• 老调重弹:JDBC系列 之 <驱动载入原理全面解析>


    前言

             近期在研究Mybatis框架,因为该框架基于JDBC。想要非常好地理解和学习Mybatis,必需要对JDBC有较深入的了解。所以便把JDBC 这个东东翻出来。好好总结一番,作为自己的笔记,也是给读者一个參考~~~下面是本文的组织结构。读者能够点击上面的文件夹查看:


    概述       

          普通情况下。在应用程序中进行数据库连接,调用JDBC接口,首先要将特定厂商的JDBC驱动实现载入到系统内存中。然后供系统使用。

    基本结构图例如以下:

       

    驱动载入入内存的过程

        这里所谓的驱动,事实上就是实现了java.sql.Driver接口的类。如oracle的驱动类是 oracle.jdbc.driver.OracleDriver.class(此类能够在oracle提供的JDBC jar包中找到),此类实现了java.sql.Driver接口。

    因为驱动本质上还是一个class,将驱动载入到内存和载入普通的class原理是一样的:使用Class.forName("driverName")。下面是将经常使用的数据库驱动载入到内存中的代码:

    			//载入Oracle数据库驱动
    			Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");
    			
    			//载入SQL Server数据库驱动
    			Class.forName("com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerDriver");
    			
    			//载入MySQL 数据库驱动
    			Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

             注意:Class.forName()将相应的驱动类载入到内存中,然后运行内存中的static静态代码段,代码段中。会创建一个驱动Driver的实例,放入DriverManager中,供DriverManager使用。

          比如,在使用Class.forName() 载入oracle的驱动oracle.jdbc.driver.OracleDriver时。会运行OracleDriver中的静态代码段,创建一个OracleDriver实例。然后调用DriverManager.registerDriver()注冊:

    	static {
    		Timestamp localTimestamp = Timestamp.valueOf("2000-01-01 00:00:00.0");
    		try {
    			if (defaultDriver == null) {
    				//创建一个OracleDriver实例,然后注冊到DriverManager中
                                    defaultDriver = new OracleDriver();
    				DriverManager.registerDriver(defaultDriver);
    			}
    
    		} catch (RuntimeException localRuntimeException) {
    		} catch (SQLException localSQLException) {
    		}


    Driver的功能

          java.sql.Driver接口规定了Driver应该具有下面功能:


    当中:

    acceptsURL(String url) 方法用来測试对指定的url,该驱动是否能打开这个url连接。driver对自己可以连接的url会制定自己的协议。仅仅有符合自己的协议形式的url才觉得自己可以打开这个url,假设可以打开。返回true,反之,返回false;

    比如:oracle定义的自己的url协议例如以下:

    jdbc:oracle:thin:@//<host>:<port>/ServiceName

    jdbc:oracle:thin:@<host>:<port>:<SID>

    oracle自己的acceptsURL(String url)方法例如以下:

    	public boolean acceptsURL(String paramString) {
    		if (paramString.startsWith("jdbc:oracle:")) {
    			return (oracleDriverExtensionTypeFromURL(paramString) > -2);
    		}
    
    		return false;
    	}
    
    	private int oracleDriverExtensionTypeFromURL(String paramString) {
    		int i = paramString.indexOf(58) + 1;
    
    		if (i == 0) {
    			return -2;
    		}
    		int j = paramString.indexOf(58, i);
    
    		if (j == -1) {
    			return -2;
    		}
    		if (!(paramString.regionMatches(true, i, "oracle", 0, j - i))) {
    			return -2;
    		}
    		++j;
    
    		int k = paramString.indexOf(58, j);
    
    		if (k == -1) {
    			return -3;
    		}
    		String str = paramString.substring(j, k);
    
    		if (str.equals("thin")) {
    			return 0;
    		}
    		if ((str.equals("oci8")) || (str.equals("oci"))) {
    			return 2;
    		}
    
    		return -3;
    	}
    
    

         由上可知oracle定义了自己应该接收什么类型的URL。自己能打开什么类型的URL连接(注意:这里acceptsURL(url)仅仅会校验url是否符合协议,不会尝试连接推断url是否有效) 。拓展阅读:经常使用数据库 JDBC URL格式

    connect(String url,Properties info)方法。创建Connection对象,用来和数据库的数据操作和交互,而Connection则是真正数据库操作的開始(在此方法中。没有规定是否要进行acceptsURL()进行校验)。

    手动载入驱动 Driver 并实例化进行数据库操作的样例

    	public static void driverTest(){
    		try {
    			//1.载入oracle驱动类,并实例化
    			Driver driver = (Driver) Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver").newInstance();
    
    			//2.判定指定的URL oracle驱动是否能接受(符合oracle协议规则)
    			boolean flag = driver.acceptsURL("jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:xe");
    			//标准协议測试
    			boolean standardFlag1 = driver.acceptsURL("jdbc:oracle:thin:@//<host>:<port>/ServiceName");
    			boolean standardFlag2 = driver.acceptsURL("jdbc:oracle:thin:@<host>:<port>:<SID>");
    			System.out.println("协议測试:"+flag+"	"+standardFlag1+"	"+standardFlag2);
    			
    			//3.创建真实的数据库连接:
    			String  url = "jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:xe";
    			Properties props = new Properties();
    			props.put("user", "louluan");
    			props.put("password", "123456");
    			Connection connection = driver.connect(url, props);
    			//connection 对象用于数据库交互。代码省略。

    。。。。

    } catch (Exception e) { System.out.println("载入Oracle类失败!"); e.printStackTrace(); } finally{ } }

      

           上述的手动载入Driver而且获取连接的过程稍显笨拙:假设如今我们载入进来了多个驱动Driver,那么手动创建Driver实例。并依据URL进行创建连接就会显得代码杂乱无章。而且还easy出错。而且不方便管理。JDBC中提供了一个DriverManager角色,用来管理这些驱动Driver。

    DriverManager角色

             其实。一般我们操作Driver。获取Connection对象都是交给DriverManager统一管理的。

    DriverManger能够注冊和删除载入的驱动程序,能够依据给定的url获取符合url协议的驱动Driver或者是建立Conenction连接,进行数据库交互。

     

        下面是DriverManager的关键方法摘要:

       

        DriverManager 内部持有这些注冊进来的驱动 Driver,因为这些驱动都是 java.sql.Driver 类型,那么如何才干获得指定厂商的驱动Driver呢?答案就在于:

          java.sql.Driver接口规定了厂商实现该接口,而且定义自己的URL协议。厂商们实现的Driver接口通过acceptsURL(String url)来推断此url是否符合自己的协议。假设符合自己的协议,则能够使用本驱动进行数据库连接操作,查询驱动程序是否觉得它能够打开到给定 URL 的连接。

    使用DriverManager获取指定Driver

         对于驱动载入后,怎样获取指定的驱动程序呢?这里,DriverManager的静态方法getDriver(String url)能够通过传递给的URL,返回能够打开此URL连接的Driver。
         比方。我想获取oracle的数据库驱动。仅仅须要传递形如jdbc:oracle:thin:@<host>:<port>:<SID>或者jdbc:oracle:thin:@//<host>:<port>/ServiceName的參数给DriverManager.getDriver(String url)就可以:

    Driver oracleDriver =DriverManager.getDriver("jdbc:oracle:thin:@<host>:<port>:<SID>");

         实际上。DriverManager.getDriver(String url)方法是依据传递过来的URL。遍历它维护的驱动Driver。依次调用驱动的Driver的acceptsURL(url)。假设返回acceptsURL(url)返回true。则返回相应的Driver:

    	public static Driver getDriver(String paramString) throws SQLException {
    	
    		//省略部分代码。。。。
    		Iterator localIterator = registeredDrivers.iterator();
    		//遍历注冊的驱动
    		while (localIterator.hasNext()) {
    			DriverInfo localDriverInfo = (DriverInfo) localIterator.next();
    			if (isDriverAllowed(localDriverInfo.driver, localClass))
    				try {
    					//假设accepsURL() 为true,返回相应的driver
    					if (localDriverInfo.driver.acceptsURL(paramString)) {
    						//返回相应的driver
    						return localDriverInfo.driver;
    					}
    				} catch (SQLException localSQLException) {
    				}
    			else
    				println("    skipping: "+ localDriverInfo.driver.getClass().getName());
    		}
    		throw new SQLException("No suitable driver", "08001");
    		//-----省略部分代码
    	}

    使用DriverManager注冊和取消注冊驱动Driver

          在本博文開始的 驱动载入的过程一节中,讨论了当使用Class.forName("driverName")载入驱动的时候。会向DriverManager中注冊一个Driver实例。下面代码将验证此说法:

    	public static void defaultDriver(){
    		try {
    			
    			String url = "jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:xe";
    			
    			//1.将Driver载入到内存中,然后运行其static静态代码。创建一个OracleDriver实例注冊到DriverManager中
    			Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");
    			//取出相应的oracle 驱动Driver
    			Driver driver  = DriverManager.getDriver(url);
    			System.out.println("载入类后,获取Driver对象:"+driver);
    			
    			//将driver从DriverManager中注销掉
    			DriverManager.deregisterDriver(driver);
    			//又一次通过url从DriverManager中取Driver
    			driver  = DriverManager.getDriver(url);
    			System.out.println(driver);
    			
    		} catch (Exception e) {
    			System.out.println("载入Oracle类失败。");
    			e.printStackTrace();
    		} finally{
    			
    		}
    	}
    以上代码主要分下面几步:

    1. 首先是将  oracle.jdbc.driver.OracleDriver载入到内存中。

     2.  然后便调用DriverManager.getDriver()去取Driver实例;

    3.  将driver实例从DriverManager中注销掉;

    4.尝试再取 相应url的Driver实例;

    上述代码运行的结果例如以下:


          从运行结果看,正好可以验证以上论述:当第四步再次获取相应url的 Driver 实例时。因为已经被注销掉了,找不到适当的驱动Driver。抛出了 "Not suitable driver" 的异常。

         将上述的样例稍作变化,在注销掉了静态块创建的driver后,往DriverManager注冊一个自己创建的Driver对象实例(详细步骤请看凝视):

    	public static void defaultDriver(){
    		try {
    			
    			String url = "jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:xe";
    			
    			//1.将Driver载入到内存中,然后执行其static静态代码。创建一个OracleDriver实例注冊到DriverManager中
    			Driver dd = (Driver)Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver").newInstance();
    			//2.取出相应的oracle 驱动Driver
    			Driver driver  = DriverManager.getDriver(url);
    			System.out.println("载入类后,获取Driver对象:"+driver);
    			
    			//3. 将driver从DriverManager中注销掉
    			DriverManager.deregisterDriver(driver);
    			
    			//4.此时DriverManager中已经没有了驱动Driver实例,将创建的dd注冊到DriverManager中
    			DriverManager.registerDriver(dd);
    			
    			//5.又一次通过url从DriverManager中取Driver
    			driver  = DriverManager.getDriver(url);
                           
                            System.out.println("注销掉静态创建的Driver后,又一次注冊的Driver:    "+driver);
    			System.out.println("driver和dd是否是同一对象:" +(driver==dd));
    		} catch (Exception e) {
    			System.out.println("载入Oracle类失败!

    "); e.printStackTrace(); } finally{ } }

    下面代码执行的结果:

      以上代码先创建了一个Driver对象,在注销了DriverManager中由载入驱动过程中静态创建驱动之后。注冊到系统中。如今DriverManager中相应url返回的Driver 即是在代码中创建的Driver对象。

    使用DriverManager创建 Connection 连接对象

          创建 Connection 连接对象。能够使用驱动Driver的 connect(url,props)。也能够使用 DriverManager 提供的getConnection()方法。此方法通过url自己主动匹配相应的驱动Driver实例,然后调用相应的connect方法返回Connection对象实例。

    Driver driver  = DriverManager.getDriver(url);
    			Connection connection = driver.connect(url, props);
    上述代码等价于:
    			Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");
    			Connection connection = DriverManager.getConnection(url, props);

    jdbc.drivers

          DriverManager 作为 Driver 的管理器,它在第一次被使用的过程中(即在代码中第一次用到的时候)。它会被载入到内存中。然后运行其定义的static静态代码段。在静态代码段中,有一个  loadInitialDrivers()  静态方法,用于载入配置在jdbc.drivers 系统属性内的驱动Driver。配置在jdbc.drivers 中的驱动driver将会首先被载入:

    	static {
    		loadInitialDrivers();//载入配置在jdbc.drivers系统变量中的驱动driver
    		println("JDBC DriverManager initialized");
    		SET_LOG_PERMISSION = new SQLPermission("setLog");
    	}
    	private static void loadInitialDrivers() {
    		String str1;
    		try {
    			str1 = (String) AccessController
    					.doPrivileged(new PrivilegedAction() {
    						public String run() {
    							return System.getProperty("jdbc.drivers");//返回jdbc.drivers值
    						}
    					});
    		} catch (Exception localException1) {
    			str1 = null;
    		}
    
                    //省略部分代码......
    		if ((str1 == null) || (str1.equals("")))
    			return;
    		String[] arrayOfString1 = str1.split(":");
    		println("number of Drivers:" + arrayOfString1.length);
    		for (String str2 : arrayOfString1)
    			try {
    				//Class.forName载入相应的driver
    				Class.forName(str2, true, ClassLoader.getSystemClassLoader());
    			} catch (Exception localException2) {
    				println("DriverManager.Initialize: load failed: "
    						+ localException2);
    			}
    	}

    下面是通过jdbc.drivers载入驱动driver的方式:

    			String url = "jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:xe";
    			//设置值系统变量jdbc.drivers
    			System.setProperty("jdbc.drivers", "oracle.jdbc.driver.OracleDriver");
    			//2.通过特定的url获取driver
    			Driver driver = DriverManager.getDriver(url);
    			//打印是否存在
    			System.out.println(driver);
    请记住:一定要在第一次使用DriverManager之前设置jdbc.drivers,由于DriverManager中的static静态代码段仅仅会被运行一次。



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            以上是本文 老调重弹:JDBC系列 之 <驱动载入原理全面解析>的所有内容,以上是自己心得。并不是权威。如有不妥或者此错误之处,欢迎读者批评和斧正!  欢迎关注我的下一篇博文: 老调重弹:JDBC系列 之 <JDBC层次结构和基本构成>




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