JDBC接口技术

March 25,2004

   JDBC是一种可用于执行SQL语句的JavaAPI（ApplicationProgrammingInterface应用程序设计接口）。它由一些Java
语言编写的类和界面组成。JDBC为数据库应用开发人员、数据库前台工具开发人员提供了一种标准的应用程序设计接口，
使开发人员可以用纯Java语言编写完整的数据库应用程序。

   一、ODBC到JDBC的发展历程
   说到JDBC，很容易让人联想到另一个十分熟悉的字眼“ODBC”。它们之间有没有联系呢？如果有，那么它们之间又是
怎样的关系呢？

   ODBC是OpenDatabaseConnectivity的英文简写。它是一种用来在相关或不相关的数据库管理系统（DBMS）中存取数据
的，用C语言实现的，标准应用程序数据接口。通过ODBCAPI，应用程序可以存取保存在多种不同数据库管理系统（DBMS）
中的数据，而不论每个DBMS使用了何种数据存储格式和编程接口。

   1．ODBC的结构模型
   ODBC的结构包括四个主要部分：应用程序接口、驱动器管理器、数据库驱动器和数据源。
   应用程序接口：屏蔽不同的ODBC数据库驱动器之间函数调用的差别，为用户提供统一的SQL编程接口。
   驱动器管理器：为应用程序装载数据库驱动器。
   数据库驱动器：实现ODBC的函数调用，提供对特定数据源的SQL请求。如果需要，数据库驱动器将修改应用程序的请
求，使得请求符合相关的DBMS所支持的文法。
   数据源：由用户想要存取的数据以及与它相关的操作系统、DBMS和用于访问DBMS的网络平台组成。
   虽然ODBC驱动器管理器的主要目的是加载数据库驱动器，以便ODBC函数调用，但是数据库驱动器本身也执行ODBC函数
调用，并与数据库相互配合。因此当应用系统发出调用与数据源进行连接时，数据库驱动器能管理通信协议。当建立起与
数据源的连接时，数据库驱动器便能处理应用系统向DBMS发出的请求，对分析或发自数据源的设计进行必要的翻译，并将
结果返回给应用系统。

   2．JDBC的诞生

   自从Java语言于1995年5月正式公布以来，Java风靡全球。出现大量的用java语言编写的程序，其中也包括数据库应
用程序。由于没有一个Java语言的API，编程人员不得不在Java程序中加入C语言的ODBC函数调用。这就使很多Java的优秀
特性无法充分发挥，比如平台无关性、面向对象特性等。随着越来越多的编程人员对Java语言的日益喜爱，越来越多的公
司在Java程序开发上投入的精力日益增加，对java语言接口的访问数据库的API的要求越来越强烈。也由于ODBC的有其不足
之处，比如它并不容易使用，没有面向对象的特性等等，SUN公司决定开发一Java语言为接口的数据库应用程序开发接口。
在JDK1．x版本中，JDBC只是一个可选部件，到了JDK1．1公布时，SQL类包（也就是JDBCAPI）就成为Java语言的标准部
件。

   二、JDBC技术概述

   JDBC是一种可用于执行SQL语句的JavaAPI（ApplicationProgrammingInterface，应用程序设计接口）。它由一些
Java语言写的类、界面组成。JDBC给数据库应用开发人员、数据库前台工具开发人员提供了一种标准的应用程序设计接
口，使开发人员可以用纯Java语言编写完整的数据库应用程序。

   通过使用JDBC，开发人员可以很方便地将SQL语句传送给几乎任何一种数据库。也就是说，开发人员可以不必写一个
程序访问Sybase，写另一个程序访问Oracle，再写一个程序访问Microsoft的SQLServer。用JDBC写的程序能够自动地将SQL
语句传送给相应的数据库管理系统（DBMS）。不但如此，使用Java编写的应用程序可以在任何支持Java的平台上运行，不
必在不同的平台上编写不同的应用。Java和JDBC的结合可以让开发人员在开发数据库应用时真正实现“WriteOnce，
RunEverywhere！”
   Java具有健壮、安全、易用等特性，而且支持自动网上下载，本质上是一种很好的数据库应用的编程语言。它所需要
的是Java应用如何同各种各样的数据库连接，JDBC正是实现这种连接的关键。

   JDBC扩展了Java的能力，如使用Java和JDBCAPI就可以公布一个Web页，页中带有能访问远端数据库的Applet。或者
企业可以通过JDBC让全部的职工（他们可以使用不同的操作系统，如Windwos，Machintosh和UNIX）在Intranet上连接到
几个全球数据库上，而这几个全球数据库可以是不相同的。随着越来越多的程序开发人员使用Java语言，对Java访问数据
库易操作性的需求越来越强烈。

   MIS管理人员喜欢Java和JDBC，因为这样可以更容易经济地公布信息。各种已经安装在数据库中的事务处理都将继续
正常运行，甚至这些事务处理是存储在不同的数据库管理系统中；而对新的数据库应用来说，开发时间将缩短，安装和版
本升级将大大简化。程序员可以编写或改写一个程序，然后将它放在服务器上，而每个用户都可以访问服务器得到最新的
版本。对于信息服务行业，Java和JDBC提供了一种很好的向外界用户更新信息的方法。

   1．JDBC的任务
   简单地说，JDBC能完成下列三件事：
   1）同一个数据库建立连接；
   2）向数据库发送SQL语句；
   3）处理数据库返回的结果。
   2．JDBC—一种底层的API
   JDBC是一种底层API，这意味着它将直接调用SQL命令。JDBC完全胜任这个任务，而且比其他数据库互联更加容易实
现。同时它也是构造高层API和数据库开发工具的基础。高层API和数据库开发工具应该是用户界面更加友好，使用更加方
便，更易于理解的。但所有这样的API将最终被翻译为象JDBC这样的底层API。目前两种基于JDBC的高层API正处在开发阶
段。
   1）SQL语言嵌入Java的预处理器。虽然DBMS已经实现了SQL查询，但JDBC要求SQL语句被当作字符串参数传送给Java程
序。而嵌入式SQL预处理器允许程序员将SQL语句混用：Java变量可以在SQL语句中使用，来接收或提供数值。然后SQL的预
处理器将把这种Java／SQL混用的程序翻译成带有JDBCAPI的Java程序。
   2）实现从关系数据库到Java类的直接映射。Javasoft和其他公司已经宣布要实现这一技术。在这种“对象／关系”
映射中，表的每一行都将变成这类的一个实例，每一列的值对应实例的一个属性。程序员可以直接操作Java的对象；而存
取所需要的SQL调用将在内部直接产生。还可以实现更加复杂的映射，比如多张表的行在一个Java的类中实现。
   随着大家对JDBC兴趣的不断浓厚，越来越多的开发人员已经开始利用JDBC为基础的工具进行开发。这使开发工作变得
容易。同时，程序员也正在开发对最终用户来说访问数据库更加容易的应用程序。

   3．JDBC和ODBC及其他API的比较

   到目前为止，微软的ODBC可能是用得最广泛的访问关系数据库的API。它提供了连接几乎任何一种平台、任何一种数
据库的能力。那么，为什么不直接从Java中直接使用ODBC呢？

   回答是可以从Java中使用ODBC，但最好在JDBC的协助下，用JDBC－ODBC桥接器实现。那么，为什么需要JDBC呢？要回
答这个问题，有这么几个方面：

   1）ODBC并不适合在Java中直接使用。ODBC是一个C语言实现的API，从Java程序调用本地的C程序会带来一系列类似安
全性、完整性、健壮性的缺点。

   2）其次，完全精确地实现从C代码ODBC到JavaAPI写的ODBC的翻译也并不令人满意。比如，Java没有指针，而ODBC中
大量地使用了指针，包括极易出错的空指针“void＊”。因此，对Java程序员来说，把JDBC设想成将ODBC转换成面向对象
的API是很自然的。

   3）ODBC并不容易学习，它将简单特性和复杂特性混杂在一起，甚至对非常简单的查询都有复杂的选项。而JDBC刚好
相反，它保持了简单事物的简单性，但又允许复杂的特性。
   4）JDBC这样的JavaAPI对于纯Java方案来说是必须的。当使用ODBC时，人们必须在每一台客户机上安装ODBC驱动器和
驱动管理器。如果JDBC驱动器是完全用Java语言实现的话，那么JDBC的代码就可以自动的下载和安装，并保证其安全性，
而且，这将适应任何Java平台，从网络计算机NC到大型主机Mainframe。
   总而言之，JDBCAPI是能体现SQL最基本抽象概念的、最直接的Java接口。它建构在ODBC的基础上，因此，熟悉ODBC的
程序员将发现学习JDBC非常容易。JDBC保持了ODBC的基本设计特征。实际上，这两种接口都是基于X／OPENSQL的调用级接
口（CLI）。它们的最大的不同是JDBC是基于Java的风格和优点，并强化了Java的风格和优点。
   最近，微软又推出了除了ODBC以外的新的API，如RDO，ADO和OLEDB。这些API事实上在很多方面上同JDBC一样朝着相
同的方向努力，也就是努力成为一个面向对象的，基于ODBC的类接口。然而，这些接口目前并不能代替ODBC，尤其在ODBC
驱动器已经在市场完全形成的时候，更重要的是它们只是ODBC的“漂亮的包装”。

   4．JDBC两层模型和三层模型

   JDBC支持两层模型，也支持三层模型访问数据库。
   如图3所示，两层模型中，一个java Appple或者一个JA－va应用直接同数据库连接。这就需要能直接被访问的数据库
进行连接的JDBC驱动器。用户的SQL语句被传送给数据库，而这些语句执行的结果将被传回给用户。数据库可以在同一机器
上，也可以另一机器上通过网络进行连接。这被称为“Client/Server”结构，用户的计算机作为Client,运行数据库的计
算机作为Server。这个网络可是intranet，比如连接全体雇员的企业内部网，当然也可以是internet。

   如图4所示，在三层模型中，命令将被发送到服务的“中间层”，而“中间层”将SQL语句发送到数据库。数据库处理
SQL语句并将结果返回“中间层”，然后“中间层”将它们返回用户。MIS管理员将发现三层模型很有吸引力，因为“中间
层”可以进行对访问的控制并协同数据库的更新，另一个优势就是如果有一个“中间层”用户就可以使用一个易用的高层
的API，这个API可以由“中间层”进行转换，转换成底层的调用。而且，在许多情况下，三层模型可以提供更好的性能。

   到目前为止，“中间层”通常还是用C或C++实现，以保证其高性能。但随着优化编译器的引入，将java的字节码转换
成高效的机器码，用java来实现“中间层”将越来越实际。而JDBC是允许从一个java“中间层”访问数据库的关键。