Littlebug's Blog

第四章    概述

JDBC應(yīng)用程序接口為Java編程語言訪問一個或多個數(shù)據(jù)源提供了一種途徑。在大多數(shù)情況下，數(shù)據(jù)源是用SQL訪問的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。盡管如此，支持JDBC技術(shù)的驅(qū)動程序也可以訪問其他的數(shù)據(jù)源，包括遺留文件系統(tǒng)(legacy file systems)和面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)。JDBC應(yīng)用程序接口的一個主要動機就是為應(yīng)用程序可以訪問廣泛的數(shù)據(jù)源提供標準的應(yīng)用程序接口(API)。

這一章介紹了一些JDBC應(yīng)用程序接口的關(guān)鍵概念。除此之外，還描述了JDBC應(yīng)用程序的兩種運行環(huán)境，以及討論了不同的功能角色在每個運行環(huán)境中是怎樣被實現(xiàn)的。兩層和三層邏輯結(jié)構(gòu)能夠在大量的物理結(jié)構(gòu)上被實現(xiàn)。

4.1建立一個連接

JDBC應(yīng)用程序接口定義了Connection接口來表示一個到潛在數(shù)據(jù)源的連接。

在典型情況下，JDBC應(yīng)用程序會用兩種方式中的一種來連接到目標數(shù)據(jù)源：

■         DriverManager —— 這個被充分實現(xiàn)的類在最初的JDBC1.0應(yīng)用程序接口中介紹過，它需要應(yīng)用程序裝載一個特定的驅(qū)動，這一驅(qū)動使用硬編碼的統(tǒng)一資源定位器(URL)。

■         DataSource —— 這個接口在JDBC2.0可選包應(yīng)用程序接口(Optional Package API)中介紹過。與DriverManager相比它被作為首選，因為他允許潛在數(shù)據(jù)源的細節(jié)對應(yīng)用程序透明。一個DataSource對象的屬性被設(shè)置以后可以表示一個特定的數(shù)據(jù)源。當它的getConnection方法被調(diào)用以后，Datasource的實例將會返回一個到數(shù)據(jù)源的連接。應(yīng)用程序可以通過改變Datasource對象的屬性來連接到不同的數(shù)據(jù)源，而不需要改變應(yīng)用程序的代碼。同樣的，一個DataSource可以在不改變使用它的應(yīng)用程序的代碼的前提下被改變。

JDBC應(yīng)用程序接口還定義了DataSource接口的兩個重要擴展來支持企業(yè)級的應(yīng)用程序。這些擴展就是以下的兩個接口：

■         ConnectionPoolDataSource —— 支持物理連接高速緩沖和重用，物理連接改善了應(yīng)用程序的性能和可伸縮性。

■        XADataSource —— 提供了在分布式事務(wù)中可共享的連接。

4.2執(zhí)行SQL表達式以及操作結(jié)果集

一旦一個連接被建立，那么使用這個連接的應(yīng)用程序就可以用JDBC應(yīng)用程序接口對目標數(shù)據(jù)源進行查詢和更新。JDBC3.0應(yīng)用程序接口提供了對大多數(shù)實現(xiàn)了的SQL99特性的支持。因為不同的廠商都在不同的級別支持這些特性，而JDBC應(yīng)用程序接口則包括了DatabaseMetadata接口。應(yīng)用程序能夠使用此接口來確定它們使用的數(shù)據(jù)源是否支持某一特性。JDBC應(yīng)用程序接口還定義了轉(zhuǎn)義語法使得應(yīng)用程序可以訪問非標準的廠商定義的特性。轉(zhuǎn)義語法的優(yōu)點是可以使得JDBC應(yīng)用程序能夠像本地應(yīng)用程序一樣訪問相同的特性，而同時又能夠保證應(yīng)用程序的可移植性。

應(yīng)用程序使用Connection接口中的方法來定義事務(wù)的屬性和創(chuàng)建Statement，PreparedStatement和CallableStatement對象。這些表達式被用來執(zhí)行SQL表達式和檢索結(jié)果集。ResultSet接口封裝SQL的查詢結(jié)果。表達式也可以被批量執(zhí)行，即允許應(yīng)用程序向數(shù)據(jù)源提交多條更新語句作為執(zhí)行的單個單元。

JDBC應(yīng)用程序接口用RowSet接口擴展了ResultSet接口，從而為列表數(shù)據(jù)提供了一個容器，而這樣比標準結(jié)果集更加通用。一個Rowset對象是一個JavaBeans™組件，它可以在沒有連接到數(shù)據(jù)源的情況下對它進行操作。例如，一個RowSet可以被串行化，因此也可以在網(wǎng)絡(luò)之間被傳輸，這對那些想不需要JDBC驅(qū)動和數(shù)據(jù)源連接而對表格數(shù)據(jù)進行操作的小型客戶端是非常有用的。RowSet的另一個特性是能夠包含一個閱讀器來訪問任意表格形式的數(shù)據(jù)，而不僅僅是關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。更進一步的，一個RowSet對象可以在當它與數(shù)據(jù)源失去連接的時候更新它的行。它可以包含一個記錄器，把那些更新寫回到潛在的數(shù)據(jù)源。

4.2.1      支持SQL高級數(shù)據(jù)類型

JDBC應(yīng)用程序接口定義了標準的從SQL數(shù)據(jù)類型到JDBC數(shù)據(jù)類型的映射。這包括對SQL99高級數(shù)據(jù)類型的支持，諸如BLOB，CLOB，ARRAY，REF，STRUCT和DISTINCT。JDBC驅(qū)動也可以為用戶定義類型（UDTs）實現(xiàn)一個或多個自定義類型映射。在這個映射中，用戶定義類型（UDT）被映射到一個Java類中。JDBC3.0應(yīng)用程序接口還添加了對外部數(shù)據(jù)管理的支持，例如一個在數(shù)據(jù)源外部的文件中的數(shù)據(jù)。

4.3兩層結(jié)構(gòu)模型

一個兩層結(jié)構(gòu)模型按功能可以被劃分為客戶端層和服務(wù)器層，見圖4-1。

圖4-1 兩層結(jié)構(gòu)模型

客戶端層包括了應(yīng)用程序和一個或多個JDBC驅(qū)動，應(yīng)用程序負責(zé)對以下職責(zé)進行處理：

■        表現(xiàn)層邏輯

■         業(yè)務(wù)邏輯

■         對多重事務(wù)和分布式事務(wù)的管理

■         資源管理

在這個模型中，應(yīng)用程序直接與JDBC驅(qū)動交互，包括建立和管理物理連接以及處理潛在的特定的數(shù)據(jù)源的細節(jié)。應(yīng)用程序可以采用特殊的實現(xiàn)采用不標準的特性或性能調(diào)整的優(yōu)點。

這個模型的一些缺點包括：

■         伴隨著基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)級的功能使得表現(xiàn)層邏輯和業(yè)務(wù)層邏輯不能分離。這就為使用一個好的體系結(jié)構(gòu)來編寫可維護性好的產(chǎn)品代碼帶來了困難。

■         因為采用了特定的數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)，降低了應(yīng)用程序的可移植性。而那些要求連接到多個數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序必須知道不同廠商的數(shù)據(jù)庫之間的差異。

■         限制了可伸縮性。通常地，應(yīng)用程序在結(jié)束之前將保持一個或多個到數(shù)據(jù)庫的物理連接，這樣就限制了它支持并發(fā)應(yīng)用程序的數(shù)量。在這個模型中，性能，可伸縮性和可用性受到JDBC驅(qū)動和相應(yīng)的數(shù)據(jù)源的限制。如果一個應(yīng)用程序采用了多個驅(qū)動，它也可能需要知道每種驅(qū)動和數(shù)據(jù)源解決這些限制的不同方法。

4.4三層結(jié)構(gòu)模型

三層模型結(jié)構(gòu)為業(yè)務(wù)邏輯和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)引入了中間層服務(wù)器，見圖4-2：

圖4-2 三層結(jié)構(gòu)模型

這個體系結(jié)構(gòu)被設(shè)計來為企業(yè)級的應(yīng)用程序提高性能，可伸縮性和可用性。三個層的功能分別為：

1、                客戶端層 —— 為程序和人的交互實現(xiàn)表現(xiàn)層邏輯的一個層。Java程序，瀏覽器和掌上電腦（PDAs）是常見的客戶端實例。客戶端與中間層應(yīng)用程序交互而且不需要包含任何與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)源相關(guān)的功能。

2、                中間層服務(wù)器 —— 中間層包括：

■        和客戶端以及業(yè)務(wù)邏輯層交互的應(yīng)用程序。如果該應(yīng)用程序能夠與數(shù)據(jù)源交互，和低級的驅(qū)動應(yīng)用程序接口相比，他將更多地處理像DataSource對象和邏輯連接這些高級抽象。

■         為廣泛的應(yīng)用程序提供基礎(chǔ)的應(yīng)用程序服務(wù)器。這包括管理和共享物理連接、事務(wù)管理和屏蔽不同JDBC驅(qū)動之間的差異。最后一點使得編寫可移植性良好的應(yīng)用程序更加簡單。J2EE服務(wù)器可以實現(xiàn)應(yīng)用程序服務(wù)器這一角色。應(yīng)用程序服務(wù)器可以實現(xiàn)被應(yīng)用程序所使用的高級抽象和直接與JDBC驅(qū)動交互。

■       JDBC驅(qū)動提供到潛在數(shù)據(jù)源的連接。每個驅(qū)動程序在它所使用的數(shù)據(jù)源所支持的特性基礎(chǔ)上實現(xiàn)標準的JDBC應(yīng)用程序接口。驅(qū)動層可以屏蔽標準SQL99語法和數(shù)據(jù)源所支持的本地語法之間的差異。如果數(shù)據(jù)源不是一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，那驅(qū)動程序則使用應(yīng)用程序服務(wù)器實現(xiàn)關(guān)系層。

3、                潛在數(shù)據(jù)源 —— 即數(shù)據(jù)駐留層。它包括關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，遺留文件系統(tǒng)（legacy file systems），對象型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)倉庫，電子表格或者其他形式的數(shù)據(jù)。唯一的要求就是有相應(yīng)的支持JDBC應(yīng)用程序接口的驅(qū)動程序。

4.5在J2EE平臺中的JDBC

    J2EE組件，例如JavaServer™ Pages，Servlets和企業(yè)級Java Beans™（EJB™）組件，常常需要使用JDBC應(yīng)用程序接口來訪問關(guān)系型數(shù)據(jù)。當J2EE組件使用了JDBC應(yīng)用程序接口以后，那么可以使用相應(yīng)的容器來管理它們的事務(wù)和數(shù)據(jù)源。這意味著J2EE組件開發(fā)人員可以不直接使用JDBC應(yīng)用程序接口的事務(wù)管理和數(shù)據(jù)源管理的工具。具體細節(jié)請參考J2EE平臺規(guī)范。

JDBC3.0在以下領(lǐng)域有所改變：

■     保存點(Savepoint)支持

添加了保存點接口，此接口包含了新的方法來對一個指定的保存點進行設(shè)置，釋放或者回滾事務(wù)。

■      通過連接池重用預(yù)處理語句(Prepared Statments)

為部署者提供了通過連接來控制預(yù)處理語句怎樣被共享和重用的能力。

■     配置連接池

為ConnectionPoolDatasource接口定義了大量屬性。這些屬性能夠描述通過Datasource對象創(chuàng)建的PooledConnection對象怎樣被共享。

■     對參數(shù)元數(shù)據(jù)的檢索

添加了ParameterMetadata接口，此接口描述了預(yù)處理語句(Prepared Statements)的參數(shù)個數(shù)，類型和屬性。

■   對自動產(chǎn)生鍵的檢索

添加了從那些能夠自動產(chǎn)生值的列來檢索值的手段。

■     打開多個結(jié)果集(ResultSet)對象的能力

添加了getMoreResults(int)這一方法，此方法提供了一個參數(shù)，這一個參數(shù)定義了Statement對象返回的ResultSet對象在返回任何并發(fā)的ResultSet對象之前是否應(yīng)該被關(guān)閉。

■     通過名字向CallableStatment對象傳遞參數(shù)

添加了一個新方法，此方法可以通過一個字符串來標識CallableStatement對象的參數(shù)。

■     對可控制游標的支持

添加了指定ResultSet對象的可控制游標的能力。

■     布爾數(shù)據(jù)類型

添加了數(shù)據(jù)類型java.sql.Types.BOOLEAN。BOOLEAN與BIT是在邏輯上等價的。

■     對Blob和Clob對象中的數(shù)據(jù)進行內(nèi)部更新

添加了新的方法允許Blob和Clob對象包含的數(shù)據(jù)被改變。

■     檢索和更新被Ref對象引用的對象

添加了新的方法來檢索被Ref對象引用的對象。也添加了更新被Ref對象引用的對象的能力。

■     更新包含BLOB,CLOB,ARRAY和REF類型的列

為ResultSet接口添加了updateBlob，updateClob，updateArray和updateRef方法。

■     DATALINK/URL數(shù)據(jù)類型

添加了新的數(shù)據(jù)類型java.sql.Types.DATALINK，允許JDBC驅(qū)動存儲和檢索對外部數(shù)據(jù)的引用。

■     轉(zhuǎn)化組(Transform groups)和類型映射

描述了轉(zhuǎn)化組的作用和在元數(shù)據(jù)中這一作用是怎樣被反映的。

■     JDBC SPI(服務(wù)提供者接口)和連接器體系結(jié)構(gòu)的關(guān)系

在第19章“和連接器的關(guān)系”中描述了JDBC SPI和連接器體系結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

■     數(shù)據(jù)庫元數(shù)據(jù)(DatabaseMetadata) APIs

為了檢索SQL類型體系添加了元數(shù)據(jù)。具體細節(jié)參見此規(guī)范。

參見第五章“類和接口”中受到這些改變的影響的類和接口的清單。

第一章 緒論

1.1   JDBC應(yīng)用程序接口

JDBC™應(yīng)用程序接口提供了從Java™編程語言編程訪問關(guān)系數(shù)據(jù)的能力。通過使用JDBC應(yīng)用程序接口，Java編程語言寫的應(yīng)用程序能夠執(zhí)行SQL表達式，檢索結(jié)果集和把改變傳回潛在的數(shù)據(jù)源。JDBC應(yīng)用程序接口還可以和在分布式的、異源的環(huán)境中的多種數(shù)據(jù)源進行交互。

JDBC應(yīng)用程序接口基于X/Open SQL CLI，ODBC也是建立在此基礎(chǔ)上。JDBC提供了從Java編程語言到X/Open CLI和SQL標準定義的抽象和概念的自然、簡單的映射。

自從1997年1月被提出，JDBC應(yīng)用程序接口就被廣泛接受和實現(xiàn)。它的靈活性考慮到了大量的實現(xiàn)方式。

1.2   平臺

JDBC應(yīng)用程序接口是Java平臺的一部分，Java平臺包括了Java™2標準版（J2SE™）和Java2™企業(yè)版（J2EE™）。JDBC3.0被分成了兩個包：java.sql和javax.sql。這兩個包都被包括到了J2SE和J2EE平臺中。

1.3 目標讀者

此規(guī)范主要面向以下幾類產(chǎn)品的廠家：

■      實現(xiàn)JDBC應(yīng)用程序接口的驅(qū)動程序

■      提供驅(qū)動層以上的中間層服務(wù)的應(yīng)用程序服務(wù)器

■      使用JDBC應(yīng)用程序接口提供服務(wù)的工具，如應(yīng)用程序生成器

       此規(guī)范也打算為以下目的服務(wù)：

■      在他們的程序中使用JDBC應(yīng)用程序接口的最終用戶的一份說明書

■      開發(fā)基于JDBC應(yīng)用程序接口的其它應(yīng)用程序接口的程序員的一個起點

1.4   感謝

作者要感謝以下專家組成員，因為他們?yōu)榇艘?guī)范做出了寶貴的貢獻：

■       ElhamChandler, Informix

■       Stefan Dessloch, IBM

■       John Goodson, Merant

■       Jay Hiremath, Bluestone

■       Viquar Hussain, Inprise

■       Prabha Krishna, Oracle

■       Scott Marlow, Silverstream

■       Kuldip Pathak, Informix

■       David Schorow, Compaq

■       Yeh-Heng Sheng, Informix

■       Mark Spotswood, BEA

■       Satish Viswanatham, iPlanet

       Maydene Fisher 曾經(jīng)很有耐心地把我們寫的東西翻譯成英語。

       Jennifer Ball 也從書寫方式轉(zhuǎn)變成為我們所希望的用圖表表示的方式來表達。

       Graham Hamilton, Rick Cattell, Mark Hapner, Seth White以及許多其他曾經(jīng)為JDBC技術(shù)工作的人

       使此規(guī)范的出版成為可能。