Database - 数据库简介 java数据库JDBC简介 - 《重学前端》

NoSQL
数据库类别
安装 MySQL
JDBC
小结

在介绍 JDBC 之前，我们先简单介绍一下关系数据库。

程序运行的时候，数据都是在内存中的。当程序终止的时候，通常都需要将数据保存到磁盘上，无论是保存到本地磁盘，还是通过网络保存到服务器上，最终都会将数据写入磁盘文件。

而如何定义数据的存储格式就是一个大问题。如果我们自己来定义存储格式，比如保存一个班级所有学生的成绩单：

名字	成绩
Michael	99
Bob	85
Bart	59
Lisa	87

你可以用一个文本文件保存，一行保存一个学生，用,隔开：

Michael,99
Bob,85
Bart,59
Lisa,87

你还可以用 JSON 格式保存，也是文本文件：

[
    {"name":"Michael","score":99},
    {"name":"Bob","score":85},
    {"name":"Bart","score":59},
    {"name":"Lisa","score":87}
]

你还可以定义各种保存格式，但是问题来了：

存储和读取需要自己实现，JSON 还是标准，自己定义的格式就各式各样了；

不能做快速查询，只有把数据全部读到内存中才能自己遍历，但有时候数据的大小远远超过了内存（比如蓝光电影，40GB 的数据），根本无法全部读入内存。

为了便于程序保存和读取数据，而且，能直接通过条件快速查询到指定的数据，就出现了数据库（Database）这种专门用于集中存储和查询的软件。

数据库软件诞生的历史非常久远，早在 1950 年数据库就诞生了。经历了网状数据库，层次数据库，我们现在广泛使用的关系数据库是 20 世纪 70 年代基于关系模型的基础上诞生的。

关系模型有一套复杂的数学理论，但是从概念上是十分容易理解的。举个学校的例子：

假设某个 XX 省 YY 市 ZZ 县第一实验小学有 3 个年级，要表示出这 3 个年级，可以在 Excel 中用一个表格画出来：

数据库简介 java数据库JDBC简介 - 图1

每个年级又有若干个班级，要把所有班级表示出来，可以在 Excel 中再画一个表格：

数据库简介 java数据库JDBC简介 - 图2

这两个表格有个映射关系，就是根据 Grade_ID 可以在班级表中查找到对应的所有班级：

数据库简介 java数据库JDBC简介 - 图3

也就是 Grade 表的每一行对应 Class 表的多行，在关系数据库中，这种基于表（Table）的一对多的关系就是关系数据库的基础。

根据某个年级的 ID 就可以查找所有班级的行，这种查询语句在关系数据库中称为 SQL 语句，可以写成：

SELECT * FROM classes WHERE grade_id = '1';

结果也是一个表：


grade_id | class_id | name
1        | 11       | 一年级一班
1        | 12       | 一年级二班
1        | 13       | 一年级三班

类似的，Class 表的一行记录又可以关联到 Student 表的多行记录：

数据库简介 java数据库JDBC简介 - 图4

由于本教程不涉及到关系数据库的详细内容，如果你想从零学习关系数据库和基本的 SQL 语句，请参考SQL 课程。

NoSQL

你也许还听说过 NoSQL 数据库，很多 NoSQL 宣传其速度和规模远远超过关系数据库，所以很多同学觉得有了 NoSQL 是否就不需要 SQL 了呢？千万不要被他们忽悠了，连 SQL 都不明白怎么可能搞明白 NoSQL 呢？

数据库类别

既然我们要使用关系数据库，就必须选择一个关系数据库。目前广泛使用的关系数据库也就这么几种：

付费的商用数据库：

Oracle，典型的高富帅；
SQL Server，微软自家产品，Windows 定制专款；
DB2，IBM 的产品，听起来挺高端；
Sybase，曾经跟微软是好基友，后来关系破裂，现在家境惨淡。

这些数据库都是不开源而且付费的，最大的好处是花了钱出了问题可以找厂家解决，不过在 Web 的世界里，常常需要部署成千上万的数据库服务器，当然不能把大把大把的银子扔给厂家，所以，无论是 Google、Facebook，还是国内的 BAT，无一例外都选择了免费的开源数据库：

MySQL，大家都在用，一般错不了；
PostgreSQL，学术气息有点重，其实挺不错，但知名度没有 MySQL 高；
sqlite，嵌入式数据库，适合桌面和移动应用。

作为一个 Java 工程师，选择哪个免费数据库呢？当然是 MySQL。因为 MySQL 普及率最高，出了错，可以很容易找到解决方法。而且，围绕 MySQL 有一大堆监控和运维的工具，安装和使用很方便。

安装 MySQL

为了能继续后面的学习，你需要从 MySQL 官方网站下载并安装MySQL Community Server 5.6，这个版本是免费的，其他高级版本是要收钱的（请放心，收钱的功能我们用不上）。MySQL 是跨平台的，选择对应的平台下载安装文件，安装即可。

安装时，MySQL 会提示输入root用户的口令，请务必记清楚。如果怕记不住，就把口令设置为password。

在 Windows 上，安装时请选择UTF-8编码，以便正确地处理中文。

在 Mac 或 Linux 上，需要编辑 MySQL 的配置文件，把数据库默认的编码全部改为 UTF-8。MySQL 的配置文件默认存放在/etc/my.cnf或者/etc/mysql/my.cnf：

[client]
default-character-set = utf8
[mysqld]
default-storage-engine = INNODB
character-set-server = utf8
collation-server = utf8_general_ci

重启 MySQL 后，可以通过 MySQL 的客户端命令行检查编码：

$ mysql -u root -p
Enter password: 
Welcome to the MySQL monitor...
...
mysql> show variables like '%char%';
+
| Variable_name            | Value                                                  |
+
| character_set_client     | utf8                                                   |
| character_set_connection | utf8                                                   |
| character_set_database   | utf8                                                   |
| character_set_filesystem | binary                                                 |
| character_set_results    | utf8                                                   |
| character_set_server     | utf8                                                   |
| character_set_system     | utf8                                                   |
| character_sets_dir       | /usr/local/mysql-5.1.65-osx10.6-x86_64/share/charsets/ |
+
8 rows in set (0.00 sec)

看到utf8字样就表示编码设置正确。

注：如果 MySQL 的版本≥5.5.3，可以把编码设置为utf8mb4，utf8mb4和utf8完全兼容，但它支持最新的 Unicode 标准，可以显示 emoji 字符。

JDBC

什么是 JDBC？JDBC 是 Java DataBase Connectivity 的缩写，它是 Java 程序访问数据库的标准接口。

使用 Java 程序访问数据库时，Java 代码并不是直接通过 TCP 连接去访问数据库，而是通过 JDBC 接口来访问，而 JDBC 接口则通过 JDBC 驱动来实现真正对数据库的访问。

例如，我们在 Java 代码中如果要访问 MySQL，那么必须编写代码操作 JDBC 接口。注意到 JDBC 接口是 Java 标准库自带的，所以可以直接编译。而具体的 JDBC 驱动是由数据库厂商提供的，例如，MySQL 的 JDBC 驱动由 Oracle 提供。因此，访问某个具体的数据库，我们只需要引入该厂商提供的 JDBC 驱动，就可以通过 JDBC 接口来访问，这样保证了 Java 程序编写的是一套数据库访问代码，却可以访问各种不同的数据库，因为他们都提供了标准的 JDBC 驱动：

┌ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┐
│  ┌───────────────┐  │
   │   Java App    │
│  └───────────────┘  │
           │
│          ▼          │
   ┌───────────────┐
│  │JDBC Interface │<─┼─── JDK
   └───────────────┘
│          │          │
           ▼
│  ┌───────────────┐  │
   │  JDBC Driver  │<───── Vendor
│  └───────────────┘  │
           │
└ ─ ─ ─ ─ ─│─ ─ ─ ─ ─ ┘
           ▼
   ┌───────────────┐
   │   Database    │
   └───────────────┘

从代码来看，Java 标准库自带的 JDBC 接口其实就是定义了一组接口，而某个具体的 JDBC 驱动其实就是实现了这些接口的类：

┌ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┐
│  ┌───────────────┐  │
   │   Java App    │
│  └───────────────┘  │
           │
│          ▼          │
   ┌───────────────┐
│  │JDBC Interface │<─┼─── JDK
   └───────────────┘
│          │          │
           ▼
│  ┌───────────────┐  │
   │ MySQL Driver  │<───── Oracle
│  └───────────────┘  │
           │
└ ─ ─ ─ ─ ─│─ ─ ─ ─ ─ ┘
           ▼
   ┌───────────────┐
   │     MySQL     │
   └───────────────┘

实际上，一个 MySQL 的 JDBC 的驱动就是一个 jar 包，它本身也是纯 Java 编写的。我们自己编写的代码只需要引用 Java 标准库提供的 java.sql 包下面的相关接口，由此再间接地通过 MySQL 驱动的 jar 包通过网络访问 MySQL 服务器，所有复杂的网络通讯都被封装到 JDBC 驱动中，因此，Java 程序本身只需要引入一个 MySQL 驱动的 jar 包就可以正常访问 MySQL 服务器：

┌ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┐
   ┌───────────────┐
│  │   App.class   │  │
   └───────────────┘
│          │          │
           ▼
│  ┌───────────────┐  │
   │  java.sql.*   │
│  └───────────────┘  │
           │
│          ▼          │
   ┌───────────────┐     TCP    ┌───────────────┐
│  │ mysql-xxx.jar │──┼────────>│     MySQL     │
   └───────────────┘            └───────────────┘
└ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘
          JVM

小结

使用 JDBC 的好处是：

各数据库厂商使用相同的接口，Java 代码不需要针对不同数据库分别开发；
Java 程序编译期仅依赖 java.sql 包，不依赖具体数据库的 jar 包；
可随时替换底层数据库，访问数据库的 Java 代码基本不变。
https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1252599548343744/1305152088703009