第二十章 JDBC DAO设计

Connection的含义
Connection表示了一个和数据库的链接，底层需要有操作系统的Socket支持，所以Connection是一种资源，既然是一种资源，就需要按照建立，打开，使用，关闭的顺序合理的使用。
Connection是Java数据库操作的基础，是进行一系列操作的基础，所有的派生的操作，例如Statement，PreparedStatement，ResultSet等都由Connection直接或者间接的衍生。

如何获得Connection呢？
方法一，使用DriverManager类来获取，前提条件是数据库驱动程序需要在classpath下（即使用数据库链接的程序按照Java的方式可以访问到）。
Connection conn = DriverManager.getConnection( "jdbc:oracle:thin:@192.168.0.1:1521:ORCL", user, pwd );
方法二，使用数据库连接池来获取
什么是数据库连接池呢，数据库连接池是标准JavaEE容器的一种服务，例如Webspher，Weblogic，Tomcat等，容器预先建立一些数据 库链接，以便应用程序使用的时候从中借取，注意有借有还，当应用程序使用完了之后会将数据库链接还回连接池。（数据源配置请参考其他文档）
使用连接池的好处是，可以预先建立链接，减小在数据库获取上的相对时间。
使用连接池获取数据库链接的方式为：
InitialContext ctx = new InitialContext();
DataSource ds = (DataSource)ctx.lookup("java:comp/env/jdbc/DataSource");
Connection conn = ds.getConnection();
由于在配置数据库连接池的时候已经定义了URL，用户名，密码等信息，所以在程序中使用的时候不需要传入这些信息。

ConnectionManager定义
Connection用来专门管理数据库链接，通常情况下ConnectionManager只有一个方法，调用这个方法将返回一个Connection 的实例。通过ConnectionManager可以封装Connection的获取方式（例如开发的时候使用DriverManager，运用的时候使 用DataSource的方式，但是不需要修改ConnectionManager之外的其他代码）和追加Connection获取之前之后的操作（例如 针对Connection的属性的设置）。
下面的代码是一个ConnectionManager的代码示例：

package com.jpleasure.jdbc.dao;

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;

public class ConnectionManager {

public static Connection getConnection() throws DaoException {
Connection conn = null;
try {
conn = DriverManager.getConnection("", "", "");
} catch (SQLException e) {
throw new DaoException("can not get database connection", e);
}
return conn;
}
}

如果需要从开发模式变为运用模式，只需要将上述代码修改为：
package com.jpleasure.jdbc.dao;

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;

public class ConnectionManager {

public static Connection getConnection() throws DaoException {
Connection conn = null;
try {
Context ctx = new InitialContext();
DataSource ds = (DataSource)ctx.lookup("jdbc/dsname");
conn = ds.getConnection();
} catch(NamingException e) {
throw new DaoException("can not find datasource", e);
}catch (SQLException e) {
throw new DaoException("can not get database connection", e);
}
return conn;
}
}

如果需要预先设定Connection的一些属性，也可以在上述代码中设定，例如：
package com.jpleasure.jdbc.dao;

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;

public class ConnectionManager {

public static Connection getConnection() throws DaoException {
Connection conn = null;
try {
Context ctx = new InitialContext();
DataSource ds = (DataSource)ctx.lookup("jdbc/dsname");
conn = ds.getConnection();
conn.setAutoCommit(false);
} catch(NamingException e) {
throw new DaoException("can not find datasource", e);
}catch (SQLException e) {
throw new DaoException("can not get database connection", e);
}
return conn;
}
}

CommonDao定义
属性和构造方法
通常情况下，CommonDao要有一个Connection的引用。所有一个CommonDao的实例的所有方法的调用都需要依赖于这个 Connection。需要一个Connection的另外一个原因是如果各个方法需要保证在一个事务环境中（上下文中），必须保证所有的操作都在一个 Connection上。
构造方法通常需要将类型为Connection的属性实例化，例如：

package com.jpleasure.jdbc.dao;

import java.sql.Connection;

public class CommonDao {

private Connection conn;

public CommonDao() throws DaoException {
this.conn = ConnectionManager.getConnection();
}
}

事务方法
begin（）
开始一个事务，调用CommonDao的begin方法之后，所以的后续操作将会在一个事务环境内，要么全部提交，要么全部回滚。

commit（）
提交一个事务，必须在begin调用之后调用。且和rollback方法互斥。

rollback（）
回滚一个事务，必须在begin方法调用之后调用。且和commit方法互斥。

事务的实现有两种方法，一种是使用基于单一Connection的事务，另外一种方法是使用容器的JTA（Java Transaction API）。需要注意的是第一种方法可以在任何环境下使用，但是只能是针对单一的数据库链接。第二种方法智能在支持JTA的Java EE容器中使用（例如Websphere，Weblogic等，Tomcat默认不支持），但是支持多个Connection实例。
第一种方法代码为：
package com.jpleasure.jdbc.dao;

import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;

public class CommonDao {

private Connection conn;

public CommonDao() throws DaoException {
this.conn = ConnectionManager.getConnection();
}

public void begin() throws DaoException{
if(conn != null) {
try {
conn.setAutoCommit(false);
} catch (SQLException e) {
throw new DaoException("can not begin transaction", e);
}
} else {
throw new DaoException("connection not opened!");
}
}

public void commit() throws DaoException {
try {
if (conn != null && !conn.getAutoCommit()) {
conn.commit();
conn.setAutoCommit(true);
} else {
if (conn == null) {
throw new DaoException("connection not opened!");
} else {
throw new DaoException("first begin then commit please!");
}
}
} catch (SQLException e) {
throw new DaoException("can not commit transaction!", e);
}
}

public void rollback() throws DaoException {
try {
if (conn != null && !conn.getAutoCommit()) {
conn.rollback();
conn.setAutoCommit(true);
} else {
if (conn == null) {
throw new DaoException("connection not opened!");
} else {
throw new DaoException("first begin then rollback please!");
}
}
} catch (SQLException e) {
throw new DaoException("can not rollback transaction!", e);
}
}


}

第二种我们在使用DAO的实例中介绍如何使用（@TODO）
新建两个DAO，做不同的操作，使用JTA保证事务完整。

查询方法
查询方法也许是CommonDao最常用的方法，查询方法需要将数据库的结果返回给画面。返回值我们一般不使用ResultSet，因为 ResultSet依赖于Connection，如果Connection关闭，ResultSet将不再有效，所以我们通常将ResultSet转变为 一个List之后返回。
在说明查询方法之前，我们先说说如何将数据库中的内容放在List中，我们使用一个List表示一个查询结果集合，使用一个Map表示集合中的一行，Map的key表示数据库表的字段名字，Value表示数据库字段的内容。代码为：
private List convert(ResultSet rs) throws DaoException {

// record list
List retList = new ArrayList();

try {
ResultSetMetaData meta = rs.getMetaData();

// column count
int colCount = meta.getColumnCount();

// each record
while (rs.next()) {

Map recordMap = new HashMap();

// each column
for (int i = 1; i <= colCount; i++) {
// column name
String name = meta.getColumnName(i);
// column value
Object value = rs.getObject(i);
// add column to record
recordMap.put(name, value);
}
// ad record to list
retList.add(recordMap);
}
} catch (SQLException ex) {
throw new DaoException("can not convert result set to list of map", ex);
}
return retList;
}

为了避免Sql注入的安全问题，我们通常使用PreparedStatement，在使用PreparedStatement的时候涉及到如何将传入参数设置到PreparedStatement上面，参看以下的共通方法：
private void apply(PreparedStatement pstmt, List params) throws DaoException {
try {
// if params exist
if (params != null && params.size() > 0) {
// parameters iterator
Iterator it = params.iterator();

// parameter index
int index = 1;
while(it.hasNext()) {

Object obj = it.next();
// if null set ""
if (obj == null) {
pstmt.setObject(index, "");
} else {
// else set object
pstmt.setObject(index, obj);
}

//next index
index++;
}
}
} catch (SQLException ex) {
throw new DaoException("can not apply parameter", ex);
}
}

接着我们继续说我们的查询方法，有了上述两个方法，我们的查询方法就非常简单了：
public List query(String sql, List params) throws DaoException {
List result = null;
PreparedStatement pstmt = null;
ResultSet rs = null;
try {
pstmt = conn.prepareStatement(sql);
this.apply(pstmt, params);
rs = pstmt.executeQuery();
result = this.convert(rs);
} catch (SQLException ex) {
throw new DaoException("can not execute query", ex);
} finally {
if (rs != null) {
try {
rs.close();
} catch (SQLException e) {
// nothing
}
}
if (pstmt != null) {
try {
pstmt.close();
} catch (SQLException e) {
// nothing
}
}
}

return result;
}

特殊的查询方法（返回单值）
有时候为了方便使用，我们需要返回单值的产寻方法，例如 select max(id) from table_a, select count(id) from table_b等。以下的代码使用了上述通用的查询方法，代码为：
public Object queryOne(String sql, List params) throws DaoException {
List list = this.query(sql, params);

if(list == null || list.size() == 0) {
throw new DaoException("data not exist");
} else {
Map record = (Map)list.get(0);
if(record == null || record.size() == 0 ) {
throw new DaoException("data not exist");
} else {
return record.values().toArray()[0];
}
}
}

更新，删除，插入方法
由于在JDBC中这三个方法都是用了一个execute完成，所以这里我们也使用一个方法来完成这些功能。代码为：
public int execute(String sql, List params) throws DaoException {
int ret = 0;
PreparedStatement pstmt = null;
try {
pstmt = conn.prepareStatement(sql);
this.apply(pstmt, params);
ret = pstmt.executeUpdate();
}catch(SQLException ex) {
throw new DaoException("", ex);
} finally {
if (pstmt != null) {
try {
pstmt.close();
} catch (SQLException e) {
// nothing.
}
}
}

return ret;
}

批处理方法（查询）
有些时候为了便于操作，需要一次查询多条SQL语句，我们称之为批处理，实现参看以下方法，其中为了和query方法做区分，将参数和返回值都改为了数组形式。

public List[] queryBatch(String[] sqlArray, List[] paramArray) throws DaoException {
List rets = new ArrayList();
if(sqlArray.length != paramArray.length) {
throw new DaoException("sql size not equal parameter size");
} else {
for(int i = 0; i < sqlArray.length; i++) {
String sql = sqlArray[i];
List param = paramArray[i];
List ret = this.query(sql, param);
rets.add(ret);
}
return (List[])rets.toArray();
}
}


批处理方法（更新）
有些时候需要一次更新多条Sql语句，为了便于操作，添加了批处理更新操作，参看以下代码，为了和更新方法区分，将参数和返回值都改为了数组形式。
public int[] executeBatch(String[] sqlArray, List[] paramArray) throws DaoException {
List rets = new ArrayList();
if(sqlArray.length != paramArray.length) {
throw new DaoException("sql size not equal parameter size");
} else {
for(int i = 0; i < sqlArray.length; i++) {
int ret = this.execute(sqlArray[i], paramArray[i]);
rets.add(new Integer(ret));
}

int[] retArray = new int[rets.size()];
for(int i = 0; i < retArray.length; i++) {
retArray[i] = ((Integer)rets.get(i)).intValue();
}

return retArray;
}
}


资源释放
由于CommonDao有一个Connection的属性，且Connection属于稀缺资源，所以在CommonDao不需要在使用的时候需要显示的关闭Connection。代码如下：
public void close() throws DaoException{
try {
if (conn != null && conn.getAutoCommit()) {
conn.close();
} else {
if(conn == null) {
throw new DaoException("can not close null connection, first new then close");
} else {
throw new DaoException("transaction is running, rollbakc or commit befor close please.");
}
}
} catch (SQLException ex) {
throw new DaoException("Can not close common dao");
}
}

JDBC工具类（JDBCUtil Class）
在上述的代码中我们看到有很多的无用的处理，例如：
if (pstmt != null) {
try {
pstmt.close();
} catch (SQLException e) {
// nothing.
}
}
为什么要有这些处理呢？说先这些处理发生的位置都是在正常处理完成之后，这些处理（例如pstmt.close（））即使失败也没有影响，这个时候我们需 要做上述的无用处理，这正是JDBC API的一个小小的瑕疵。我们通常使用一个特殊的静态工具来来做补充，例如：

package com.jpleasure.jdbc.dao;

import java.sql.Connection;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;

public class JDBCUtil {
public void safelyClose(Connection conn) {
if(conn != null) {
try {
conn.close();
} catch (SQLException e) {
//
}
}
}
public void safelyClose(PreparedStatement pstmt) {
if(pstmt != null) {
try {
pstmt.close();
} catch (SQLException e) {
//
}
}
}
public void safelyClose(ResultSet rs) {
if(rs != null) {
try {
rs.close();
} catch (SQLException e) {
//
}
}
}
}

异常处理
也许细心的你已经发现了一个问题，为什么所有抛出异常的地方我们都是将SQLException包装在了DaoException之内抛出呢，为什么不直 接抛出SQLException呢？有两个原因，第一，可以细化，分类Exception抛出合适的异常，添加合适的消息，第二，隔离和Dao和业务逻辑 的耦合，可以方便的修改Dao层而不会影响到业务逻辑层。另外需要注意，DaoExcetion中可以包含SQLException，这个时候可以为客户 提供更详细的错误信息，例如ORA-12524等内容，但是很少见到。

package com.jpleasure.jdbc.dao;

public class DaoException extends Exception {

public DaoException() {
super();
}

public DaoException(String message, Throwable cause) {
super(message, cause);
}

public DaoException(String message) {
super(message);
}

public DaoException(Throwable cause) {
super(cause);
}

}