JAVA操作数据库方式与设计模式应用

1. 在业务层使用JDBC直接操作数据库－最简单，最直接的操作

1）数据库url,username,password写死在代码中
Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver").newInstance();
String url="jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:orcl";
String user="scott";
String password="tiger";
Connection conn= DriverManager.getConnection(url,user,password);
Statement stmt=conn.createStatement(
ResultSet.TYPE_SCROLL_SENSITIVE,ResultSet.CONCUR_UPDATABLE);
String sql="select * from test";
ResultSet rs=stmt.executeQuery(sql);

2）采用Facade和Command模式，使用DBUtil类封装JDBC操作；
数据库url,username,password可以放在配置文件中（如xml,properties,ini等）。
这种方法在小程序中应用较多。

2.DAO(Data Accessor Object)模式－松耦合的开始
DAO = data + accessor + domain object

例如User类－domain object (javabean)
UserDAO类－accessor ，提供的方法getUser(int id)，save(User user)内包含了JDBC操作
在业务逻辑中使用这两个类来完成数据操作。

使用Factory模式可以方便不同数据库连接之间的移植。

3.数据库资源管理模式
3.1 数据库连接池技术
资源重用，避免频繁创建，释放连接引起大大量性能开销；
更快的系统响应速度；

通过实现JDBC的部分资源对象接口( Connection, Statement, ResultSet )，可以使用Decorator设计模式分别产生三种逻辑资源对象: PooledConnection, PooledStatement和 PooledResultSet。


一个最简单地数据库连接池实现：
public class ConnectionPool {

private static Vector pools;
private final int POOL_MAXSIZE = 25;
/**
* 获取数据库连接
* 如果当前池中有可用连接，则将池中最后一个返回；若没有，则创建一个新的返回
*/
public synchronized Connection getConnection() {
Connection conn = null;
if (pools == null) {
pools = new Vector();
}

if (pools.isEmpty()) {
conn = createConnection();
} else {
int last_idx = pools.size() - 1;
conn = (Connection) pools.get(last_idx);
pools.remove(last_idx);
}

return conn;
}

/**
* 将使用完毕的数据库连接放回池中
* 若池中连接已经超过阈值，则关闭该连接；否则放回池中下次再使用
*/
public synchronized void releaseConnection(Connection conn) {
if (pools.size() >= POOL_MAXSIZE)
try {
conn.close();
} catch (SQLException e) {
// TODO自动生成 catch 块
e.printStackTrace();
} else
pools.add(conn);
}

public static Connection createConnection() {
Connection conn = null;
try {
Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver").newInstance();
String url = "jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:orcl";
String user = "scott";
String password = "tiger";
conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);
} catch (InstantiationException e) {
// TODO自动生成 catch 块
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
// TODO自动生成 catch 块
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
// TODO自动生成 catch 块
e.printStackTrace();
} catch (SQLException e) {
// TODO自动生成 catch 块
e.printStackTrace();
}
return conn;
}
}

注意：利用getConnection()方法得到的Connection，程序员很习惯地调用conn.close()方法关闭了数据库连接，那么上述的数据库连接机制便形同虚设。在调用conn.close()方法方法时如何调用releaseConnection()方法？这是关键。这里，我们使用Proxy模式和java反射机制。

public synchronized Connection getConnection() {
Connection conn = null;
if (pools == null) {
pools = new Vector();
}

if (pools.isEmpty()) {
conn = createConnection();
} else {
int last_idx = pools.size() - 1;
conn = (Connection) pools.get(last_idx);
pools.remove(last_idx);
}

ConnectionHandler handler=new ConnectionHandler(this);
return handler.bind(con);
}

public class ConnectionHandler implements InvocationHandler {
private Connection conn;
private ConnectionPool pool;

public ConnectionHandler(ConnectionPool pool){
this.pool=pool;
}

/**
* 将动态代理绑定到指定Connection
* @param conn
* @return
*/
public Connection bind(Connection conn){
this.conn=conn;
Connection proxyConn=(Connection)Proxy.newProxyInstance(
conn.getClass().getClassLoader(), conn.getClass().getInterfaces(),this);
return proxyConn;
}

/* （非 Javadoc）
* @see java.lang.reflect.InvocationHandler#invoke(java.lang.Object, java.lang.reflect.Method, java.lang.Object[])
*/
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
// TODO自动生成方法存根
Object obj=null;
if("close".equals(method.getName())){
this.pool.releaseConnection(this.conn);
}
else{
obj=method.invoke(this.conn, args);
}

return obj;
}
}

在实际项目中，并不需要你来从头开始来设计数据库连接池机制，现在成熟的开源项目，如C3P0,dbcp,Proxool等提供了良好的实现。一般推荐使用Apache dbcp，基本使用实例：
DataSource ds = null;
try{
Context initCtx = new InitialContext();
Context envCtx = (Context) initCtx.lookup("java:comp/env");
ds = (DataSource)envCtx.lookup("jdbc/myoracle");
if(ds!=null){
out.println("Connection is OK!");
Connection cn=ds.getConnection();
if(cn!=null){
out.println("cn is Ok!");
Statement stmt = cn.createStatement();
ResultSet rst = stmt.executeQuery("select * from BOOK");
out.println("

rst is Ok!" + rst.next());
while(rst.next()){
out.println("

BOOK_CODE:" + rst.getString(1));
}
cn.close();
}else{
out.println("rst Fail!");
}
}
else
out.println("Fail!");
}catch(Exception ne){ out.println(ne);
}


3.2 Statement Pool
普通预编译代码：
String strSQL=”select name from items where id=?”;
PreparedStatement ps=conn.prepareStatement(strSQL);
ps.setString(1, “2”);
ResultSet rs=ps.executeQuery();

但是PreparedStatement 是与特定的Connection关联的，一旦Connection关闭，则相关的PreparedStatement 也会关闭。
为了创建PreparedStatement 缓冲池，可以在invoke方法中通过sql语句判断池中还有没有可用实例。

4. 持久层设计与O/R mapping 技术
1） Hernate：适合对新产品的开发，进行封闭化的设计
Hibernate 2003年被Jboss接管，通过把java pojo对象映射到数据库的table中，采用了xml/javareflection技术等。3.0提供了对存储过程和手写sql的支持，本身提供了hql语言。
开发所需要的文件：
hibernate配置文件： hibernate.cfg.xml 或 hibernate.properties
hibernate 映射文件： a.hbm.xml
pojo类源文件： a.java　　

导出表与表之间的关系：
a. 从java对象到hbm文件：xdoclet
b. 从hbm文件到java对象：hibernate extension
c. 从数据库到hbm文件：middlegen
d. 从hbm文件到数据库：SchemaExport

2）Iatis ：适合对遗留系统的改造和对既有数据库的复用，有很强的灵活性 3） Apache OJB：优势在于对标准的全面支持 4）EJB：适合集群服务器，其性能也不象某些人所诟病的那么差劲 5） JDO (java data object)
设置一个Properties对象，从而获取一个JDO的PersistenceManagerFactory（相当于JDBC连接池中的DataSource），进而获得一个PersistenceManager对象（相当于JDBC中的Connection对象），之后，你可以用这个PersistenceManager对象来增加、更新、删除、查询对象。
JDOQL是JDO的查询语言；它有点象SQL，但却是依照Java的语法的。

5. 基于开源框架的Struts+Spring+Hibernate实现方案
示例：这是一个3层架构的web 程序，通过一个Action 来调用业务代理，再通过它来回调 DAO类。下面的流程图表示了MyUsers是如何工作的。数字表明了流程的先后顺序，从web层(UserAction)到中间层(UserManager)，再到数据层(UserDAO)，然后返回。
Spring是AOP, UserManager和UserDAO都是接口.
1) web层(UserAction) ：调用中间层的接口方法，将UserManager作为属性注入。
采用流行的Struts框架，虽然有很多人不屑一顾，但是这项技术在业界用的比较普遍，能满足基本的功能，可以减少培训学习成本。
2) 中间层(UserManager)：将UserDAO作为属性注入，其实现主要是调用数据层接口的一些方法；它处于事务控制中。
采用Spring框架实现，IOC与AOP是它的代名词，功能齐全，非常棒的一个架构。
3) 数据层(UserDAO)：实现类继承HibernateDaoSupport类，在该类中可以调用getHibernateTemplate()的一些方法执行具体的数据操作。
采用Hibernate做O/R mapping，从种种迹象可以看出，Hibernate就是EJB3.0的beta版。