实例分析MySQL JDBC驱动

开发 后端
MySQL是一个中小型关系型数据库管理系统,目前使用的也比较广泛。为了对开发中间DAO层的问题能有更深的理解,在遇到问题的时候能够有更多的思路,于是研究了一下MySQL JDBC驱动的使用,并且在这过程中也发现了一直以来关于PreparedStatement常识理解上的错误,与大家分享。

下面是个最简单的使用jdbc取得数据的应用。在例子之后我将分成4步,分别是①取得连接,②创建PreparedStatement,③设置参数,④执行查询,来分步分析这个过程。除了设置参数那一步之外,其他的我都画了时序图,如果不想看文字的话,可以对着时序图 。文中的第4步是组装MySQL协议并发送数据包的关键,而且在这部分的(b)环节,我对于PreparedStatement的应用有详细的代码注释分析,建议大家关注一下。

  1. Java代码   
  2. public class DBHelper {     
  3.     public static Connection getConnection() {     
  4.         Connection conn = null;     
  5.         try {     
  6.             Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");     
  7.             conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost/ad?useUnicode=true&characterEncoding=GBK&jdbcCompliantTruncation=false",     
  8.                     "root""root");     
  9.         } catch (Exception e) {     
  10.             e.printStackTrace();     
  11.         }     
  12.         return conn;     
  13.     }     
  14. }     
  15.     
  16.         /*dao中的方法*/    
  17.     public List getAllAdvs() {     
  18.              
  19.         Connection conn = null;     
  20.         ResultSet rs = null;     
  21.         PreparedStatement stmt = null;     
  22.         String sql = "select * from adv where id = ?";     
  23.         List advs = new ArrayList();     
  24.     
  25.         conn = DBHelper.getConnection();     
  26.         if (conn != null) {     
  27.             try {     
  28.                 stmt = conn.prepareStatement(sql);     
  29.                                 stmt.setInt(1new Integer(1));     
  30.                 rs = stmt.executeQuery();     
  31.     
  32.                 if (rs != null) {     
  33.                     while (rs.next()) {     
  34.                         Adv adv = new Adv();     
  35.                         adv.setId(rs.getLong(1));     
  36.                         adv.setName(rs.getString(2));     
  37.                         adv.setDesc(rs.getString(3));     
  38.                         adv.setPicUrl(rs.getString(4));     
  39.     
  40.                         advs.add(adv);     
  41.                     }     
  42.                 }     
  43.             } catch (SQLException e) {     
  44.                 e.printStackTrace();     
  45.             } finally {     
  46.                 try {     
  47.                     stmt.close();     
  48.                     conn.close();     
  49.                 } catch (SQLException e) {     
  50.                     e.printStackTrace();     
  51.                 }     
  52.             }     
  53.         }     
  54.         return advs;     
  55.     }    
  56. public class DBHelper {  
  57.  public static Connection getConnection() {  
  58.   Connection conn = null;  
  59.   try {  
  60.    Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");  
  61.    conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost/ad?useUnicode=true&characterEncoding=GBK&jdbcCompliantTruncation=false",  
  62.      "root""root");  
  63.   } catch (Exception e) {  
  64.    e.printStackTrace();  
  65.   }  
  66.   return conn;  
  67.  }  
  68. }  
  69.  
  70.         /*dao中的方法*/ 
  71.  public List getAllAdvs() {  
  72.     
  73.   Connection conn = null;  
  74.   ResultSet rs = null;  
  75.   PreparedStatement stmt = null;  
  76.   String sql = "select * from adv where id = ?";  
  77.   List advs = new ArrayList();  
  78.  
  79.   conn = DBHelper.getConnection();  
  80.   if (conn != null) {  
  81.    try {  
  82.     stmt = conn.prepareStatement(sql);  
  83.                                 stmt.setInt(1new Integer(1));  
  84.     rs = stmt.executeQuery();  
  85.  
  86.     if (rs != null) {  
  87.      while (rs.next()) {  
  88.       Adv adv = new Adv();  
  89.       adv.setId(rs.getLong(1));  
  90.       adv.setName(rs.getString(2));  
  91.       adv.setDesc(rs.getString(3));  
  92.       adv.setPicUrl(rs.getString(4));  
  93.  
  94.       advs.add(adv);  
  95.      }  
  96.     }  
  97.    } catch (SQLException e) {  
  98.     e.printStackTrace();  
  99.    } finally {  
  100.     try {  
  101.      stmt.close();  
  102.      conn.close();  
  103.     } catch (SQLException e) {  
  104.      e.printStackTrace();  
  105.     }  
  106.    }  
  107.   }  
  108.   return advs;  
  109.  } 

1、首先我们看到要的到一个数据库连接,得到数据库连接这部分放在DBHelper类中的getConnection方法中实现。Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");用来加载mysql的jdbc驱动。

  1. Java代码   
  2. public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {     
  3.     static {     
  4.         try {     
  5.             java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver());     
  6.         } catch (SQLException E) {     
  7.             throw new RuntimeException("Can't register driver!");     
  8.         }     
  9.     }     
  10.     public Driver() throws SQLException {     
  11.     }     
  12. }    
  13. public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {  
  14.  static {  
  15.   try {  
  16.    java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver());  
  17.   } catch (SQLException E) {  
  18.    throw new RuntimeException("Can't register driver!");  
  19.   }  
  20.  }  
  21.  public Driver() throws SQLException {  
  22.  }  

Mysql的Driver类实现了java.sql.Driver接口,任何数据库提供商的驱动类都必须实现这个接口。在DriverManager类中使用的都是接口Driver类型的驱动,也就是说驱动的使用不依赖于具体的实现,这无疑给我们的使用带来很大的方便。如果需要换用其他的数据库的话,只需要把Class.forName()中的参数换掉就可以了,可以说是非常方便的。

在com.mysql.jdbc.Driver类中,除了构造方法,就是一个static的方法体,它调用了DriverManager的registerDriver()方法,这个方法会加载所有系统提供的驱动,并把它们都假如到具体的驱动类中,当然现在就是mysql的Driver。在这里我们第一次看到了DriverManager类,这个类中提供了jdbc连接的主要操作,创建连接就是在这里完成的,可以说这是一个管理驱动的工具类。

  1. Java代码   
  2.    public static synchronized void registerDriver(java.sql.Driver driver)     
  3. throws SQLException {     
  4. if (!initialized) {     
  5.     initialize();     
  6. }            
  7. DriverInfo di = new DriverInfo();      
  8.   /*把driver的信息封装一下,组成一个DriverInfo对象*/    
  9. di.driver = driver;     
  10. di.driverClass = driver.getClass();     
  11. di.driverClassName = di.driverClass.getName();       
  12. writeDrivers.addElement(di);      
  13. println("registerDriver: " + di);      
  14. readDrivers = (java.util.Vector) writeDrivers.clone();      
  15.    }    
  16.     public static synchronized void registerDriver(java.sql.Driver driver)  
  17.  throws SQLException {  
  18.  if (!initialized) {  
  19.      initialize();  
  20.  }        
  21.  DriverInfo di = new DriverInfo();  
  22.    /*把driver的信息封装一下,组成一个DriverInfo对象*/ 
  23.  di.driver = driver;  
  24.  di.driverClass = driver.getClass();  
  25.  di.driverClassName = di.driverClass.getName();  
  26.  
  27.  writeDrivers.addElement(di);   
  28.  println("registerDriver: " + di);  
  29.  readDrivers = (java.util.Vector) writeDrivers.clone();  
  30.  
  31.     } 

注册驱动首先就是初始化,然后把驱动的信息封装一下放进一个叫做DriverInfo的驱动信息类中,最后放入一个驱动的集合中。初始化工作主要是完成所有驱动的加载。
至于驱动的集合writeDrivers和readDrivers,很有趣的是,无论是registerDriver还是deregisterDriver,都是先对writeDrivers中的数据进行添加或者删除,然后再把writeDrivers中的驱动都拷贝到readDrivers中,但每次取出driver却从来不从writeDrivers中取,都是通过readDrivers来获得。我认为可以这样理解,writeDrivers只负责注册driver与注销driver,而readDrivers只负责提供可用的driver,只有当writeDrivers中准备好了驱动,这些驱动才是可以使用的,所以才能被copy至readDrivers中以备使用。这样一来,对内的注册注销与对外的提供使用就分开来了。

第二步就要根据url和用户名,密码来获得数据库的连接了。url一般都是这样的格式:jdbc:protocol://host_name:port/db_name?parameter_name=param_value。开头部分的protocal是对应于不同的数据库提供商的协议,例如mysql的就是mysql。

DriverManager中有重载了四个getConnection(),因为我们有用户名和密码,就把用户和密码存放在Properties中,最后进入终极getConnection(),如下:

  1. Java代码   
  2.    private static Connection getConnection(     
  3. String url, java.util.Properties info, ClassLoader callerCL) throws SQLException {     
  4. java.util.Vector drivers = null;     
  5. ...     
  6. if (!initialized) {     
  7.     initialize();     
  8. }     
  9.    /*取得连接使用的driver从readDrivers中取*/    
  10. synchronized (DriverManager.class){      
  11.     drivers = readDrivers;       
  12.        }     
  13.     
  14. SQLException reason = null;     
  15. for (int i = 0; i < drivers.size(); i++) {     
  16.     DriverInfo di = (DriverInfo)drivers.elementAt(i);     
  17.           
  18.     if ( getCallerClass(callerCL, di.driverClassName ) != di.driverClass ) {     
  19.     continue;     
  20.     }     
  21.     try {     
  22.        /*找到可供使用的驱动,连接数据库server*/    
  23.     Connection result = di.driver.connect(url, info);     
  24.     if (result != null) {     
  25.         return (result);     
  26.     }     
  27.     } catch (SQLException ex) {     
  28.     if (reason == null) {     
  29.         reason = ex;     
  30.     }     
  31.     }     
  32. }     
  33.         
  34. if (reason != null)    {     
  35.     println("getConnection failed: " + reason);     
  36.     throw reason;     
  37. }         
  38. throw new SQLException("No suitable driver found for "+ url, "08001");     
  39.    }    
  40.     private static Connection getConnection(  
  41.  String url, java.util.Properties info, ClassLoader callerCL) throws SQLException {  
  42.  java.util.Vector drivers = null;  
  43.  ...  
  44.  if (!initialized) {  
  45.      initialize();  
  46.  }  
  47.     /*取得连接使用的driver从readDrivers中取*/ 
  48.  synchronized (DriverManager.class){   
  49.      drivers = readDrivers;    
  50.         }  
  51.  
  52.  SQLException reason = null;  
  53.  for (int i = 0; i < drivers.size(); i++) {  
  54.      DriverInfo di = (DriverInfo)drivers.elementAt(i);  
  55.         
  56.      if ( getCallerClass(callerCL, di.driverClassName ) != di.driverClass ) {  
  57.   continue;  
  58.      }  
  59.      try {  
  60.         /*找到可供使用的驱动,连接数据库server*/ 
  61.   Connection result = di.driver.connect(url, info);  
  62.   if (result != null) {  
  63.       return (result);  
  64.   }  
  65.      } catch (SQLException ex) {  
  66.   if (reason == null) {  
  67.       reason = ex;  
  68.   }  
  69.      }  
  70.  }  
  71.       
  72.  if (reason != null)    {  
  73.      println("getConnection failed: " + reason);  
  74.      throw reason;  
  75.  }      
  76.  throw new SQLException("No suitable driver found for "+ url, "08001");  
  77.     } 

Initialize()简直无所不在,DriverManager中只要使用driver之前,就要检查一下有没有初始化,非常小心。然后开始遍历所有驱动,直到找到一个可用的驱动,用这个驱动来取得一个数据库连接,最后返回这个连接。当然,这是正常的情况,从上面我们可以看到,程序中对异常的处理很仔细。如果连接失败,会记录抛出的第一个异常信息,如果没有找到合适的驱动,就抛出一个08001的错误。

现在重点就是假如一切正常,就应该从driver.connect()返回一个数据库连接,所以我们来看看如何通过url提供的数据库。

  1. Java代码   
  2. public java.sql.Connection connect(String url, Properties info)     
  3.         throws SQLException {     
  4.     Properties props = null;     
  5.     if ((props = parseURL(url, info)) == null) {     
  6.         return null;     
  7.     }     
  8.     
  9.     try {     
  10.         Connection newConn = new com.mysql.jdbc.Connection(host(props),     
  11.                 port(props), props, database(props), url);     
  12.     
  13.         return newConn;     
  14.     } catch (SQLException sqlEx) {     
  15.         throw sqlEx;     
  16.     } catch (Exception ex) {     
  17.         throw SQLError.createSQLException(...);     
  18.     }     
  19. }    
  20.  public java.sql.Connection connect(String url, Properties info)  
  21.    throws SQLException {  
  22.   Properties props = null;  
  23.   if ((props = parseURL(url, info)) == null) {  
  24.    return null;  
  25.   }  
  26.  
  27.   try {  
  28.    Connection newConn = new com.mysql.jdbc.Connection(host(props),  
  29.      port(props), props, database(props), url);  
  30.  
  31.    return newConn;  
  32.   } catch (SQLException sqlEx) {  
  33.    throw sqlEx;  
  34.   } catch (Exception ex) {  
  35.    throw SQLError.createSQLException(...);  
  36.   }  
  37.  } 

很简洁的写法,就是新建了一个mysql的connection,host, port, database给它传进入,让它去连接就对了,props里面是些什么东西呢,就是把url拆解一下,什么host,什么数据库名,然后url后面的一股脑的参数,再把用户跟密码也都放进入,反正就是所有的连接数据都放进入了。

在com.mysql.jdbc.Connection的构造方法里面,会先做一些连接的初始化操作,例如创建PreparedStatement的cache,创建日志等等。然后就进入createNewIO()来建立连接了。

新建了一个mysql的connection

从时序图中可以看到,createNewIO()就是新建了一个com.mysql.jdbc.MysqlIO,利用com.mysql.jdbc.StandardSocketFactory来创建一个socket。然后就由这个mySqlIO来与MySql服务器进行握手(doHandshake()),这个doHandshake主要用来初始化与Mysql server的连接,负责登陆服务器和处理连接错误。在其中会分析所连接的mysql server的版本,根据不同的版本以及是否使用SSL加密数据都有不同的处理方式,并把要传输给数据库server的数据都放在一个叫做packet的buffer中,调用send()方法往outputStream中写入要发送的数据。


2、PreparedStatement stmt = conn.prepareStatement(sql);使用得到的connection创建一个Statement。Statement有许多种,我们常用的就是PreparedStatement,用于执行预编译好的SQL语句,CallableStatement用于调用数据库的存储过程。它们的继承关系如下图所示。

继承关系

一旦有了一个statement,就可以通过执行statement.executeQuery()并通过ResultSet对象读出查询结果(如果查询有返回结果的话)。

创建statement的方法一般都有重载,我们看下面的prepareStatement:


Java代码
public java.sql.PreparedStatement prepareStatement(String sql)  
        throws SQLException {  
    return prepareStatement(sql, java.sql.ResultSet.TYPE_FORWARD_ONLY,  
            java.sql.ResultSet.CONCUR_READ_ONLY);  
}  
 
       public java.sql.PreparedStatement prepareStatement(String sql,  
        int resultSetType, int resultSetConcurrency) throws SQLException; 
 public java.sql.PreparedStatement prepareStatement(String sql)
   throws SQLException {
  return prepareStatement(sql, java.sql.ResultSet.TYPE_FORWARD_ONLY,
    java.sql.ResultSet.CONCUR_READ_ONLY);
 }

        public java.sql.PreparedStatement prepareStatement(String sql,
   int resultSetType, int resultSetConcurrency) throws SQLException;

 

如果没有指定resultSetType和resultSetConcurrency的话,会给它们默认设置一个值。
ResultSet中的参数常量主要有以下几种:

  1. TYPE_FORWARD_ONLY: ResultSet的游标只能向前移动。   
  2. TYPE_SCROLL_INSENSITIVE:ResultSet的游标可以滚动,但对于resultSet下的数据改变不敏感。   
  3. TYPE_SCROLL_SENSITIVE:ResultSet的游标可以滚动,但对于resultSet下的数据改变是敏感的。   
  4. CONCUR_READ_ONLY:不可以更新的ResultSet的并发模式。   
  5. CONCUR_UPDATABLE:可以更新的ResultSet的并发模式。   
  6. FETCH_FORWARD:按正向(即从第一个到最后一个)处理结果集中的行。   
  7. FETCH_REVERSE:按反向(即从最后一个到第一个)处理结果集中的行处理。   
  8. FETCH_UNKNOWN:结果集中的行的处理顺序未知。   
  9. CLOSE_CURSORS_AT_COMMIT:调用Connection.commit方法时应该关闭 ResultSet 对   
  10. HOLD_CURSORS_OVER_COMMIT:调用Connection.commit方法时不应关闭ResultSet对象。 

 prepareStatement的创建如下图所示:

prepareStatement的创建

在new ParseInfo中,会对这个sql语句进行分析,例如看看这个sql是什么语句;有没有limit条件语句,还有一个重要的工作,如果使用的是PreparedStatement来准备sql语句的话,会在这里把sql语句进行分解。我们知道PreparedStatement对象在实例化创建时就被设置了一个sql语句,使用PreparedStatement对象执行的sql语句在首次发送到数据库时,sql语句就会被编译,这样当多次执行同一个sql语句时,mysql就不用每次都去编译sql语句了。

这个sql语句如果包含参数的话,可以用问号(”?”)来为参数进行占位,而不需要立即为参数赋值,而在语句执行之前,必须通过适当的set***()来为问号处的参数赋值。New ParseInfo()中,包含了参数的sql语句就会被分解为多段,放在staticSql中,以便需要设置参数时定位参数的位置。假如sql语句为“select * from adv where id = ? and name = ?”的话,那么staticSql中的元素就是3个,staticSql[3]={ ”select * from adv where id = ”, ” and name = ” , ””}。注意数组中最后一个元素,在这个例子中是””,因为我的例子里面最后一个就是”?”,如果sql语句是这样的“select * from adv where id = ? and name = ? order by id”的话,staticSql就变成是这样的{ ”select * from adv where id = ”, ” and name = ” , ” order by id”}。


3、stmt.setInt(1, new Integer(1));

设置sql语句中的参数值。

对于参数而言,PreparedStatement中一共有四个变量来储存它们,分别是

a) byte[][] parameterValues:参数转换为byte后的值。

b) InputStream[] parameterStreams:只有在调用存储过程batch(CallableStatement)的时候才会用到它,否则它的数组中的值设置为null。

c) boolean[] isStream:是否为stream的标志,如果调用的是preparedStatement,isStream数组中的值均为false,若调用的是CallableStatement,则均设置为true。

d) boolean[] isNull:标识参数是否为空,设置为false。

这四个变量的一维数组的大小都是一样的,sql语句中有几个待set的参数(几个问号),一维的元素个数就是多大。
4、ResultSet rs = stmt.executeQuery(); 一切准备就绪,开始执行查询罗!

a) 检查preparedStatement是否已关闭,如果已关闭,抛出一个SQLError.SQL_STATE_CONNECTION_NOT_OPEN的错误。

b) fillSendPacket:创建数据包,其中包含了要发送到服务器的查询。

这个sendPacket就是mysql驱动要发送给数据库服务器的协议数据。一般来说,协议的数据格式有两种,一种是二进制流的格式,还有一种是文本的格式。文本协议就是基本上人可以直接阅读的协议,一般是用ascii字符集,也有用utf8格式的,优点是便于理解,读起来方便,扩充容易,缺点就是解析的时候比较麻烦,而且占用的空间比较大,冗余的数据比较多。二进制格式话,就需要服务器与客户端协议规定固定的数据结构,哪个位置放什么数据,如果单独看协议内容的话,很难理解数据含义,优点就是数据量小,解析的时候只要根据固定位置的值就能知道具体标识什么意义。

在这里使用的是二进制流的格式,也就是说协议中的数据格式是固定的,而且都要转换成二进制。格式为第一个byte标识操作信号,后面开始就是完整的sql语句的二进制流,请看下面的代码分析。

  1. Java代码   
  2.     protected Buffer fillSendPacket(byte[][] batchedParameterStrings,     
  3.             InputStream[] batchedParameterStreams, boolean[] batchedIsStream,     
  4.             int[] batchedStreamLengths) throws SQLException {     
  5.         // 从connection的IO中得到发送数据包,首先清空其中的数据     
  6.         Buffer sendPacket = this.connection.getIO().getSharedSendPacket();     
  7.         sendPacket.clear();     
  8.              
  9.         /* 数据包的第一位为一个操作标识符(MysqlDefs.QUERY),表示驱动向服务器发送的连接的操作信号,包括有QUERY, PING, RELOAD, SHUTDOWN, PROCESS_INFO, QUIT, SLEEP等等,这个操作信号并不是针对sql语句操作而言的CRUD操作,从提供的几种参数来看,这个操作是针对服务器的一个操作。一般而言,使用到的都是MysqlDefs.QUERY,表示发送的是要执行sql语句的操作。    
  10. */    
  11.         sendPacket.writeByte((byte) MysqlDefs.QUERY);     
  12.     
  13.         boolean useStreamLengths = this.connection     
  14.                 .getUseStreamLengthsInPrepStmts();     
  15.     
  16.         int ensurePacketSize = 0;     
  17.         for (int i = 0; i < batchedParameterStrings.length; i++) {     
  18.             if (batchedIsStream[i] && useStreamLengths) {     
  19.                 ensurePacketSize += batchedStreamLengths[i];     
  20.             }     
  21.         }     
  22.     
  23.         /* 判断这个sendPacket的byte buffer够不够大,不够大的话,按照1.25倍来扩充buffer    
  24. */    
  25.         if (ensurePacketSize != 0) {     
  26.             sendPacket.ensureCapacity(ensurePacketSize);     
  27.         }     
  28.     
  29.         /* 遍历所有的参数。在prepareStatement阶段的new ParseInfo()中,驱动曾经对sql语句进行过分割,如果含有以问号标识的参数占位符的话,就记录下这个占位符的位置,依据这个位置把sql分割成多段,放在了一个名为staticSql的字符串中。这里就开始把sql语句进行拼装,把staticSql和parameterValues进行组合,放在操作符的后面。    
  30. */    
  31.         for (int i = 0; i < batchedParameterStrings.length; i++) {     
  32.     
  33.         /* batchedParameterStrings就是parameterValues,batchedParameterStreams就是parameterStreams,如果两者都为null,说明在参数的设置过程中出了错,立即抛出错误。    
  34. */    
  35.             if ((batchedParameterStrings[i] == null)     
  36.                     && (batchedParameterStreams[i] == null)) {     
  37.                 throw SQLError.createSQLException(Messages     
  38.                         .getString("PreparedStatement.40"//$NON-NLS-1$     
  39.                         + (i + 1), SQLError.SQL_STATE_WRONG_NO_OF_PARAMETERS);     
  40.             }     
  41.     
  42.         /*在sendPacket中加入staticSql数组中的元素,就是分割出来的没有”?”的sql语句,并把字符串转换成byte。    
  43. */    
  44.             sendPacket.writeBytesNoNull(this.staticSqlStrings[i]);     
  45.     
  46.         /* batchedIsStream就是isStream,如果参数是通过CallableStatement传递进来的话,batchedIsStream[i]==true,就用batchedParameterStreams中的值填充到问号占的参数位置中去。    
  47. */    
  48.             if (batchedIsStream[i]) {     
  49.                 streamToBytes(sendPacket, batchedParameterStreams[i], true,     
  50.                         batchedStreamLengths[i], useStreamLengths);     
  51.             } else {     
  52.                  
  53.         /*否则的话,就用batchedParameterStrings,也就是parameterValues来填充参数位置。在循环中,这个操作是跟在staticSql后面的,因此就把第i个参数加到了第i个staticSql段中。参考前面的staticSql的例子,发现当循环结束的时候,原始sql语句最后一个”?”之前的sql语句就拼成了正确的语句了。    
  54. */    
  55.     sendPacket.writeBytesNoNull(batchedParameterStrings[i]);     
  56.             }     
  57.         }     
  58.     
  59.         /*由于在原始的包含问号的sql语句中,在最后一个”?”后面可能还有order by等语句,因此staticSql数组中的元素个数一定比参数的个数多1,所以这里把staticSqlString中的最后一段sql语句放入sendPacket中。    
  60. */    
  61.         sendPacket     
  62.                 .writeBytesNoNull(this.staticSqlStrings[batchedParameterStrings.length]);     
  63.     
  64.         return sendPacket;     
  65.     }    
  66.  protected Buffer fillSendPacket(byte[][] batchedParameterStrings,  
  67.    InputStream[] batchedParameterStreams, boolean[] batchedIsStream,  
  68.    int[] batchedStreamLengths) throws SQLException {  
  69.         // 从connection的IO中得到发送数据包,首先清空其中的数据  
  70.   Buffer sendPacket = this.connection.getIO().getSharedSendPacket();  
  71.   sendPacket.clear();  
  72.           
  73.         /* 数据包的第一位为一个操作标识符(MysqlDefs.QUERY),表示驱动向服务器发送的连接的操作信号,包括有QUERY, PING, RELOAD, SHUTDOWN, PROCESS_INFO, QUIT, SLEEP等等,这个操作信号并不是针对sql语句操作而言的CRUD操作,从提供的几种参数来看,这个操作是针对服务器的一个操作。一般而言,使用到的都是MysqlDefs.QUERY,表示发送的是要执行sql语句的操作。  
  74. */ 
  75.   sendPacket.writeByte((byte) MysqlDefs.QUERY);  
  76.  
  77.   boolean useStreamLengths = this.connection  
  78.     .getUseStreamLengthsInPrepStmts();  
  79.  
  80.   int ensurePacketSize = 0;  
  81.   for (int i = 0; i < batchedParameterStrings.length; i++) {  
  82.    if (batchedIsStream[i] && useStreamLengths) {  
  83.     ensurePacketSize += batchedStreamLengths[i];  
  84.    }  
  85.   }  
  86.  
  87.         /* 判断这个sendPacket的byte buffer够不够大,不够大的话,按照1.25倍来扩充buffer  
  88. */ 
  89.   if (ensurePacketSize != 0) {  
  90.    sendPacket.ensureCapacity(ensurePacketSize);  
  91.   }  
  92.  
  93.         /* 遍历所有的参数。在prepareStatement阶段的new ParseInfo()中,驱动曾经对sql语句进行过分割,如果含有以问号标识的参数占位符的话,就记录下这个占位符的位置,依据这个位置把sql分割成多段,放在了一个名为staticSql的字符串中。这里就开始把sql语句进行拼装,把staticSql和parameterValues进行组合,放在操作符的后面。  
  94. */ 
  95.   for (int i = 0; i < batchedParameterStrings.length; i++) {  
  96.  
  97.         /* batchedParameterStrings就是parameterValues,batchedParameterStreams就是parameterStreams,如果两者都为null,说明在参数的设置过程中出了错,立即抛出错误。  
  98. */ 
  99.    if ((batchedParameterStrings[i] == null)  
  100.      && (batchedParameterStreams[i] == null)) {  
  101.     throw SQLError.createSQLException(Messages  
  102.       .getString("PreparedStatement.40"//$NON-NLS-1$  
  103.       + (i + 1), SQLError.SQL_STATE_WRONG_NO_OF_PARAMETERS);  
  104.    }  
  105.  
  106.         /*在sendPacket中加入staticSql数组中的元素,就是分割出来的没有”?”的sql语句,并把字符串转换成byte。  
  107. */ 
  108.    sendPacket.writeBytesNoNull(this.staticSqlStrings[i]);  
  109.  
  110.         /* batchedIsStream就是isStream,如果参数是通过CallableStatement传递进来的话,batchedIsStream[i]==true,就用batchedParameterStreams中的值填充到问号占的参数位置中去。  
  111. */ 
  112.    if (batchedIsStream[i]) {  
  113.     streamToBytes(sendPacket, batchedParameterStreams[i], true,  
  114.       batchedStreamLengths[i], useStreamLengths);  
  115.    } else {  
  116.      
  117.         /*否则的话,就用batchedParameterStrings,也就是parameterValues来填充参数位置。在循环中,这个操作是跟在staticSql后面的,因此就把第i个参数加到了第i个staticSql段中。参考前面的staticSql的例子,发现当循环结束的时候,原始sql语句最后一个”?”之前的sql语句就拼成了正确的语句了。  
  118. */ 
  119.  sendPacket.writeBytesNoNull(batchedParameterStrings[i]);  
  120.    }  
  121.   }  
  122.  
  123.         /*由于在原始的包含问号的sql语句中,在最后一个”?”后面可能还有order by等语句,因此staticSql数组中的元素个数一定比参数的个数多1,所以这里把staticSqlString中的最后一段sql语句放入sendPacket中。  
  124. */ 
  125.   sendPacket  
  126.     .writeBytesNoNull(this.staticSqlStrings[batchedParameterStrings.length]);  
  127.  
  128.   return sendPacket;  
  129.  } 

 

假如sql语句为“select * from adv where id = ?”的话,这个sendPacket中第一个byte的值就是3(MysqlDefs.QUERY的int值),后面接着的就是填充了参数值的完整的sql语句字符串(例如:select * from adv where id = 1)转换成的byte格式。

于是,我们看到,好像sql语句在这里就已经不是带”?”的preparedStatement,而是在驱动里面把参数替代到”?”中,再把完整的sql语句发送给mysql server来编译,那么尽管只是参数改变,但对于mysql server来说,每次都是新的sql语句,都要进行编译的。这与我们之前一直理解的PreparedStatement完全不一样。照理来说,应该把带”?”的sql语句发送给数据库server,由mysql server来编译这个带”?”的sql语句,然后用实际的参数来替代”?”,这样才是实现了sql语句只编译一次的效果。sql语句预编译的功能取决于server端,oracle就是支持sql预编译的。

所以说,从mysql驱动的PreparedStatement里面,好像我们并没有看到mysql支持预编译功能的证据。(实际测试也表明,如果server没有预编译功能的话,PreparedStatement和Statement的效率几乎一样,甚至当使用次数不多的时候,PreparedStatement比Statement还要慢一些)。
但是并不是说PreparedStatement除了给我们带来高效率就没有其他作用了,它还有非常好的其他作用:
i. 极大的提高了sql语句的安全性,可以防止sql注入
ii. 代码结构清晰,易于理解,便于维护。

2009-07-02增加(感谢gembler):其实,在mysql5上的版本是支持预编译sql功能的。我用的驱动是5.0.6的,在com.mysql.jdbc.Connection中有一个参数useServerPreparedStmts,表明是否使用预编译功能,所以如果把useServerPreparedStmts置为true的话,mysql驱动可以通过PreparedStatement的子类ServerPreparedStatement来实现真正的PreparedStatement的功能。在这个类的serverExecute方法里面,就负责告诉server,用现在提供的参数来动态绑定到编译好的sql语句上。所以说,ServerPreparedStatement才是真正实现了所谓prepare statement。

c) 设置当前的数据库名,并把之前的数据库名记录下来,在查询完成之后还要恢复原状。

d) 检查一下之前是否有缓存的数据,如果不久之前执行过这个查询,并且缓存了数据的话,就直接从缓存中取出。

e) 如果sql查询没有限制条件的话,为其设置默认的返回行数,若preparedStatement中已经设置了maxRows的话,就使用它。

f) executeInternal:执行查询。
i. 设置当前数据库连接,并调用connection的execSQL来执行查询.然后继续把要发送的查询包,就是之间组装完毕的sendPacket传递进入MysqlIO的sqlQueryDirect()。
ii. 接下来就要往server端发送我们的查询指令啦(sendCommand),说到发送数据,不禁要问,如果这个待发送的数据包超级大,难道每次都是一次性的发送吗?当然不是,如果数据包超过规定的最大值的话,就会把它分割一下,分成几个不超过最大值的数据包来发送。
所以可以肯定,在分割的过程中,除了最后一个数据包,其他数据包的大小都是一样的。那就这样的数据包直接切割了进行发送的话,假如现在被分成了三个数据包,发送给mysql server,服务器怎么知道那个包是第一个呢,它读数据该从什么地方开始读呢,这都是问题,所以,我们要给每个数据包的前面加上一点属性标志,这个标志一共占了4个byte。从代码①处开始就是头标识位的设置。第一位表示数据包的开始位置,就是数据存放的起始位置,一般都设置为0,就是从第一个位置开始。第二和第三个字节标识了这个数据包的大小,注意的是,这个大小是出去标识的4个字节的大小,对于非最后一个数据包来说,这个大小都是一样的,就是splitSize,也就是maxThreeBytes,它的值是255 * 255 * 255。
最后一个字节中存放的就是数据包的编号了,从0开始递增。
在标识位设置完毕之后,就可以把255 * 255 * 255大小的数据从我们准备好的待发送数据包中copy出来了,注意,前4位已经是标识位了,所以应该从第五个位置开始copy数据。
在数据包都装配完毕之后,就可以往socket的outputSteam中发送数据了。接下来的事情,就是由mysql服务器接收数据并解析,执行查询了。


 

  1. Java代码   
  2. while (len >= this.maxThreeBytes) {     
  3.     this.packetSequence++;     
  4.     /*设置包的开始位置*/    
  5.    headerPacket.setPosition(0);      
  6.     /*设置这个数据包的大小,splitSize=255 * 255 * 255*/    
  7.     headerPacket.writeLongInt(splitSize);      
  8.     /*设置数据包的序号*/    
  9.     headerPacket.writeByte(this.packetSequence);      
  10.     /*origPacketBytes就是sendPacket,所以这里就是把sendPacket中大小为255 * 255 * 255的数据放入headPacket中,headerPacketBytes是headPacket的byte buffer*/    
  11.     System.arraycopy(origPacketBytes, originalPacketPos,     
  12.         headerPacketBytes, 4, splitSize);     
  13.     
  14.     int packetLen = splitSize + HEADER_LENGTH;     
  15.     if (!this.useCompression) {     
  16.         this.mysqlOutput.write(headerPacketBytes, 0,     
  17.             splitSize + HEADER_LENGTH);     
  18.         this.mysqlOutput.flush();     
  19.     } else {     
  20.         Buffer packetToSend;     
  21.     
  22.         headerPacket.setPosition(0);     
  23.         packetToSend = compressPacket(headerPacket, HEADER_LENGTH,     
  24.                 splitSize, HEADER_LENGTH);     
  25.         packetLen = packetToSend.getPosition();     
  26.         /*往IO的output stream中写数据*/    
  27.         this.mysqlOutput.write(packetToSend.getByteBuffer(), 0,     
  28.             packetLen);     
  29.         this.mysqlOutput.flush();     
  30.     }     
  31.     
  32.     originalPacketPos += splitSize;     
  33.     len -= splitSize;     
  34. }    
  35.             while (len >= this.maxThreeBytes) {  
  36.                 this.packetSequence++;  
  37.                 /*设置包的开始位置*/ 
  38.     ①          headerPacket.setPosition(0);   
  39.                 /*设置这个数据包的大小,splitSize=255 * 255 * 255*/ 
  40.                 headerPacket.writeLongInt(splitSize);   
  41.                 /*设置数据包的序号*/ 
  42.                 headerPacket.writeByte(this.packetSequence);   
  43.                 /*origPacketBytes就是sendPacket,所以这里就是把sendPacket中大小为255 * 255 * 255的数据放入headPacket中,headerPacketBytes是headPacket的byte buffer*/ 
  44.                 System.arraycopy(origPacketBytes, originalPacketPos,  
  45.                     headerPacketBytes, 4, splitSize);  
  46.  
  47.                 int packetLen = splitSize + HEADER_LENGTH;  
  48.                 if (!this.useCompression) {  
  49.                     this.mysqlOutput.write(headerPacketBytes, 0,  
  50.                         splitSize + HEADER_LENGTH);  
  51.                     this.mysqlOutput.flush();  
  52.                 } else {  
  53.                     Buffer packetToSend;  
  54.  
  55.                     headerPacket.setPosition(0);  
  56.                     packetToSend = compressPacket(headerPacket, HEADER_LENGTH,  
  57.                             splitSize, HEADER_LENGTH);  
  58.                     packetLen = packetToSend.getPosition();  
  59.                     /*往IO的output stream中写数据*/ 
  60.                     this.mysqlOutput.write(packetToSend.getByteBuffer(), 0,  
  61.                         packetLen);  
  62.                     this.mysqlOutput.flush();  
  63.                 }  
  64.  
  65.                 originalPacketPos += splitSize;  
  66.                 len -= splitSize;  
  67.             } 

iii. 通过readAllResults方法读取查询结果。这个读取的过程与发送过程相反,如果接收到的数据包有多个的话,通过IO不断读取,并根据第packet第4个位置上的序号来组装这些packet。然后把读到的数据组装成resultSet中的rowData,这个结果就是我们要的查询结果了。

结合下面的executeQuery的时序图再理一下思路就更清楚了。

executeQuery的时序图

至此,把resultSet一步步的返回给dao,接下来的过程,就是从resultSet中取出rowData,组合成我们自己需要的对象数据了。

总结一下,经过这次对mysql驱动的探索,我发现了更多关于mysql的底层细节,对于以后分析问题解决问题有很大帮助,当然,这里面还有很多细节文中没有写。另外一个就是对于PreparedStatement有了重新的认识,有些东西往往都是想当然得出来的结论,真相还是要靠实践来发现。

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责任编辑:彭凡 来源: javaeye
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