Question

网络访问

随着 Oracle, Sybase, SQL Server ,DB2, Mysql 等人陆陆续续住进数据库村， 这里呈现出一片兴旺发达的景象， 无数的程序在村里忙忙碌碌， 读写数据库， 实际上一个村落已经容不下这么多人了， 数据库村变成了数据镇。

这一天， 数据库镇发生了一件大事： 它连上了网络！

外部的花花世界一下全部打开， 很多程序开始离开这个拥挤的城镇， 住到更加宜居的地方去。

可是他们的工作还是要读写数据库， 大家都在想办法能不能通过网络来访问数据库镇的数据库。

其中移居到 Tomcat 村的 Java 最为活跃， 这小子先去拜访了一下 Mysql , 相对于 Oracle, Sybase 等大佬， Mysql 还很弱小， 也许容易搞定。

Java 说： “Mysql 先生， 现在已经网络时代了， 您也得与时俱进啊， 给我们开放下网络接口吧。 ”

Mysql 说： “还网络时代， 你们这些家伙越来越懒了， 都不愿意到我们家里来了！ 说说吧， 你想怎么开放？ ”

Java 说： “很简单， 您听说过 TCP/IP 还有 Socket 没有？ 没有吗？！ 没关系， 您的操作系统肯定知道， 它内置实现了 TCP/IP 和 socket, 您只需要和他商量一下， 需要申请一个 ip ， 确定一个端口， 然后您在这个端口监听， 我每次想访问数据了， 就会创建一个 socket ，向你发起连接请求， 你接受了就行了。 ”

“这么麻烦啊？”

“其实也简单， 您的操作系统会帮忙的， 他非常熟悉， 再说只需要做一次就行， 把这个网络访问建立起来， 到时候很多程序都会来访问您， 您会发财的。 ”

“不会这么简单吧， 假设说， 我是说假设啊， 通过 socket 我们建立了连接， 通过这个连接， 你给我发送什么东西？ 我又给你发什么东西？” Mysql 非常老练， 直击命门。

“呃， 这个.... ”

Java 其实心里其实非常明白， 这需要 和 Mysql 定义一个应用层的协议， 就是所谓的你发什么请求， 我给你什么响应 。

例如：

客户端程序先给 Mysql 打个招呼， Mysql 也回应一下， 俗称握手。

怎么做认证、授权， 数据加密， 数据包分组。

用什么格式发送查询语句， 用什么格式来发送结果。

如果结果集很大， 要一下子全发过来吗？

怎么做数据缓冲？

......

等等一系列让人头痛的问题。

本来 Java 是想独自定义， 这样自己也许能占点便宜， 没想到 Mysql 直接提出来了。

“这样吧 ” Java 说 “我们先把这个应用层的协议定义下来， 然后您去找操作系统来搞定 socket 如何？ ”

“这还差不多 ” 。 Mysql 同意了。

两人忙活了一星期， 才把这个应用层协议给定义好。

然后又忙了一星期， 才把 Mysql 这里的 socket 搞定。

Java 赶紧回到 Tomcat 村， 做了一个实验： 通过 socket 和 mysql 建立连接， 然后通过 socket 发送约定好的应用层协议， 还真不错， 一次都调通了， 看来准备工作很重要啊。

（刘欣注： 这是我的杜撰， mysql 的网络访问早就有了， 并不是 java 捷足先登搞出来的)

统一接口

搞定了 Mysql , Java 很得意， 这是一个很好的起点， 以后和 Oracle, SQL Server, Db2 等大佬谈判也有底气了。

尤其是和 mysql 商量出的应用层协议， mysql 也大度的公开了， 这样一来， 不管是什么语言写的程序，管你是 java, pyhton, ruby , php...... 只要能使用 socket, 就可以遵照 mysql 的应用层协议进行访问， mysql 的顾客呈指数级增长， 财源滚滚。 尤其是一个叫 PHP 的家伙， 简直和 mysql 成了死党。

Oracle, Db2 那帮大佬一看， 立刻就红了眼， 不到 Java 去谈判， 也迫不及待的定义了一套属于自己的应用层访问协议。

令人抓狂的是， 他们的网络访问协议和 Msyql 的完全不一样 ！ 这就意味着之前写的针对 mysql 的程序无法针对 Oracle , Db2 通用， 如果想切换数据库， 每个程序都得另起炉灶写一套代码！

更让人恶心的是， 每套代码都得处理非常多的协议细节, 每个使用 Java 进行数据库访问的程序都在喋喋不休的抱怨： 我就想通过网络给数据库发送 SQL 语句， 怎么搞的这么麻烦？

原因很简单， 就是 直接使用 socket 编程， 太 low 了 ， 必须得有一个抽象层屏蔽这些细节！

Java 开始苦苦思索， 做出一个好的抽象不是那么容易的。

首先得有一个叫连接(Connection) 的东西， 用来代表和数据库的连接。

想执行 SQL 怎么办？ 用一个 Statement 来 表示吧。 SQL 返回的结果也得有个抽象的概念： ResultSet 。

他们之间的关系如图所示：

从 Connection 可以创建 Statement, Statement 执行查询可以得到 ResultSet。

ResultSet 提供了对数据进行遍历的方法， 就是 rs.next() ， rs.getXXXX .... 完美！

对了， 无论是 Connection, 还是 Statement, ResultSet ， 他们都应该是接口，而不能是具体实现。

具体的实现需要由各个数据库或者第三方来提供， 毫无疑问， 具体的实现代码中就需要处理那些烦人的细节了！

Java 把这个东西叫做 JDBC， 想着自己定义了一个标准接口， 把包袱都甩给你别人， 他非常得意。

面向接口编程

第一个使用 JDBC， 叫做学生信息管理的程序很快发现了问题， 跑来质问 Java： “你这个 Connection 接口设计的有问题！”

Java 说： “不可能， 我的设计多完善啊！”

“看来你这个规范的制定者没有真正使用啊， 你看看， 我想连接 Mysql, 把 Mysql 提供的 jdbc 实现(mysql-connector-java -4.1.jar ) 拿了过来， 建立一个 Connection : ”

“这不是挺正常的吗？ 你要连接 Mysql , 肯定要提供 ip 地址， 端口号，数据库名啊” Java 问到。

“问题不在这里， 昨天我遇到 mysql 了， 他给了我一个号称性能更强劲的升级版 mysql-connector-java- 5.0.jar ， 我升级以后， 发现我的代码编译都通不过了， 原来 mysql 把 MysqlConnectionImpl 这个类名改成了 MysqlConnectionJDBC4Impl ， 你看看， 你整天吹嘘着 要面向接口编程， 不要面向实现编程 ， 但是你自己设计的东西都做不到啊”

Java 觉得背上开始出汗， 那个程序说的没错， 设计上出了漏洞， 赶紧弥补吧。

既然不能直接去 new 一个 Connection 的实现， 肯定要通过一个新的抽象层来做， 这个中间层叫做什么？

Java 想到了电脑上的驱动程序， 很多硬件没法直接使用， 除非安装了驱动。 那我也模拟一下再做一个抽象层吧： Driver 。

每个数据库都需要实现 Driver 接口， 通过 Driver 可以获得数据库连接 Connection ， 但是这个 Driver 怎么才能 new 出来呢？ 肯定不能直接 new , Java 似乎陷入了鸡生蛋、蛋生鸡的无限循环中了。

最后， 还是 Java 的反射机制救了他， 不要直接 new 了， 每个数据库的 Driver 都用一个文本字符串来表示， 运行时动态的去装载， 例如 mysql 的 Driver 是这样的：

Oracle 是这样的：

只要这个 Driver Class 不改动， 其他具体的实现像 Connection, Statement, ResultSet 想怎么改就怎么改。

接下来的问题是同一个程序可能访问不同的数据库， 可能有多个不同 Driver 都被动态装载进来， 如何来管理？

那就搞一个 DriverManager 吧， Mysql 的 Driver, Oracle 的 Driver 在类初始化的时候， 一定得注册到 DriverManager 中来， 这样 DriverManager 才能管理啊：

注意： 关键点是 static 的代码块， 在一个类被装载后就会执行。

DriverManager 可以提供一个 getConnection 的方法， 用于建立数据库 Connection 。

DriverManager 会把这些信息传递给每个 Driver ， 让每个 Driver 去创建 Connection 。

慢着！ 如果 DriverManager 里既有 MysqlDriver, 又有 OracleDriver , 这里到底该连接哪一个数据库呢？ 难道让两个 Driver 都尝试一下？ 那样太费劲了吧， 还得区分开，没法子只好让那些程序在数据库连接 url 中来指定吧：

url 中指明了这是一个什么数据库， 每个 Driver 都需要判断下是不是属于自己支持的类型， 是的话就开始连接， 不是的话直接放弃。

（刘欣注： 每个 Driver 接口的实现类都需要实现一个 acceptsURL（Sting url）方法， 判断这个 url 是不是自己能支持的。 ）

唉，真是不容易啊， Java 想， 这下整个体系就完备了吧， 为了获得一个 Connection , 综合起来其实就这么几行代码：

无论是任何数据库， 只要正确实现了 Driver， Connection 等接口， 就可以轻松的纳入到 JDBC 框架下了。

Java 终于可以高兴的宣布： “JDBC 正式诞生了！”