb.getString("DriverClass") ;
            Class.forName(DriverClass) ;  
            
            //初始化建立数据连接池
            for(int i = 0 ; i < 10 ; i ++) {
                Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password) ;
                pool.add(conn) ;
            }
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e) ;
        } 
        
    }
    public MyDataSource ()  {  
    }
    
    //、从连接池获取连接:通过包装模式
    public synchronized Connection getConnection() throws SQLException {
        if (pool.size() > 0) {
            MyConnectionWrap mcw = new MyConnectionWrap(pool.remove(), pool) ;
            return mcw ;
        }else {
            throw new RuntimeException("服务器繁忙！"); 
        }
    }
    
    // 回收连接对象。
    public void release(Connection conn) {
        System.out.println(conn+"被回收");
        pool.addLast(conn) ;
    }
    
    public int getLength() {
        return pool.size() ;
    }
    
    
    @Override
    public PrintWriter getLogWriter() throws SQLException {
        return null;
    }
    @Override
    public void setLogWriter(PrintWriter out) throws SQLException {
        
    }
    @Override
    public void setLoginTimeout(int seconds) throws SQLException {
        
    }
    @Override
    public int getLoginTimeout() throws SQLException {
        return 0;
    }
    @Override
    public <T> T unwrap(Class<T> iface) throws SQLException {
        return null;
    }
    @Override
    public boolean isWrapperFor(Class<?> iface) throws SQLException {
        return false;
    }
    @Override
    public Connection getConnection(String username, String password)
            throws SQLException {
        return null;
    }
    
}

　2、动态代理实现标准数据源：

　　　　相对于用包装设计来完成标准数据源，用动态代理则方便许多：

import java.io.PrintWriter;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.util.LinkedList;
import java.util.ResourceBundle;

import javax.sql.DataSource;


/** 
 * 编写标准的数据源：
 * 1、实现DataSource 接口
 * 2、获取在实现类的构造方法中批量获取Connection 对象，并将这些Connection 存储
 * 在LinkedList 容器中。
 * 3、实现getConnection() 方法，调用时返回LinkedList容器的Connection对象给用户。
 * @author 贺佐安
 *
 */
public class MyDataSource implements DataSource{
    private static String url = null;
    private static String password = null;
    private static String user = null ;
    private static String DriverClass = null;
    private static LinkedList<Connection> pool = new LinkedList<Connection>() ;

    //    注册数据库驱动
    static {
        try {  
            ResourceBundle rb = ResourceBundle.getBundle("db") ;
            url = rb.getString("url") ; 
            password = rb.getString("password") ; 
            user = rb.getString("user") ; 
            DriverClass = rb.getString("DriverClass") ;
            Class.forName(DriverClass) ;  
            
            //初始化建立数据连接池
            for(int i = 0 ; i < 10 ; i ++) {
                Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password) ;
                pool.add(conn) ;
            }
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e) ;
        }  
    }
    public MyDataSource ()  { 
        
    }
    
    //、从连接池获取连接:通过动态代理
    public Connection getConnection() throws SQLException {
        if (pool.size() > 0) {
            final Connection conn  = pool.remove() ; 
            Connection proxyCon = (Connection) Proxy.newProxyInstance(conn.getClass().getClassLoader(), conn.getClass().getInterfaces(), 
                    new InvocationHandler() {
                        //策略设计模式：
                        @Override
                        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
                                throws Throwable {
                            if("close".equals(method.getName())){
                                //谁调用，
                                return pool.add(conn);//当调用close方法时，拦截了，把链接放回池中了
                            }else{
                                return method.invoke(conn, args);
                            } 
                        }
                    });
          return proxyCon ;
        }else {
            throw new RuntimeException("服务器繁忙！"); 
        }
    } 
    
    public int getLength() {
        return pool.size() ;
    }
    
    
    @Override
    public PrintWriter getLogWriter() throws SQLException {
        return null;
    }
    @Override
    public void setLogWriter(PrintWriter out) throws SQLException {
        
    }
    @Override
    public void setLoginTimeout(int seconds) throws SQLException {
        
    }
    @Override
    public int getLoginTimeout() throws SQLException {
        return 0;
    }
    @Override
    public <T> T unwrap(Class<T> iface) throws SQLException {
        return null;
    }
    @Override
    public boolean isWrapperFor(Class<?> iface) throws SQLException {
        return false;
    }
    @Override
    public Connection getConnection(String username, String password)
            throws SQLException {
        return null;
    } 
}

当然觉得麻烦的则可以直接使用一些开源的数据源如：DBCP、C3P0等。DBCP的原理是用包装设计模式开发的数据源，而C3P0则是动态代理的。

　　　　1、DBCP的使用：

import java.io.InputStream;
import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;
import java.util.Properties;

import javax.sql.DataSource;

import org.apache.commons.dbcp.BasicDataSourceFactory;

/**
 * 创建DBCP 工具类
 * @author 贺佐安
 *
 */
public class DbcpUtil {
    private static DataSource ds = null ;
    static {
        try {
            //读取配置文件
            InputStream in = DbcpUtil.class.getClassLoader().getResourceAsStream("dbcpconfig.properties") ;
            Properties prop = new Properties() ; 
            prop.load(in) ;
            
            //通过BasicDataSourceFactory 的creatDataSurce 方法创建 BasicDataSource 对象。
            ds = BasicDataSourceFactory.createDataSource(prop) ;
            
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } 
    }
    public static DataSource getDs() {
        return ds ; 
    }
    public static Connection getConnection () {
        try { 
            return ds.getConnection() ;
        } catch (SQLException e) {
            throw new RuntimeException() ;
        } 
    }
}

2、C3P0 的使用：

import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;

import com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource;
/**
 * C3P0 开源数据源的使用
 * @author 贺佐安
 *
 */
public class C3p0Util {
    private static ComboPooledDataSource cpds  = null ;
    static {
        
        cpds = new ComboPooledDataSource() ; 
    }
    public static Connection getConnection() {
        try {
            return cpds.getConnection() ;
        } catch (SQLException e) {
            throw new RuntimeException() ;
        }
    }
}

使用这两个数据源时，直接调用获取到的Connection 连接的close 方法，也是将连接放到pool中去。

　　　　

三、元数据（DatabaseMetaData）信息的获取

　　> 元数据：数据库、表、列的定义信息。    

　　> 元数据信息的获取：为了编写JDBC框架使用。   

　　　　　　1、数据库本身信息的获取：java.sql.DataBaseMateData java.sql.Connection.getMetaData() ;    

　　　　　　DataBaseMateData 实现类的常用方法：    

　　　　　　　　getURL()：返回一个String类对象，代表数据库的URL。     

　　　　　　　　getUserName()：返回连接当前数据库管理系统的用户名。     

　　　　　　　　getDatabaseProductName()：返回数据库的产品名称。    

　　　　　　　　getDatabaseProductVersion()：返回数据库的版本号。     

　　　　　　　　getDriverName()：返回驱动驱动程序的名称。     

　　　　　　　　getDriverVersion()：返回驱动程序的版本号。    

　　　　　　　　isReadOnly()：返回一个boolean值，指示数据库是否只允许读操作。   

　　　　　　2、ParameterMetaData: 代表PerparedStatment 中的SQL 参数元数据信息：    java.sql.ParameterMetaData java.sql.PerparedStatement.getParameterMetaData() ;    　　　　　　

　　　　　　ParameterMetaData 实现类常用方法：     

　　　　　　　　getParameterCount() ：获得指定参数的个数    

　　　　　　　　getParameterType(int param) ：获得指定参数的sql类型（驱动可能不支持）

 　　 　　　3、ResultSetMetaData : 代表结果集的源数据信息：相当于SQL 中的 ：DESC    java.sql.ResultSetMetaData java.sql.ResultSet.getMetaData() ;        　　　　　　　　

　　　　　　java.sql.ResultSetMetaData 接口中常用的方法：     

　　　　　　　　a) getColumnCount() : 获取查询方法有几列。     

　　　　　　　　b) getColumnName(int index) : 获取列名:index从1开始。     

　　　　　　　　c) getColumnType(int index) : 获取列的数据类型。返回的是TYPES  中的常量值。

 

 

四、编写自己的JDBC框架：

　　　　JDBC框架的基本组成：　　

　　　　1、核心类：

　　　　　　a、定义一个指定javax.sql.DataSource 实例的引用变量,通过构造函数获取指定的实例并给定义的变量。
  　　　　　 b、编写SQL运行框架。

　　　　　　 　　DML 语句的编写：
   　　　　　　　　　　1、通过获取的javax.sql.DataSource 实例，获取Connection 对象。
  　　 　　　　　　　　2、通过ParamenterMeteData 获取数据库元数据。
   
   　　　　　　　 DQL 语句的编写：
   　　　　　　　　　　1、通过获取的DataSource 实例，获取Connection 对象。
   　　　　　　　　　　2、通过ParamenterMeteData、ResultSetMetaData 等获取数据库元数据。
   　　　　　　　　　　3、用抽象策略设计模式：设计一个ResultSetHandler 接口，作用：将查找出的数据封装到指定的JavaBean中。 
    　　　　　　　　　　　　　　　　|————这里的JavaBean，由用户来指定。
    　　　　　　　　　　　　　　　　抽象策略模式，用户可以更具具体的功能来扩展成具体策略设计模式。如：查找的一条信息、查找的所有信息。

import java.sql.Connection;
import java.sql.ParameterMetaData;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;

import javax.sql.DataSource;

/**
 * 实现JDBC 框架的核心类。
 * 在该类中定义了SQL语句完成的方法；
 * @author 贺佐安
 *
 */
public class  MyJdbcFrame {
    /**
     * javax.sql.DataSource 实例的引用变量
     */
    private DataSource ds = null ;
    /**
     * 将用户指定的DataSource 指定给系统定义的DataSource 实例的引用变量
     * @param ds
     */
    public MyJdbcFrame(DataSource ds ) {
        this.ds = ds ; 
    }
    /**
     * 执行UPDATE、DELETE、INSERT 语句。
     * @param sql 
     * @param obj
     */
    public void update(String sql , Object[] obj) {
        Connection conn = null ; 
        PreparedStatement stmt = null ; 
        try {
            //获取Connection 对象
            conn = ds.getConnection() ;
            stmt = conn.prepareStatement(sql) ; 
            
            // 获取ParameterMetaData 元数据对象。
            ParameterMetaData pmd = stmt.getParameterMetaData() ;
            
            //获取SQL语句中需要设置的参数的个数
            int parameterCount = pmd.getParameterCount() ;
            if (parameterCount > 0) { 
                if (obj == null || obj.length != parameterCount) {
                    throw new MyJdbcFrameException( "parameterCount is error!") ;
                } 
                //设置参数：
                for ( int i = 0 ; i < obj.length ; i++) {
                    stmt.setObject(i+1, obj[i]) ;
                }
            } 
            //执行语句：
            stmt.executeUpdate() ; 
            
        } catch(Exception e ) {
            throw new MyJdbcFrameException(e.getMessage()) ;
        } finally {
            release(stmt, null, conn) ;
        }
    }
    
    public Object query(String sql , Object[] obj , ResultSetHandler rsh) {
        Connection conn = null ; 
        PreparedStatement stmt = null ; 
        ResultSet rs = null ;
        try {
            //获取Connection 对象
            conn = ds.getConnection() ;
            stmt = conn.prepareStatement(sql) ; 
            
            // 获取ParameterMetaData 元数据对象。
            ParameterMetaData pmd = stmt.getParameterMetaData() ;
            
            //获取SQL语句中需要设置的参数的个数
            int parameterCount = pmd.getParameterCount() ;
            
            if (obj.length != parameterCount) {
                throw new MyJdbcFrameException( "&#39;" +sql +"&#39; : parameterCount is error!") ;
            } 
            //设置参数：
            for ( int i = 0 ; i < obj.length ; i++) {
                stmt.setObject(i+1, obj[i]) ;
            }
            //执行语句：
            rs = stmt.executeQuery(); 
            
            return rsh.handler(rs);
        } catch(Exception e ) {
            throw new MyJdbcFrameException(e.getMessage()) ;
        } finally {
            release(stmt, null, conn) ;
        } 
    } 
    /**
     * 释放资源
     * @param stmt
     * @param rs
     * @param conn
     */
    public static void release(Statement stmt 
                             , ResultSet rs 
                             , Connection conn) {
        if(rs != null) {
            try {
                rs.close() ;
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            rs = null ;
        }
        if (stmt != null) { 
            try {
                stmt.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            } 
            stmt = null ;
        }
        if (conn != null) {
            try {
                conn.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            conn = null ;
        }
    } 
    
}

2、接口：策略模式的接口：ResultSetHandler 。

 import java.sql.ResultSet;
//抽象策略模式
public interface ResultSetHandler {
     public Object handler(ResultSet rs) ;
     }

这里对ResultSetHandler 接口实现一个BeanHandler 实例 ：

import java.lang.reflect.Field;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.ResultSetMetaData;

/**
 * 该类获取ResultSet 结果集中的第一个值，封装到JavaBean中
 * @author 贺佐安
 *
 */
public class BeanHandler implements ResultSetHandler { 
    //获取要封装的JavaBean的字节码
    private Class clazz ;
    public BeanHandler (Class clazz) {
        this.clazz = clazz ;
    }

    public Object handler(ResultSet rs) {
        try {
            if (rs.next()) {
                //1、获取结果集的元数据。
                ResultSetMetaData rsm = rs.getMetaData() ;
                //2、创建JavaBean的实例：
                Object obj = clazz.newInstance() ;
                //3、将数据封装到JavaBean中。  
                for (int i = 0 ; i < rsm.getColumnCount() ; i ++) {
                    //获取属性名
                    String columnName = rsm.getColumnName(i+1) ; 
                    //获取属性值
                    Object value = rs.getObject(i+1) ; 
                    
                    Field objField = obj.getClass().getDeclaredField(columnName) ;
                    objField.setAccessible(true) ;
                    objField.set(obj, value) ;
                }
                return obj ;
            } else {
                return null ;
            }
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e) ;
        }   
    } 
}

3、自定义异常类：继承RuntimeException。如：

public class MyJdbcFrameException extends RuntimeException {
    public MyJdbcFrameException() {
        super() ; 
    }
    public MyJdbcFrameException(String e) {
        super(e) ;
    }
}

然后就可以将其打包发布，在以后写数据库操作时就可以用自己的JDBC框架了，如果要完成查询多条语句什么的，则要实现ResultSetHandler 接口。来完成更多的功能。

　　当然，使用DBUtils 则更简单：Apache 组织提供的一个开源JDBC 工具类库。