Java JDBC的底层实现原理深度解析_Java

一、概述

jdbc（java database connectivity）是java和数据库之间的一个桥梁，是一个「规范」而不是一个实现，能够执行sql语句。jdbc由一组用java语言编写的类和接口组成。各种不同类型的数据库都有相应的实现，注意：本文中的代码都是针对mysql数据库实现的。

先看一个案例：

public class jdbcdemo {
    public static final string url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mblog";
    public static final string user = "root";
    public static final string password = "123456";
    public static void main(string[] args) throws exception {
        class.forname("com.mysql.jdbc.driver");
        connection conn = drivermanager.getconnection(url, user, password);
        statement stmt = conn.createstatement();
        resultset rs = stmt.executequery("select id, name, age from m_user where id =1");
        while (rs.next()) {
            system.out.println("name: " + rs.getstring("name") + " ：年龄" + rs.getint("age"));
        }
    }
}

二、jdbc 连接路径

数据库驱动：class.forname(“com.mysql.jdbc.driver”);
获取链接：connection conn = drivermanager.getconnection(url, user, password);
创建statement或者preparedstatement对象： statement stmt = conn.createstatement();
执行sql数据库查询：resultset rs = stmt.executequery(“select id, name, age from m_user where id =1”);
解析结果集：system.out.println(“name: “+rs.getstring(“name”)+” ：年龄”+rs.getint(“age”));
最后就是各种资源的关闭。
数据库驱动
安装好数据库之后，应用程序是不能直接使用数据库的，必须要通过相应的数据库驱动程序，通过驱动程序去和数据库打交道。其实也就是数据库厂商的jdbc接口实现，即对connection等接口的实现类的jar文件。

driver接口：此接口是提供给数据库厂商实现的。比如说mysql的，需要依赖对应的jar包

mysql数据库对应的实现驱动实现类：

package com.mysql.cj.jdbc;
import java.sql.sqlexception;
public class driver extends nonregisteringdriver implements java.sql.driver {
    static {
        try {
            //注册驱动
            java.sql.drivermanager.registerdriver(new driver());
        } catch (sqlexception e) {
            throw new runtimeexception("can't register driver!");
        }
    }
    public driver() throws sqlexception {
    }
}

drivermanager是rt.jar包下的类，（rt=runtime），把程序需要驱动类注册进去。

//drivermanager类中的方法
public static synchronized void registerdriver(java.sql.driver driver,driveraction da)throws sqlexception{
        /* register the driver if it has not already been added to our list */
        if(driver!=null){
            registereddrivers.addifabsent(new driverinfo(driver,da));
        }else{
        // this is for compatibility with the original drivermanager
            throw new nullpointerexception();
        }
        println("registerdriver: "+driver);
}

类似的，可以加载其它厂商的驱动

oracle驱动：class.forname(“oracle.jdbc.driver.oracledriver”);
sql server驱动：class.forname(“com.microsoft.jdbc.sqlserver.sqlserverdriver”);

获取链接

看起来只有这一行代码

connection conn = drivermanager.getconnection(url, user, password);

深入聊聊这行代码，到底底层是怎么连接数据库的？

方法三个参数：链接地址，用户名和密码。

public static connection getconnection(string url,string user, string password) throws sqlexception {
        java.util.properties info = new java.util.properties();
        if (user != null) {
            info.put("user", user);
        }
        if (password != null) {
            info.put("password", password);
        }
        return (getconnection(url, info, reflection.getcallerclass()));
}

获取连接的关键代码adriver.driver.connect(url,info); 这个方法是每个数据库驱动自己的实现的。

// worker method called by the public getconnection() methods.
private static connection getconnection(string url,java.util.properties info,class caller)throws sqlexception{
        classloader callercl = caller != null ? caller.getclassloader() : null;
        sqlexception reason = null;
        //遍历气门注册的数据库驱动
        for(driverinfo adriver:registereddrivers){
            try{
                //获取连接
                connection con = adriver.driver.connect(url,info);
                if(con!=null){
                    // success!
                    println("getconnection returning "+adriver.driver.getclass().getname());
                    return(con);
                }
            }catch(sqlexception ex){
                if(reason==null){
                    reason=ex;
                }
            }
        }
}

获取连接的关键代码adriver.driver.connect(url,info); 这个方法是每个数据库驱动自己的实现的。

package com.mysql.cj.jdbc;
public class nonregisteringdriver implements java.sql.driver {
    @override
    public java.sql.connection connect(string url, properties info) throws sqlexception {
        //部分无关键要的代码省略
        //...
        //下面是重点
        //connectionurl从这个类名应该能猜到还不到真正连接的，只是创建一个连接url相关信息封装。
        connectionurl constr = connectionurl.getconnectionurlinstance(url, info);
        switch (constr.gettype()) {
            //single_connection("jdbc:mysql:", hostscardinality.single), //
            case single_connection:
                //这里就是获取一个实例，连接就在这里面产生的
                return com.mysql.cj.jdbc.connectionimpl.getinstance(constr.getmainhost());
            case loadbalance_connection:
                return loadbalancedconnectionproxy.createproxyinstance((loadbalanceconnectionurl) constr);
            case failover_connection:
                return failoverconnectionproxy.createproxyinstance(constr);
            case replication_connection:
                return replicationconnectionproxy.createproxyinstance((replicationconnectionurl) constr);
            default:
                return null;
        }
    }
}
public static jdbcconnection getinstance(hostinfo hostinfo) throws sqlexception {
        return new connectionimpl(hostinfo);
}

connectionimpl构造方法里有调用createnewio方法：

@override
public void createnewio(boolean isforreconnect){
    synchronized (getconnectionmutex()){
        try{
            if(!this.autoreconnect.getvalue()){
                connectonetryonly(isforreconnect);
                return;
            }
            connectwithretries(isforreconnect);
        }catch(sqlexception ex){
        }
    }
}
private void connectonetryonly(boolean isforreconnect)throws sqlexception{
        exception connectionnotestablishedbecause=null;
        jdbcconnection c=getproxy();
        //又看到熟悉的connet方法，
        //其中，这里的session是nativesession
        this.session.connect(this.orighostinfo,this.user,this.password,this.database,drivermanager.getlogintimeout()*1000,c);
        this.session.setqueryinterceptors(this.queryinterceptors);
 }
 public void connect(hostinfo hi,string user,string password,string database,int logintimeout,transactioneventhandler transactionmanager)throws ioexception{
        socketconnection socketconnection=new nativesocketconnection();
        //看到socket连接了，后续就是socket的连接数据库的过程了
        socketconnection.connect(this.hostinfo.gethost(),this.hostinfo.getport(),this.propertyset,getexceptioninterceptor(),this.log,logintimeout);
        this.protocol.connect(user,password,database);this.protocol.getserversession().seterrormessageencoding(this.protocol.getauthenticationprovider().getencodingforhandshake());
}
com.mysql.cj.protocol.a.nativesocketconnection#connect
java
@override
public void connect(string hostname, int portnumber, propertyset propset, exceptioninterceptor excinterceptor, log log, int logintimeout) {
    this·mysqlsocket = this.socketfactory.connect(this.host, this.port, propset, logintimeout);
    //...
}
这里的socketfactory是standardsocketfactory。所以也就是调用的是standardsocketfactory的connect方法：
java
public t connect(string hostname, int portnumber, propertyset pset, int logintimeout) throws ioexception {
    this.rawsocket = createsocket(pset);
    this.rawsocket.connect(sockaddr, getrealtimeout(connecttimeout));
}
protected socket createsocket(propertyset props) {
    return new socket();
}