[大数据]JDBC、datasource、连接池、数据库驱动、持久层框架之间的区别

1、数据库

数据库，就是按照数据结构来组织、存储和管理数据的“仓库”。
数据库分为关系型数据库（sql数据库）与非关系型数据库（no-sql数据库），两者的区别在于是否使用SQL语句作为操作的方式和方法。我们常见的数据库多属于关系型数据库，比如MySql数据库、PostgreSql，oracle数据库。

2、数据库驱动

数据库驱动是不同数据库开发商（比如oracle mysql等）为了某一种开发语言环境（比如java）能够实现数据库调用而开发的一个程序，
数据库驱动的作用相当于一个翻译人员，将Java中对数据库的调用语言翻译成数据库自己的数据库语言，当然这个翻译（数据库驱动）是由各个开发商针对统一的接口自定义开发的。
常用的驱动：

1、MySQL
驱动类的名字：com.mysql.jdbc.Driver
JDBC URL(连接地址)：jdbc:mysql://dbip:port/databasename

• dbip ：为数据库服务器的IP地址，如果是本地可写：localhost或127.0.0.1。
• port ：为数据库的监听端口，需要看安装时的配置，缺省为3306。
• databasename：数据库的名字。

2、SQL Server数据库
驱动类的名字：com.microsoft.jdbc.sqlserver.SQLServerDriver
JDBC URL：jdbc:microsoft:sqlserver://dbip:port;DatabaseName=databasename

• dbip ：为数据库服务器的IP地址，如果是本地可写：localhost或127.0.0.1。
• port ：为数据库的监听端口，需要看安装时的配置，缺省为1433。
• databasename：数据库的名字。

3、Oracle数据库
驱动类的名字：oracle.jdbc.driver.OracleDriver
JDBC URL：jdbc:oracle:thin:@dbip:port:databasename

• dbip ：为数据库服务器的IP地址，如果是本地可写：localhost或127.0.0.1。
• port：为数据库的监听端口，需要看安装时的配置，缺省为1521。
• databasename：为数据库的SID，通常为全局数据库的名字。

如下图就是没有JDBC之前，java开发人员为了操作不同的数据库需要维护不同数据库的驱动程序

3、JDBC

JDBC的全称是Java数据库连接(Java Database connect)，它是一套用于执行SQL语句的Java API。应用程序可通过这套API连接到关系数据库，并使用SQL语句来完成对数据库中数据的查询、更新和删除等操作。简单地说就是 连接 和 操作 数据库的组件。

public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1. 加载数据库驱动
        Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
        //2. 通过驱动管理类获取数据库连接
        Connection conn = DriverManager.getConnection(url,username,password);
        //3. 通过Connection对象创建Statement对象
        Statement stmt = conn.createStatement();
        //4. 执行sql语句
        ResultSet rs = preparedStatement.executeQuery("SELECT * FROM ...") ;
        //5. 遍历结果集
        while(rs.next()){    
         String name = rs.getString("name") ;      
         }   
        //6. 关闭数据库连接，回收数据库资源
        // 关闭顺序：依次关闭ResultSet、Statement、Connection等资源。
        if(rs !=null){   // 关闭记录集    
           try {
              rs.close();
           } catch (SQLException e) {
              e.printStackTrace();
           }
        }    
        if(stmt !=null){   // 关闭声明    
           try {
              stmt.close();
           } catch (SQLException e) {
              e.printStackTrace();
           }
        }
        if(conn !=null){  // 关闭连接对象    
           try {
              conn.close();
           } catch (SQLException e) {
              e.printStackTrace();
           }
        }
}

应用程序使用JDBC访问数据库的方式如下图所示：

从上图可以看出，应用程序使用JDBC访问特定的数据库时，需要与不同的数据库驱动进行连接。由于不同数据库厂商提供的数据库驱动不同，因此，为了使应用程序与数据库真正建立连接，JDBC需要提供访问数据库的API和封装与各种数据库服务器通信的细节。

4、datasource

数据源技术是Java操作数据库的一个很关键技术，流行的持久化框架都离不开数据源的应用。
数据源提供了一种 简单获取数据库连接的方式，并能在内部通过一个 池的机制来复用数据库连接，这样就大大减少创建数据库连接的次数，提高了系统性能。
需要数据源的原因：由于使用jdbc建立连接和销毁太过于浪费资源，因此需要一套高效的与数据库建立连接的组件，那就是数据源，数据源可以创建连接池。
常见的有DBCP、C3P0、druid、hikariCP等等

5、数据库连接池

数据库连接池负责分配、管理和释放数据库连接，它允许应用程序重复使用一个现有的数据库连接，而不是再重新建立一个。连接池技术尽可能多地重用了内存的资源，大大节省了内存，提高了服务器的服务效率，能够支持更多的客户服务。通过使用连接池，将大大提高程序运行效率，同时，我们可以通过其自身的管理机制来监视数据库连接的数量、使用情况等。
以访问MySQL为例，执行一个SQL命令。
不使用连接池：

不使用数据库连接池的步骤：

TCP建立连接的三次握手
MySQL认证的三次握手
真正的SQL执行
MySQL的关闭
TCP的四次握手关闭

可以看到，为了执行一条SQL，却多了非常多我们不关心的网络交互。

使用连接池流程：

使用数据库连接池的步骤：

第一次访问的时候，需要建立连接。 但是之后的访问，均会复用之前创建的连接，直接执行SQL语句。

优点：

1. 较少了网络开销
2. 系统的性能会有一个实质的提升
3. 没了麻烦的TIME_WAIT状态

6、持久层框架

6.1、ORM

对象-关系映射（Object-Relational Mapping，简称ORM），面向对象的开发方法是当今企业级应用开发环境中的主流开发方法，关系数据库是企业级应用环境中永久存放数据的主流数据存储系统。对象和关系数据是业务实体的两种表现形式， 业务实体在内存中表现为对象，在数据库中表现为关系数据。内存中的对象之间存在关联和继承关系，而在数据库中，关系数据无法直接表达多对多关联和继承关系。因此，对象-关系映射(ORM)系统一般以中间件的形式存在，主要实现程序对象到关系数据库数据的映射。
对象-关系映射解释：
A . 简单：ORM以最基本的形式建模数据。比如ORM会将MySQL的一张表映射成一个Java类（模型），表的字段就是这个类的成员变量
B . 精确：ORM使所有的mysql数据表都按照统一的标准精确地映射成java类，使系统在代码层面保持准确统一
C . 易懂：ORM使数据库结构文档化。比如MySQL数据库就被ORM转换为了java程序员可以读懂的java类，java程序员可以只把注意力放在他擅长的java层面（当然能够熟练掌握MySQL更好）
D. 易用：ORM包含对持久类对象进行CRUD操作的API，例如create(), update(), save(), load(), find(), find_all(), where()等，也就是讲sql查询全部封装成了编程语言中的函数，通过函数的链式组合生成最终的SQL语句。通过这种封装避免了不规范、冗余、风格不统一的SQL语句，可以避免很多人为Bug，方便编码风格的统一和后期维护。

6.2、 JdbcTemplate

JDBC也提供了一套操作数据库进行增删改查的接口，但是过于繁琐。
JdbcTemplate是spring提供访问jdbc的一个模板，是Spring对JDBC的封装，目的是使JDBC更加易于使用。
JdbcTemplate是Spring的一部分，它处理了资源的建立和释放，帮助我们避免一些常见的错误，比如忘了总要关闭连接。它运行核心的JDBC工作流，如Statement的建立和执行，而我们只需要提供SQL语句和提取结果，相比较于传统的JDBC的操作简单很多。
JdbcTemplate的用法：

JdbcTemplate jdbcTemplate = new JdbcTemplate(DataSourceUtils.getDataSource());
String sql = "INSERT INTO product VALUES (NULL, ?, ?);";
jdbcTemplate.update(sql, "iPhone3GS", 3333);

6.3、 MyBatis

Mybatis是一个支持普通SQL查询，存储过程和高级映射的优秀持久层(半)ORM
框架
Mybatis避免了几乎所有的JDBC代码和手动设置参数以及获取结果集。
在SpringBoot中，MybatisAutoConfiguration类。可以看到数据源DataSource 注入到SqlSessionFactory 中，然后根据SqlSessionFactory 创建SqlSessionTemplate。这就完成了自动装配，我们就可以直接@Autowired直接使用

  @Bean
  @ConditionalOnMissingBean
  public SqlSessionFactory sqlSessionFactory(DataSource dataSource) throws Exception {
    SqlSessionFactoryBean factory = new SqlSessionFactoryBean();
    factory.setDataSource(dataSource);
    //...
  }
  
  @Bean
  @ConditionalOnMissingBean
  public SqlSessionTemplate sqlSessionTemplate(SqlSessionFactory sqlSessionFactory) {
    ExecutorType executorType = this.properties.getExecutorType();
    if (executorType != null) {
      return new SqlSessionTemplate(sqlSessionFactory, executorType);
    } else {
      return new SqlSessionTemplate(sqlSessionFactory);
    }
  }

Mybatis的组件：

各组件功能介绍：

• Mybatis的配置文件：SqlMapConfig.xml是Mybatis的全局配置文件，主要配置数据源、事务、加载映射文件等，它的名称可以是任意(最好见名知意)。Mapper.xml主要是配置Statement的相关信息，如SQL语句。
• SqlSessionFactoryBuilder：会根据XML配置或是Java配置来生成SqlSessionFactory对象.采用建造者模式（简单来说就是分步构建一个大的对象，例如建造一个大房子，采用购买砖头、砌砖、粉刷墙面的步骤建造，其中的大房子就是大对象，一系列的建造步骤就是分步构建）。
• SqlSessionFactory：用于生成SqlSession，可以通过 SqlSessionFactory.openSession() 方法创建 SqlSession 对象。使用工厂模式（简单来说就是我们获取对象是通过一个类，由这个类去创建我们所需的实例并返回，而不是我们自己通过new去创建）。
• SqlSession：相当于JDBC中的 Connection对象，可以用 SqlSession 实例来直接执行被映射的 SQL 语句，也可以获取对应的Mapper。
• Executor：MyBatis 中所有的 Mapper 语句的执行都是通过 Executor 执行的。（Mapper：由XML文件和Java接口组成，根据XML中配置的映射信息执行对应的SQL语句并返回执行结果。）
• Mapper接口：数据操作接口也就是通常说的 DAO 接口，要和 Mapper 配置文件中的方法一一对应，也就是必须和Mapper.xml中的增删改查标签Id一致。
• Mapper配置：用于组织具体的查询业务和映射数据库的字段关系，可以使用 XML 格式（Mapper.xml）或 Java 注解格式来实现。
• MappedStatement：作用是封装了Statement的相关信息，包括SQL语句、输入参数和输出结果等等。

Mybatis执行流程：

1. 首先是加载Mybatis的全局配置文件，随后会加载SQL 映射文件或者是注解的相关 SQL 内容。
2. 创建会话工厂，MyBatis 通过读取配置文件的信息来构造出会话工厂（SqlSessionFactory）。
3. 创建会话，根据会话工厂，MyBatis 就可以通过它来创建会话对象（SqlSession），会话对象是一个接口，该接口中包含了对数据库操作的增、删、改、查方法。
4. 创建执行器，因为会话对象本身不能直接操作数据库，所以它使用了一个叫做数据库执行器（Executor）的接口来帮它执行操作。
5. 封装 SQL 对象，在这一步，执行器将待处理的 SQL 信息封装到一个对象中（MappedStatement），该对象包括 SQL 语句、输入参数映射信息（Java 简单类型、HashMap 或 POJO）和输出结果映射信息（Java 简单类型、HashMap 或 POJO）。
6. 操作数据库，拥有了执行器和 SQL 信息封装对象就使用它们访问数据库了，最后再返回操作结果，结束流程。

6.4、JPA

JPA的全称是Java Persistence API， 即Java 持久化API，是SUN公司推出的一套基于ORM的规范
JPA规范本质上就是一种ORM规范，注意不是ORM框架——因为JPA并未提供ORM实现，它只是制订了一些规范，提供了一些编程的API接口，但具体实现则由服务厂商来提供实现。JPA和Hibernate的关系就像JDBC和JDBC驱动的关系，JPA是规范，Hibernate除了作为ORM框架之外，它也是一种JPA实现。

Spring Data JPA 是 Spring 基于 ORM 框架、JPA 规范的基础上封装的一套JPA应用框架,底层还是用的实现jpa的hibernate技术,可使开发者用极简的代码即可实现对数据库的访问和操作
JPA框架的用法:
定义对象的操作的接口，继承JpaRepository核心接口。

import com.boot.jpa.entity.User;
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;
import org.springframework.data.jpa.repository.Query;
import org.springframework.data.repository.query.Param;
import org.springframework.stereotype.Repository;
@Repository
public interface UserRepository extends JpaRepository<User,Integer> {

    // 但条件查询
    User findByAge(Integer age);
    // 多条件查询
    User findByNameAndAge(String name, Integer age);
    // 自定义查询
    @Query("from User u where u.name=:name")
    User findSql(@Param("name") String name);
}

7、总结

JDBC: 连接和操作数据库的原生API，接近底层代码。
JDBC和数据源: 数据源是jdbc连接数据库的实现。
数据源和数据库驱动: 连接不同的数据库，就要使用不同的驱动。
数据源和连接池: 数据源会利用底层jdbc生成一些闲置的连接放入连接池，以供访问数据库时使用。
JdbcTemplate、MyBatis和数据源，操作数据库也是需要先连接到数据库的，所以要给jdbcTemplate、MyBatis设置数据源，以便jdbcTemplate、MyBatis能使用数据源的连接池。
jpa和Hibernate: Hibernate根据jpa规范实现的。底层也是利用数据源和JDBC，访问数据库。
JDBC和jpa：本质上，jdbc和jpa这两个东西不是一个层次的，

JDBC是数据库的统一接口标准。
jpa是ORM框架的统一接口标准。
用法有区别: jdbc更注重数据库，orm则更注重于java代码，
但是实际上jpa实现的框架底层还是用jdbc去和数据库打交道。

参考：

1. https://www.cnblogs.com/yanze/p/9714703.html
2. https://www.zhihu.com/question/45993333
3. https://juejin.cn/post/6844903475239714823
4. https://blog.csdn.net/An1090239782/article/details/107159335
5. https://www.cnblogs.com/tanghaorong/p/13856465.html#:~:text=MyBatis%20%E6%98%AF%E6%94%AF%E6%8C%81%E5%AE%9A%E5%88%B6%E5%8C%96,%E5%8F%82%E6%95%B0%E4%BB%A5%E5%8F%8A%E8%8E%B7%E5%8F%96%E7%BB%93%E6%9E%9C%E9%9B%86%E3%80%82
6. https://blog.csdn.net/u013541707/article/details/113182157
7. https://blog.csdn.net/papima/article/details/78219000

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