《Java數(shù)據(jù)庫(kù)編程》教學(xué)課件

《Java數(shù)據(jù)庫(kù)編程》本課程將深入探討Java數(shù)據(jù)庫(kù)編程，涵蓋JDBC、Hibernate等核心技術(shù)，并結(jié)合案例分析實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握J(rèn)DBCAPI熟練使用JDBCAPI連接數(shù)據(jù)庫(kù)、執(zhí)行SQL語(yǔ)句，并處理結(jié)果集。理解ORM原理深入了解對(duì)象關(guān)系映射技術(shù)，掌握Hibernate框架的基本使用。應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)案例通過(guò)圖書(shū)管理系統(tǒng)、電商系統(tǒng)等案例，鞏固數(shù)據(jù)庫(kù)編程技能。課程內(nèi)容介紹1數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)回顧：數(shù)據(jù)庫(kù)概念、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)、SQL語(yǔ)言等。2JDBC概述：JDBCAPI、驅(qū)動(dòng)程序、連接池技術(shù)。3Hibernate框架：實(shí)體類映射、數(shù)據(jù)持久化操作、查詢語(yǔ)言HQL、緩存機(jī)制、事務(wù)管理。4SpringJDBC支持：JdbcTemplate、聲明式事務(wù)、集成Hibernate。5案例分析：圖書(shū)管理系統(tǒng)、電商系統(tǒng)。6前沿技術(shù)：NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)、大數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)回顧數(shù)據(jù)庫(kù)概念數(shù)據(jù)庫(kù)是指存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，用于組織和管理數(shù)據(jù)，并提供數(shù)據(jù)訪問(wèn)和維護(hù)功能。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)是一種基于關(guān)系模型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)以表格形式存儲(chǔ)，并通過(guò)主鍵和外鍵建立關(guān)系。SQL語(yǔ)言結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言(SQL)是一種用于管理關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言，用于創(chuàng)建、修改、檢索和刪除數(shù)據(jù)。JDBC概述Java數(shù)據(jù)庫(kù)連接JDBC(JavaDatabaseConnectivity)是一種用于連接和訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的JavaAPI，提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)接口?？缙脚_(tái)兼容性JDBC允許Java程序使用各種不同的數(shù)據(jù)庫(kù)，而不依賴于特定的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。面向?qū)ο缶幊蘆DBCAPI提供面向?qū)ο蟮慕涌?，方便Java開(kāi)發(fā)人員使用數(shù)據(jù)庫(kù)。JDBC架構(gòu)驅(qū)動(dòng)程序JDBC驅(qū)動(dòng)程序是連接Java程序和特定數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的橋梁。1JDBCAPIJDBCAPI提供了用于連接數(shù)據(jù)庫(kù)、執(zhí)行SQL語(yǔ)句和處理結(jié)果集的接口。2數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)的核心，提供了數(shù)據(jù)訪問(wèn)和維護(hù)功能。3JDBCAPIDriverManager用于加載驅(qū)動(dòng)程序和管理數(shù)據(jù)庫(kù)連接。Connection代表與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接，提供用于執(zhí)行SQL語(yǔ)句的方法。Statement用于執(zhí)行SQL語(yǔ)句，不支持參數(shù)化。PreparedStatement用于執(zhí)行預(yù)編譯的SQL語(yǔ)句，支持參數(shù)化，提高效率和安全性。ResultSet用于存儲(chǔ)查詢結(jié)果，提供用于遍歷結(jié)果集的方法。注冊(cè)JDBC驅(qū)動(dòng)Class.forName()使用Class.forName()方法加載驅(qū)動(dòng)程序類，并將其注冊(cè)到JDBC驅(qū)動(dòng)管理器。DriverManager.registerDriver()使用DriverManager.registerDriver()方法手動(dòng)注冊(cè)驅(qū)動(dòng)程序。建立數(shù)據(jù)庫(kù)連接1獲取連接使用DriverManager.getConnection()方法獲取數(shù)據(jù)庫(kù)連接。2用戶名和密碼提供數(shù)據(jù)庫(kù)用戶名和密碼以進(jìn)行身份驗(yàn)證。3數(shù)據(jù)庫(kù)URL指定數(shù)據(jù)庫(kù)的地址、端口和數(shù)據(jù)庫(kù)名稱。執(zhí)行SQL語(yǔ)句1創(chuàng)建Statement對(duì)象使用Connection對(duì)象的createStatement()方法創(chuàng)建Statement對(duì)象。2執(zhí)行SQL語(yǔ)句使用Statement對(duì)象的executeQuery()或executeUpdate()方法執(zhí)行SQL語(yǔ)句。3處理結(jié)果集對(duì)于查詢語(yǔ)句，可以使用ResultSet對(duì)象處理結(jié)果集。處理查詢結(jié)果集1遍歷結(jié)果集使用ResultSet對(duì)象的next()方法遍歷結(jié)果集。2獲取數(shù)據(jù)使用ResultSet對(duì)象的getXxx()方法獲取指定列的數(shù)據(jù)。3關(guān)閉資源使用finally塊關(guān)閉ResultSet、Statement和Connection對(duì)象。事務(wù)管理事務(wù)概念事務(wù)是一系列數(shù)據(jù)庫(kù)操作，要么全部成功，要么全部失敗，確保數(shù)據(jù)完整性和一致性。事務(wù)隔離級(jí)別事務(wù)隔離級(jí)別定義了多個(gè)事務(wù)之間數(shù)據(jù)可見(jiàn)性和訪問(wèn)的限制。事務(wù)控制使用Connection對(duì)象的commit()和rollback()方法控制事務(wù)的提交和回滾。批處理異常處理SQLExceptionJDBC異常類，用于處理數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。異常捕獲使用try-catch塊捕獲SQLException異常并進(jìn)行處理。JDBC編程最佳實(shí)踐使用PreparedStatement使用PreparedStatement對(duì)象提高SQL語(yǔ)句執(zhí)行效率和安全性。連接池技術(shù)使用連接池管理數(shù)據(jù)庫(kù)連接，提高性能和資源利用率。異常處理使用try-catch塊捕獲異常，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)腻e(cuò)誤處理。資源釋放及時(shí)關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)連接和其他資源，避免資源泄漏。使用Statement對(duì)象1創(chuàng)建Statement對(duì)象：使用Connection對(duì)象的createStatement()方法創(chuàng)建Statement對(duì)象。2執(zhí)行SQL語(yǔ)句：使用Statement對(duì)象的executeQuery()方法執(zhí)行查詢語(yǔ)句，使用executeUpdate()方法執(zhí)行更新、插入、刪除語(yǔ)句。3處理結(jié)果集：對(duì)于查詢語(yǔ)句，使用ResultSet對(duì)象處理結(jié)果集。4關(guān)閉資源：使用finally塊關(guān)閉Statement對(duì)象和Connection對(duì)象。PreparedStatement對(duì)象創(chuàng)建PreparedStatement對(duì)象使用Connection對(duì)象的prepareCall()方法創(chuàng)建PreparedStatement對(duì)象。設(shè)置參數(shù)使用PreparedStatement對(duì)象的setXxx()方法設(shè)置參數(shù)。執(zhí)行SQL語(yǔ)句使用PreparedStatement對(duì)象的executeQuery()或executeUpdate()方法執(zhí)行SQL語(yǔ)句。處理結(jié)果集使用ResultSet對(duì)象處理結(jié)果集。關(guān)閉資源使用finally塊關(guān)閉PreparedStatement對(duì)象和Connection對(duì)象。CallableStatement對(duì)象創(chuàng)建CallableStatement對(duì)象使用Connection對(duì)象的prepareCall()方法創(chuàng)建CallableStatement對(duì)象。1設(shè)置參數(shù)使用CallableStatement對(duì)象的setXxx()方法設(shè)置參數(shù)。2執(zhí)行存儲(chǔ)過(guò)程使用CallableStatement對(duì)象的execute()方法執(zhí)行存儲(chǔ)過(guò)程。3獲取返回值使用CallableStatement對(duì)象的getXXX()方法獲取存儲(chǔ)過(guò)程的返回值。4關(guān)閉資源使用finally塊關(guān)閉CallableStatement對(duì)象和Connection對(duì)象。5元數(shù)據(jù)獲取DatabaseMetaData通過(guò)Connection對(duì)象的getMetaData()方法獲取數(shù)據(jù)庫(kù)元數(shù)據(jù)信息。獲取數(shù)據(jù)庫(kù)信息可以使用DatabaseMetaData對(duì)象的各種方法獲取數(shù)據(jù)庫(kù)版本、驅(qū)動(dòng)程序名稱、支持的SQL語(yǔ)句等信息。獲取表信息可以使用DatabaseMetaData對(duì)象的各種方法獲取數(shù)據(jù)庫(kù)中所有表的名稱、列信息等。數(shù)據(jù)類型映射1Java數(shù)據(jù)類型Java中的基本數(shù)據(jù)類型和對(duì)象類型。2數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中定義的各種數(shù)據(jù)類型，如整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符、日期等。3映射關(guān)系JDBCAPI提供了數(shù)據(jù)類型映射機(jī)制，將Java數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換。連接池技術(shù)連接池概念連接池是一種管理數(shù)據(jù)庫(kù)連接的技術(shù)，它預(yù)先創(chuàng)建一定數(shù)量的數(shù)據(jù)庫(kù)連接，并在需要時(shí)從池中獲取連接，使用完后將連接歸還到池中。優(yōu)勢(shì)連接池可以提高數(shù)據(jù)庫(kù)連接效率、減少數(shù)據(jù)庫(kù)連接的創(chuàng)建和銷毀開(kāi)銷，提高應(yīng)用程序性能。實(shí)現(xiàn)方式常見(jiàn)的連接池實(shí)現(xiàn)包括ApacheCommonsDBCP、C3P0、HikariCP等。開(kāi)源連接池實(shí)現(xiàn)ApacheCommonsDBCPApacheCommonsDBCP是一個(gè)成熟且廣泛使用的連接池實(shí)現(xiàn)。C3P0C3P0是另一個(gè)流行的連接池實(shí)現(xiàn)，提供豐富的配置選項(xiàng)。HikariCPHikariCP是一種輕量級(jí)、高性能的連接池實(shí)現(xiàn)，在性能方面表現(xiàn)出色。數(shù)據(jù)訪問(wèn)對(duì)象(DAO)模式DAO概念數(shù)據(jù)訪問(wèn)對(duì)象(DAO)模式是一種設(shè)計(jì)模式，用于分離數(shù)據(jù)訪問(wèn)邏輯和業(yè)務(wù)邏輯。職責(zé)DAO類負(fù)責(zé)與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互，提供數(shù)據(jù)持久化操作。優(yōu)點(diǎn)DAO模式可以提高代碼可讀性、可維護(hù)性和可測(cè)試性。對(duì)象關(guān)系映射(ORM)技術(shù)1ORM(Object-RelationalMapping)技術(shù)是一種將面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言中的對(duì)象映射到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中的關(guān)系的技術(shù)。2ORM框架將Java對(duì)象映射到數(shù)據(jù)庫(kù)表，并提供數(shù)據(jù)持久化操作。3常見(jiàn)的ORM框架包括Hibernate、MyBatis、JPA等。Hibernate框架概述開(kāi)源ORM框架Hibernate是一個(gè)流行的開(kāi)源ORM框架，提供全面的數(shù)據(jù)持久化解決方案。數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)關(guān)性Hibernate支持多種數(shù)據(jù)庫(kù)，無(wú)需修改代碼即可切換數(shù)據(jù)庫(kù)。面向?qū)ο缶幊蘃ibernate提供面向?qū)ο蟮慕涌?，方便Java開(kāi)發(fā)人員使用數(shù)據(jù)庫(kù)。Hibernate配置創(chuàng)建配置文件使用hibernate.cfg.xml文件配置Hibernate環(huán)境。數(shù)據(jù)庫(kù)連接配置數(shù)據(jù)庫(kù)連接信息，包括數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)程序、URL、用戶名和密碼。映射文件配置實(shí)體類與數(shù)據(jù)庫(kù)表的映射關(guān)系。實(shí)體類映射實(shí)體類使用Java類定義實(shí)體類，每個(gè)實(shí)體類對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的一個(gè)表。屬性實(shí)體類的屬性對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)表中的列。映射文件使用hbm.xml文件或注解配置實(shí)體類與數(shù)據(jù)庫(kù)表的映射關(guān)系。數(shù)據(jù)持久化操作1Session對(duì)象Session對(duì)象是Hibernate與數(shù)據(jù)庫(kù)交互的核心接口。2持久化操作使用Session對(duì)象的save()、update()、delete()和get()方法進(jìn)行數(shù)據(jù)持久化操作。3事務(wù)管理Hibernate提供事務(wù)管理機(jī)制，確保數(shù)據(jù)操作的原子性和一致性。關(guān)聯(lián)關(guān)系映射1一對(duì)一一個(gè)實(shí)體對(duì)應(yīng)另一個(gè)實(shí)體。2一對(duì)多一個(gè)實(shí)體對(duì)應(yīng)多個(gè)其他實(shí)體。3多對(duì)多多個(gè)實(shí)體對(duì)應(yīng)多個(gè)其他實(shí)體。查詢語(yǔ)言HQL1HQL語(yǔ)法HQL(HibernateQueryLanguage)是一種面向?qū)ο蟮牟樵冋Z(yǔ)言，基于SQL語(yǔ)法，但更易于使用。2查詢數(shù)據(jù)使用Session對(duì)象的createQuery()方法創(chuàng)建HQL查詢，并執(zhí)行查詢。3處理結(jié)果集使用List或Iterator對(duì)象處理查詢結(jié)果。緩存機(jī)制一級(jí)緩存Session級(jí)別緩存，用于緩存當(dāng)前Session中加載的對(duì)象。二級(jí)緩存SessionFactory級(jí)別緩存，用于緩存所有Session共享的對(duì)象。查詢緩存緩存查詢結(jié)果，避免重復(fù)查詢數(shù)據(jù)庫(kù)。事務(wù)管理事務(wù)概念事務(wù)是一系列數(shù)據(jù)庫(kù)操作，要么全部成功，要么全部失敗，確保數(shù)據(jù)完整性和一致性。事務(wù)隔離級(jí)別Hibernate提供了事務(wù)隔離級(jí)別，控制多個(gè)事務(wù)之間數(shù)據(jù)可見(jiàn)性和訪問(wèn)的限制。事務(wù)控制使用Transaction接口的commit()和rollback()方法控制事務(wù)的提交和回滾。Hibernate最佳實(shí)踐使用HQL使用HQL語(yǔ)言進(jìn)行查詢，提高代碼可讀性和可維護(hù)性。合理使用緩存利用Hibernate緩存機(jī)制提高查詢效率。規(guī)范化映射關(guān)系建立清晰的實(shí)體類與數(shù)據(jù)庫(kù)表的映射關(guān)系，提高代碼可讀性和可維護(hù)性。異常處理使用try-catch塊捕獲異常，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)腻e(cuò)誤處理。資源釋放及時(shí)關(guān)閉Session和Transaction對(duì)象，避免資源泄漏。SpringJDBC支持Spring框架Spring框架提供對(duì)JDBC的支持，簡(jiǎn)化JDBC開(kāi)發(fā)。數(shù)據(jù)訪問(wèn)SpringJDBC模塊提供用于訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的類和接口，簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)訪問(wèn)操作。事務(wù)管理Spring提供聲明式事務(wù)管理，簡(jiǎn)化事務(wù)管理操作。SpringJdbcTemplate1JdbcTemplate類是一個(gè)方便的JDBC模板類，簡(jiǎn)化JDBC操作。2JdbcTemplate提供了多種方法，用于執(zhí)行SQL語(yǔ)句、查詢數(shù)據(jù)和更新數(shù)據(jù)。3JdbcTemplate處理數(shù)據(jù)庫(kù)連接和資源釋放，簡(jiǎn)化JDBC開(kāi)發(fā)。Spring聲明式事務(wù)注解配置使用@Transactional注解配置事務(wù)，簡(jiǎn)化事務(wù)管理配置。事務(wù)傳播行為定義事務(wù)的傳播行為，例如PROPAGATION_REQUIRED、PROPAGATION_REQUIRES_NEW等。事務(wù)隔離級(jí)別定義事務(wù)的隔離級(jí)別，例如ISOLATION_DEFAULT、ISOLATION_READ_COMMITTED等。集成HibernateSessionFactory使用Spring框架的LocalSessionFactoryBean創(chuàng)建SessionFactory對(duì)象。TransactionManager使用Spring框架的HibernateTransactionManager管理Hibernate事務(wù)。DAO使用Spring框架的DAO支持，簡(jiǎn)化DAO類開(kāi)發(fā)。案例分析：基于JDBC的圖書(shū)管理系統(tǒng)系統(tǒng)功能圖書(shū)管理系統(tǒng)的主