Как создать базу данных в sql java

Как создать базу данных в sql java

Мы приступаем к одному из очень важных разделов программирования на Java — работа с базами данных. Данные являются наверно наиглавнейшей составляющей программирования и вопрос их хранения крайне актуален. Не буду больше говорить о важности этого вопроса — тут можно писать много-много-много разных интересных слов.

Сервер баз данных

Сама идея сервера баз данных и СУБД в виде отдельной программы появилось по совершенно очевидным причинам. Базы данных мгновенно стали МНОГОПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИМИ. Данные нужны всем и возможность одновременного доступа к ним является очевидной. Проблема базы данных в виде обычного файла заключается в том, что к этому файлу будет обращаться сарзу много программ, каждая из которых захочет внести изменения или получить данные. Организовать такой доступ на уровне файловой системы — по сути, невыполнимая задача.
Во-первых — файл должен быть доступен всем пользователям, что требует перекачку данных по сети и хранение этого файла где-то на сетевом диске. Большие объемы данных по сети (пусть даже с высокой скоростью) — кроме слова “отвратительно” у меня ничего не приходит на ум.
Во-вторых — попытка одновременной записи в файл несколькими программами обречена на провал. Для организации такого доступа обычной файловой системы явно не достаточно.
В-третьих — организация прав доступа к тем или иным данным тоже становится непосильной задачей.
В-четвертых — надо “разруливать” конфликты при одновременном доступе к одним и тем же данным.
После небольшого анализа, кроме этих вопросов, можно увидеть еще немалое количество проблем, которые надо решить при мультипользовательском доступе к данным.
В итоге было принято (и реализовано) вполне здравое решение — написать специальную программу, которая имеет несколько названий — Система Управления Базами Данных (СУБД), сервер баз данных и т.д. Я буду называть ее СУБД.
Суть и цель этой программы — организовать централизованный доступ к данным. Т.е. все запросы на получение или изменение данных от клиентских приложений (клинетов) посылаются (обычно по сети и по протоколу TCP/IP) именно в эту программу. И уже эта программа будет заниматься всеми вышеупомянутыми проблемами:

1. СУБД будет иметь некоторый набор команд, который позволит записывать и получать данные
2. СУБД будет сама работать с файловой системой (нередко у нее бывает своя собственная файловая система для скорости)
3. СУБД предоставит механизмы разграничения доступа к разным данным
4. СУБД будет решать задачи одновременного доступа к данным

В итоге мы получаем достаточно ясную архитектуру — есть СУБД, которая сосредоточена на работе с данными и есть клиенты, которые могут посылать запросы к СУБД.

При работе с СУБД клиенты должны решить достаточно четкие задачи:

1. Клиент должен соединиться с СУБД. Как я уже упоминал, чаще всего для общения используется сетевой протокол TCP/IP. В момент подключения клиент также передает свой логин/пароль, чтобы СУБД могла его идентифицировать и в дальнейшем позволить (или не позволить) производить те или иные действия над данными
2. Клиент может посылать команды для изменения/получения данных в СУБД
3. Данные внутри СУБД хранятся в определенных структурах и к этим структурам можно обратиться через команды

SQL базы данных

Могу предположить,что вышеупомянутые задачи и породили именно SQL-базы данных. В них есть удобные и понятные структуры для хранения данных — таблицы. Эти таблицы можно связывать в виде отношений и тем самым дается возможность хранить достаточно сложно организованные данные. Был придуман специальный язык — SQL (Structured Query Language — структурированный язык запросов). Этот язык хоть и имеет всего 4 команды для манипулирования данными, позволяет создавать очень сложные и заковыристые запросы.
На сегодняшний день SQL-базы данных являются самыми распространенными. В последние годы наметилась тенденция к использованию баз данных, основанные на других способах хранения и обработки данных, но пока их применение достаточно узконаправлено, хотя в некоторых случаях они действительно помогают решать важные задачи более эффективно, но все-таки пока SQL — самое главное направление баз данных. Почему я про это упоминаю ? Потому, что все наше знакомство с технологией работы с базами данных из Java будет сконцентрировано на SQL базах данных. С основными командами SQL вы можете познакомиться в различных учебниках. Их сейчас достаточно много и в большинстве своем они вполне понятны.
Возможно, что я тоже когда-нибудь внесу свою лепту в рассказы про SQL, но в данном разделе предполагается, что вы уже знакомы с основными идеями построения реляционных баз данных и с самим языком SQL.

JDBC — Java Database Connectivity — архитектура

Если попробовать определить JDBC простыми словами, то JDBC представляет собой описание интерфейсов и некоторых классов, которые позволяют работать с базами данных из Java. Еще раз: JDBC — это набор интерфейсов (и классов), которые позволяют работать с базами данных.
И вот с этого момента я попробую написать более сложное и в тоже время более четкое описание архитектуры JDBC. Главным принципом архитектуры является унифицированный (универсальный, стандартный) способ общения с разными базами данных. Т.е. с точки зрения приложения на Java общение с Oracle или PostgreSQL не должно отличаться. По возможности совсем не должно отличаться.
Сами SQL-запросы могут отличаться за счет разного набора функций для дат, строк и других. Но это уже строка запроса другая, а алгоритм и набор команд для доставки запроса на SQL-сервер и получение данных от SQL-сервера отличаться не должны.

Наше приложение не должно думать над тем, с какой базе оно работает — все базы должны выглядеть одинаково. Но при всем желании внутреннее устройство передачи данных для разных СУБД разное. Правила передачи байтов для Oracle отличается от правил передачи байтов для MySQL и PostgreSQL. В итоге имеем — с одной стороны все выглядят одинаково, но с другой реализации будут разные. Ничего не приходит в голову ?
Еще раз — разные реализации, но одинаковый набор функциональности.

Думаю, что вы уже догадались — типичный полиморфизм через интерфейсы. Именно на этом и строится архитектура JDBC. Смотрим рисунок.

Как следует из рисунка, приложение работает с абстракцией JDBC в виде набора интерфейсов. А вот реализация для каждого типа СУБД используется своя. Эта реализация называется “JDBC-драйвер”. Для каждого типа СУБД используется свой JDBC-драйвер — для Oracle свой, для MySQL — свой. Как приложение выбирает, какой надо использовать, мы увидим чуть позже.
Что важно понять сейчас — система JDBC позволяет загрузить JDBC-драйвер для конкретной СУБД и единообразно использовать компоненты этого драйвера за счет того, что мы к этим компонентам обращаемся не напрямую, а через интерфейсы.
Т.е. наше приложение в принципе не различает, обращается оно к Oracle или PostgreSQL — все обращения идут через стандартные интерфейсы, за которыми “прячется” реализация.

Пока я предлагаю отметить несколько важных интерфейсов, которые мы будем рассматривать позже, но мне бы хотелось, чтобы у вас этот список уже был, чтобы вы могли по мере прочтения отмечать — “да, вот он важный интерфейс/класс и я теперь знаю, куда он встраивается”. Вот они:

Теперь давайте рассмотрим несложный пример и поймем, как работает JDBC.

JDBC — пример соединения и простого вызова

Попробуем посмотреть на несложном примере, как используется JDBC-драйвер. В нем же мы познакомимся с некоторыми важными интерфейсами и классами.

Предварительно нам необходимо загрузить JDBC-драйвер для PostgreSQL. На данный момент это можно сделать со страницы PostgreSQL JDBC Download

Если вы не нашли эту страницу, то просто наберите в поисковике “PostgreSQL JDBC download” и в первых же строках найдете нужную страницу.
Т.к. я пишу эти статьи для JDK 1.7 и 1.8, то я выбрал строку “JDBC41 Postgresql Driver, Version 9.4-1208” — может через пару-тройку лет это будет уже не так.
Если вы выполнили SQL-скрипт из раздела Установка PostgreSQL, который создавал таблицу JC_CONTACT и вставил туда пару строк, то эта программа позволит вам “вытащить” эти данные и показать их на экране. Это конечно же очень простая программа, но на ней мы сможем посмотреть очень важные моменты. Итак, вот код:

package edu . javacourse . database ;
import java . sql . Connection ;
import java . sql . DriverManager ;
import java . sql . ResultSet ;
import java . sql . Statement ;
public class SimpleDb
public static void main ( String [ ] args ) < SimpleDb m = new SimpleDb ( ) ; m . testDatabase ( ) ; private void testDatabase ( ) < Class . forName ( "org.postgresql.Driver" ) ; String url = "jdbc:postgresql://localhost:5432/contactdb" ; String login = "postgres" ; String password = "postgres" ; Connection con = DriverManager . getConnection ( url , login , password ) ; Statement stmt = con . createStatement ( ) ; ResultSet rs = stmt . executeQuery ( "SELECT * FROM JC_CONTACT" ) ; while ( rs . next ( ) ) < String str = rs . getString ( "contact_id" ) + ":" + rs . getString ( 2 ) ; System . out . println ( "Contact:" + str ) ; stmt . close ( ) ; con . close ( ) ; > catch ( Exception e ) < e . printStackTrace ( ) ;

Для запуска этой програмы необходимо подключить JDBC-драйвер для PostgreSQL. Прочитайте раздел Что такое JAR-файлы для того, чтобы подключить нужный JAR с JDBC-драйвером к проекту в NetBeans.
Для запуска нашей программы из командной строки достаточно собрать этот код (причем здесь не надо подключать JAR на этапе компиляции — только на момент запуска).
Итак, команда для сборки:

javac edu / javacourse / database / SimpleDb . java

И теперь команда для запуска:

java — cp . ; postgresql — 9.4.1208.jre7.jar edu . javacourse . database . SimpleDb

Для запуска проекта в NetBeans предлагаю вам самостоятельно разобраться, как подключить JAR-файл — пример этого указан в статье Что такое JAR-файлы

Начнем разбор нашей программы с самого начала. Итак, в чем же заключается набор вызовов для создания соединения с базой

Class . forName ( «org.postgresql.Driver» ) ;
String url = «jdbc:postgresql://localhost:5432/contactdb» ;
String login = «postgres» ;
String password = «postgres» ;
Connection con con = DriverManager . getConnection ( url , login , password ) ;

Вызов Class.forName() мы уже встречали, когда разговаривали о рефлексии. Если вы этого не сделали — обязательно прочитайте, иначе многое будет непонятно. Так вот наш вызов загружает один из ключевых классов JDBC, который реализует очень важный интерфейс java.sql.Driver. Почему этот класс так важен, мы разберем чуть ниже.
Следующим важным вызовом явлется DriverManager.getConnection(url, login, password);.
Думаю, что параметры login и password достаточно оччевидны — это логин и пароль для подключения к СУБД. А вот первый параметр — url надо рассмотреть подробно.
Параметр url является строкой и я люблю его разбивать на две части. Первая часть jdbc:postgresql: позволяет идентифицировать, к какому типу СУБД вы подключаетесь — Oracle, MySQL, PostgreSQL, IBM DB2, MS SQL Server. В нашем случае тип базы данных — PostgreSQL.
Вторая часть — //localhost:5432/contactdb — определяет конкретный экземпляр выбранной базы данных. Т.е. если первая часть url указывает, что мы хотим работать с PostgreSQL, то вторая часть указывает на каком хосте и на каком порту (опять вспоминаем основы TCP/IP) работает конкретный экземпляр PostgreSQL. Еще раз — первая часть поределяет только тип, вторая часть — параметры оединения с конкретным экземпляром СУБД.
Как вы можете видеть, вторая часть включает помимо IP-адреса и порта (localhost:3306) включает имя базы данных, с которой вы будете соединяться.

И вот теперь возвращаемся к интерфейсу java.sql.Driver. Достаточно очевидно, что сложное приложение на Java может работать с несколькими типами СУБД и одновременно в приложнении участвуют несколько JDBC-драйверов для разных типов СУБД. Так как же класс DriverManager определяет, какой тип СУБД вы собираетесь использовать ?
Придется нам вернуться к моменту загрузки класса — Class.forName(). Большинство классов в момент своей загрузки выполняют очень важный шаг — они РЕГИСТРИРУЮТСЯ у класса DriverManager. Как они это делают ? Посмотрите документацию на класс DriverManager — например здесь:
DriverManager
Среди методов мы можете найти этот: registerDriver(Driver driver). Причем метод статический и создавать экземпляр DriverManager не надо. Таким образом драйвер под конкретный тип СУБД регистрируется у DriverManager. У этого класса (можно глянуть в исходники) создается список драйверов, каждый из которых реализует интерфейс java.sql.Driver. Что же происходить дальше ? Зайдем в документацию java.sql.Driver. Там есть два очень интересных метода:

1. boolean acceptsURL(String url)
2. Connection connect(String url, Properties info)

Первый метод как раз и позволяет классу DriverManager пройти по всему списку зарегистрированных у него драйверов и у каждого спросить — “ты умеешь работать с этим URL”. Отметим, что драйвер под конкретный тип СУБД работает с уникальным набором — MySQL принимает строку “jdbc:mysql:”, PostgreSQL — “jdbc:postgresql:” и т.д. Т.е. первая часть параметра url, о которой мы говорили немного раньше, как раз и позволяет классу DriverManager выбрать драйвер для определенного типа СУБД. Первый шаг сделан — мы выбрали нужный драйвер.
И вот тут приходит очередь второго метода — именно он позволяет создать соединение — возвращает экземпляр класса, который реализует еще один важный интерфейс — java.sql.Connection. Второй метод использует вторую часть url с адресом, портом и именем базы, а также используется логин и пароль. Снова обращаю ваше внимание на тот факт, что реальный класс будет какой-то специальный, под конкретный тип СУБД, но он обязательно должен реализовать интерфейс java.sql.Connection.
java.sql.Connection — это реальное соединение с конкретным экземпляром СУБД определенного типа. Наше соединение готово. Можем продолжать.
Следущий фрагмент кода уже будет проще:

Как использовать базу данных MySQL в Java

В этой статье мы научимся подключаться к базе данных MySQL из Java-кода и выполнять простые запросы для получения и обновления данных. Для того, чтобы получить доступ к базе данных, мы будем использовать JDBC (Java Database Connectivity) API, который входит в стандартную библиотеку Java. JDBC позволяет подключиться к любой базе данных: Postgres, MySQL, SQL Server, Oracle и т. д. — при наличии соответствующей реализации драйвера, необходимого для подключения. Для базы данных MySQL мы будем использовать драйвер Type 4 JDBC из пакета mysql-connector-java-5.1.23-bin.jar . Он написан на чистой Java, а значит, нам не понадобятся какие-либо нативные библиотеки или ODBC-мост. Все, что нам надо будет сделать — это положить JAR-файл в директорию, содержащуюся в CLASSPATH. JAR-файл содержит класс com.mysql.jdbc.Driver , необходимый для подключения к MySQL. Если его не окажется в CLASSPATH, во время выполнения программы выбросится исключение java.lang.ClassNotFoundException , поэтому убедитесь, что вы правильно настроили пути.

Кстати, если вы ищете хорошую книгу по использованию JDBC, обратите внимание на Practical Database Programming with Java (Ying Bai). Это относительно новая книга, и в ней рассматриваются две самые популярные базы данных: Oracle и SQL Server 2008. В книге используется IDE NetBeans для примеров и описываются все инструменты, необходимые для работы с базами данных в Java. Это отличная книга для начинающих и опытных программистов.

Подключаем базу данных MySQL с помощью JDBC

Для того, чтобы подключить базу данных MySQL, нам потребуется четыре вещи:

1. Строка подключения JDBC (например:
   jdbc:mysql://localhost:3306/test).
2. Имя пользователя (root).
3. Пароль (root).
4. База данных с некоторым количеством таблиц для примера (например, база данных книг).

Строка подключения для MySQL начинается с jdbc:mysql . Это название протокола соединения, за которым следуют хост и порт подключения, на которых запущена база данных. В нашем случае это localhost с портом по умолчанию 3306 (если вы его не поменяли при установке). Следующая часть — test — имя базы данных, которая уже существует в MySQL. Мы можем создать таблицу Books :

CREATE TABLE `books` ( `id` int(11) NOT NULL, `name` varchar(50) NOT NULL, `author` varchar(50) NOT NULL, PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1 

и наполнить её хорошими книгами:

INSERT INTO test.books (id, `name`, author) VALUES (1, 'Effective Java', 'Joshua Bloch'); INSERT INTO test.books (id, `name`, author) VALUES (2, 'Java Concurrency in Practice', 'Brian Goetz'); 

Программа на Java, которая использует базу данных

Теперь давайте напишем программу на Java, которая будет подключаться к нашей базе данных, запущенной на localhost . Важно помнить о том, что необходимо закрывать соединение, запросы и результат выполнения после завершения работы с ними. Также важно закрывать их в finally-блоке, со своей try/catch оберткой, поскольку сам метод close() может кинуть исключение, что приведет к утечке ресурсов. За подробной информацией вы можете обратиться к этой статье. Кроме того, вы можете использовать обертку try-with-resource, которая появилась в Java 7. Более того, это стандартный способ работы с ресурсами в Java 1.7.

import java.sql.Connection; import java.sql.DriverManager; import java.sql.ResultSet; import java.sql.SQLException; import java.sql.Statement; /** * Simple Java program to connect to MySQL database running on localhost and * running SELECT and INSERT query to retrieve and add data. * @author Javin Paul */ public class JavaToMySQL < // JDBC URL, username and password of MySQL server private static final String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test"; private static final String user = "root"; private static final String password = "root"; // JDBC variables for opening and managing connection private static Connection con; private static Statement stmt; private static ResultSet rs; public static void main(String args[]) < String query = "select count(*) from books"; try < // opening database connection to MySQL server con = DriverManager.getConnection(url, user, password); // getting Statement object to execute query stmt = con.createStatement(); // executing SELECT query rs = stmt.executeQuery(query); while (rs.next()) < int count = rs.getInt(1); System.out.println("Total number of books in the table : " + count); >> catch (SQLException sqlEx) < sqlEx.printStackTrace(); >finally < //close connection ,stmt and resultset here try < con.close(); >catch(SQLException se) < /*can't do anything */ >try < stmt.close(); >catch(SQLException se) < /*can't do anything */ >try < rs.close(); >catch(SQLException se) < /*can't do anything */ >> > > 

При первом запуске у вас, возможно, будет ошибка No suitable driver found for jdbc:mysql , если драйвера MySQL нет в CLASSPATH:

java.sql.SQLException: No suitable driver found for jdbc:mysql://localhost:3306/test/book at java.sql.DriverManager.getConnection(DriverManager.java:689) at java.sql.DriverManager.getConnection(DriverManager.java:247) at JavaToMySQL.main(JavaToMySQL.java:29) Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException at JavaToMySQL.main(JavaToMySQL.java:46) Java Result: 1 

Добавим нужный JAR-файл в путь и снова запустим программу. Другая частая ошибка — указать таблицу в строке соединения: jdbc:mysql://localhost:3306/test/book . В этом случае вылетит следущее исключение:

com.mysql.jdbc.exceptions.jdbc4.MySQLSyntaxErrorException: Unknown database 'test/book' at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance0(Native Method) at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance (NativeConstructorAccessorImpl.java:62) at sun.reflect.DelegatingConstructorAccessorImpl.newInstance (DelegatingConstructorAccessorImpl.java:45) at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Constructor.java:408) at com.mysql.jdbc.Util.handleNewInstance(Util.java:411) at com.mysql.jdbc.Util.getInstance(Util.java:386) at com.mysql.jdbc.SQLError.createSQLException(SQLError.java:1053) 

Успешный запуск программы выведет на экран следующее:

Total number of books in the table: 2 

Результат верный, поскольку у нас в таблице только две книги: «Effective Java» и «Java Concurrency in Practice».

Кстати, если у вас был драйвер при компиляции, но отсутствует при запуске, вы получите исключение java.lang.ClassNotFoundException: com.mysql.jdbc.Driver . О том, как исправить эту ошибку, вы можете прочитать здесь.

Получаем данные с помощью SELECT-запроса в JDBC

Для получения данных из БД вы можете выполнить SELECT-запрос. В первом примере мы уже его использовали, но получили только количество строк. Теперь мы вернем сами строки. Большая часть программы останется без изменений, за исключением SQL-запроса и кода, возвращающего данные из объекта ResultSet :

String query = "select id, name, author from books"; rs = stmt.executeQuery(query); while (rs.next())

Этот код выведет на экран следующее:

id: 1, name: Effective Java, author: Joshua Bloch id: 2, name: Java Concurrency in Practice, author: Brian Goetz 

Тут есть пара моментов, на которые следует обратить внимание. Метод rs.getInt(1) используется для получения столбца с целочисленным типом, в нашем случае это столбец «id». Индексы в JDBC начинаются с единицы, поэтому rs.getInt(1) вернет значение первого столбца как целое число. В случае, если вы укажете неверный индекс (многие разработчики вызывают rs.getInt(0) для получения первого столбца), выбросится исключение InvalidColumnIndexException . Доступ к столбцам по индексу чреват ошибками, поэтому лучше использовать имя столбца, например, rs.getInt(«id») . Подробнее об этом вы можете прочитать в этой статье. Метод getString() используется для получения строковых значений из базы (например, VARCHAR ). Цикл будет выполняться, пока rs.next() не вернет false . Это значит, что строки закончились. В нашем случае в таблице две строки, поэтому цикл выполнится два раза, выводя информацию о книгах из таблицы на экран.

Добавляем данные с помощью INSERT-запроса в JDBC

Добавление данных мало отличается от их получения: мы просто используем INSERT-запрос вместо SELECT-запроса и метод executeUpdate() вместо executeQuery() . Этот метод используется для запросов INSERT, UPDATE и DELETE, а также для SQL DDL выражений, таких как CREATE, ALTER или DROP. Эти команды не возвращают результата, поэтому мы убираем все упоминания ResultSet ‘а в коде и изменяем запрос соответственно:

String query = "INSERT INTO test.books (id, name, author) \n" + " VALUES (3, 'Head First Java', 'Kathy Sieara');"; // executing SELECT query stmt.executeUpdate(query); 

После запуска программы вы можете проверить таблицу в СУБД. На этот раз вы увидите три записи в таблице:

Теперь вы умеете подключаться к MySQL из Java-приложения и выполнять SELECT, INSERT, DELETE и UPDATE-запросы так же, как и в MySQL GUI. Для подключения мы используем объект Connection , для чтения результатов запроса — ResultSet . Убедитесь перед подключением, что сервер MySQL запущен и mysql-connector-java-5.1.17-bin.jar находится в CLASSPATH, чтобы избежать ClassNotFoundException .

Когда разберетесь с подключением и простыми запросами, имеет смысл изучить, как использовать подготавливаемые запросы (Prepared Statement) в Java для избежания SQL-инъекции. В боевом коде всегда следует использовать подготавливаемые запросы и связывание переменных.

Если вам понравилось это руководство и не терпится узнать больше о подключении и работе с базой данных из Java-программ, обратите внимание на следующие статьи:

• Как подключиться к БД Oracle из Java-приложения;
• Отличия межу Connected RowSet и Disconnected RowSet в Java;
• Как использовать пул соединений в Spring;
• 5 способов улучшить производительность БД в приложениях на Java;
• Отличия между java.util.Date и java.sql.Date в Java;
• Как выполнить INSERT или UPDATE, используя пакетные запросы JDBC;
• Десять вопросов по JDBC на собеседованиях.

Полезные ссылки

• Если у вас нет базы данных MySQL, вы можете ее скачать здесь;
• Есди у вас нет драйвера MySQL для JDBC, вы можете скачать его отсюда;
• Рекомендованную книгу «Practical Database Programming with Java» можно купить на Amazon.

Перевод статьи «How to Connect to MySQL database in Java with Example»

Часть 1. Введение в SQL

Эта статья открывает небольшой цикл, посвященный азам взаимодействия с базами данных (БД) в Java и введению в SQL. Многие программы заняты обработкой и модификацией информации, её поддержкой в актуальном состоянии. Поскольку данные — весьма важная часть логики программ, то под них зачастую выделяют отдельное хранилище. Информация в нём структурирована и подчинена специальным правилам, чтобы обеспечить правильность обработки и хранения. Доступ к данным и их изменение осуществляется с помощью специального языка запросов — SQL (Structured Query Language).

Система управления базами данных — это ПО, которое обеспечивает взаимодействие разных внешних программ с данными и дополнительные службы (журналирование, восстановление, резервное копирование и тому подобное), в том числе посредством SQL. То есть программная прослойка между данными и внешними программами с ними работающими. В этой части ответим на вопросы что такое SQL, что такое SQL сервер и создадим первую программу для взаимодействия с СУБД.

Виды СУБД

• Иерархические. Данные организованы в виде древовидной структуры. Пример — файловая система, которая начинается с корня диска и далее прирастает ветвями файлов разных типов и папок разной степени вложенности.
• Сетевые. Видоизменение иерархической, у каждого узла может быть больше одного родителя.
• Объектно-ориентированные. Данные организованы в виде классов/объектов c их атрибутами и принципами взаимодействия согласно ООП.
• Реляционные. Данные этого вида СУБД организованы в таблицах. Таблицы могут быть связаны друг с другом, информация в них структурирована.

SQL

• Что такое SQL-Сервер и как он работает? Взаимодействие с СУБД происходит по клиент-серверному принципу. Некая внешняя программа посылает запрос в виде операторов и команд на языке SQL, СУБД его обрабатывает и высылает ответ. Для упрощения примем, что SQL Сервер = СУБД.

• Data Definition Language (DDL) – определения данных. Создание структуры БД и её объектов;
• Data Manipulation Language(DML) – собственно взаимодействие с данными: вставка, удаление, изменение и чтение;
• Transaction Control Language (TCL) – управление транзакциями;
• Data Control Language(DCL) – управление правами доступа к данным и структурам БД.

JDBC

В 80-е годы прошлого века персональные компьютеры типа PC XT/AT завоевали рынок. Во многом это произошло благодаря модульности их конструкции. Это означает, что пользователь мог довольно просто менять ту или иную составную часть своего компьютера (процессор, видеокарту, диски и тому подобное). Это замечательное свойство сохранилось и поныне: мы меняем видеокарту и обновляем драйвер (иногда он и вовсе обновляется сам, в автоматическом режиме). Чаще всего при таких манипуляциях ничего плохого не происходит, и существующие программы продолжат работать с обновившейся системой без переустановки. Аналогично и для работы в Java с СУБД. Для стандартизации работы с SQL-серверами взаимодействие с ней можно выполнять через единую точку — JDBC (Java DataBase Connectivity). Она представляет собой реализацию пакета java.sql для работы с СУБД. Производители всех популярных SQL-серверов выпускают для них драйверы JDBC. Рассмотрим схему ниже. Приложение использует экземпляры классов из java.sql. Затем мы передаем необходимые команды для получения/модификации данных. Далее java.sql через jdbc-драйвер взаимодействует с СУБД и возвращает нам готовый результат. Для перехода на СУБД другого производителя часто достаточно сменить JDBC и выполнить базовые настройки. Остальные части программы при этом не меняются.

Первая программа

Приступим к практической части. Создадим Java-проект с помощью IDE JetBrains IntelliJ IDEA. Заметим, что редакция Ultimate Edition содержит в своём составе замечательный инструмент для работы с SQL и БД — Data Grip. Однако она платная для большинства пользователей. Так что нам для учебных целей остается использовать общедоступную IntelliJ IDEA Community Edition. Итак:

1. Запускаем IDE и создадём новый проект:
   
2. Выбираем Java-проект, указываем версию SDK (в примере JDK8, однако это не критично):
   
3. На следующем шаге выбираем в качестве типа консольное приложение:
   
4. Указываем имя проекта, пакет и его размещение на диске (я создал специально для этого отдельную директорию):
   
5. Отложим на минуту IDE и загрузим c www.h2database.com необходимый JDBC-файл для работы c СУБД H2 (download platform independent ZIP):
   
6. Заходим внутрь скачанного файла (нас интересует jar-файл по пути h2\bin, который нам далее понадобится, скопируем его):
   
7. Возвращаемся в IDE и создаём в корне проекта директории: db, где будут размещены файлы с данными СУБД; lib – здесь JAR-библиотека JDBC:
   
8. Переносим в директорию lib jar-файл из шага 6, и добавим его в проект как библиотеку:
   
9. Переименуем java-файл в src/sql/demo на StockExchange.java (если забыли, мы собираемся эмулировать простую «биржу»), поменяем его содержимое и запустим:
   

Теперь мы умеем подключаться к СУБД и отключаться от неё. Каждый шаг отражается в консоли. При первом подключении к СУБД создаётся файл базы данных stockExchange.mv.db.

Разбор кода

Собственно код:

 package sql.demo; import java.sql.*; public class StockExchangeDB < // Блок объявления констант public static final String DB_URL = "jdbc:h2:/c:/JavaPrj/SQLDemo/db/stockExchange"; public static final String DB_Driver = "org.h2.Driver"; public static void main(String[] args) < try < Class.forName(DB_Driver); //Проверяем наличие JDBC драйвера для работы с БД Connection connection = DriverManager.getConnection(DB_URL);//соединениесБД System.out.println("Соединение с СУБД выполнено."); connection.close(); // отключение от БД System.out.println("Отключение от СУБД выполнено."); >catch (ClassNotFoundException e) < e.printStackTrace(); // обработка ошибки Class.forName System.out.println("JDBC драйвер для СУБД не найден!"); >catch (SQLException e) < e.printStackTrace(); // обработка ошибок DriverManager.getConnection System.out.println("Ошибка SQL !"); >> > 

Блок констант:

1. DB_Driver: Здесь мы определили имя драйвера, которое можно узнать, например, кликнув мышкой на подключенную библиотеку и развернув её структуру в директории lib текущего проекта.
2. DB_URL: Адрес нашей базы данных. Состоит из данных, разделённых двоеточием:
3. Протокол=jdbc
4. Вендор (производитель/наименование) СУБД=h2
5. Расположение СУБД, в нашем случае путь до файла (c:/JavaPrj/SQLDemo/db/stockExchange). Для сетевых СУБД тут дополнительно указываются имена или IP адреса удалённых серверов, TCP/UDP номера портов и так далее.

Обработка ошибок:

Вызов методов нашего кода может вернуть ошибки, на которые следует обратить внимание. На данном этапе мы просто информируем о них в консоли. Заметим, что ошибки при работе с СУБД — это чаще всего SQLException.

Логика работы:

1. Class.forName(DB_Driver) – убеждаемся в наличии соответствующего JDBC-драйвера (который мы ранее загрузили и установили).
2. DriverManager.getConnection(DB_URL) – устанавливаем соединение СУБД. По переданному адресу, JDBC сама определит тип и местоположение нашей СУБД и вернёт Connection, который мы можем использовать для связи с БД.
3. connection.close() – закрываем соединение с СУБД и завершаем работу с программой.

Как создать базу данных в sql java

Вначале создадим на сервере MySQL пустую базу данных, которую назовем store и с которой мы будет работать в приложении на Java. Для создания базы данных применяется выражение SQL:

CREATE DATABASE store;

Его можно выполнить либо из консольного клиента MySQL Command Line Client, либо из графического клиента MySQL Workbench, которые устанавливются вместе с сервером MySQL. Подробнее про создание базы данных можно прочитать в статье Создание и удаление базы данных.

Для подключения к базе данных необходимо создать объект java.sql.Connection . Для его создаия применяется метод:

Connection DriverManager.getConnection(url, username, password)

Метод DriverManager.getConnection в качестве параметров принимает адрес источника данных, логин и пароль. В качестве логина и пароля передаются логин и пароль от сервера MySQL. Адрес локальной базы данных MySQL указывается в следующем формате: jdbc:mysql://localhost/название_базы данных

Пример создания подключения к созданной выше локальной базе данных store:

Connection connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost/store", "root", "password");

После завершения работы с подключением его следует закрыть с помощью метода close() :

Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost/store", "root", "password"); // работа с базой данных connection.close();

Либо мы можем использовать конструкцию try :

try (Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost/store", "root", "password")) < // работа с базой данных >

Возможные проблемы с часовыми поясами и SSL

При подключении к базе данных MySQL мы можем столкнуться с рядом проблем. Например, определим следующий код подключения:

import java.sql.Connection; import java.sql.DriverManager; public class Program < public static void main(String[] args) < try< String url = "jdbc:mysql://localhost/store"; String username = "root"; String password = "password"; Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver").getDeclaredConstructor().newInstance(); try (Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password))< System.out.println("Connection to Store DB succesfull!"); >> catch(Exception ex) < System.out.println("Connection failed. "); System.out.println(ex); >> >

Даже если указаны правильно адрес базы данных, логин, пароль, мы все равно можем столкнуться с ошибками:

Из консольного вывода видно, что проблема заключается с SSL и часовым поясом. Чтобы решить данную проблему, необходимо указать в адресе подключения часовой пояс бд и параметры для использования ssl. В частности, я указываю, что SSL не будет использоваться и что часовым поясом будет московский часовой пояс:

String url = "jdbc:mysql://localhost/store?serverTimezone=Europe/Moscow&useSSL=false";

Параметры подключения указываются после вопросительного знака после названия базы данных. Параметр serverTimezone указывает на название часового пояса сервера бд. В данном случае «Europe/Moscow», cписок всех допустимых названий часовых поясов можно найти на странице https://gist.github.com/kinjal/9105369. И параметр useSSL=false указывает, что SSL не будет применяться.

Файлы конфигурации

Мы можем определить все данные для подключения непосредственно в программе. Однако что если какие-то данные были изменены? В этом случае потребуется перекомпиляция приложения. Иногда это не всегда удобно, например, отсутствует досуп к исходникам, или перекомпиляция займет довольно продолжительное время. В этом случае мы можем хранить настройки в файле.

Так, создадим в папке программы новый текстовый файл database.properties , в котором определим настройки подключения:

url = jdbc:mysql://localhost/store?serverTimezone=Europe/Moscow&useSSL=false username = root password = password

Загрузим эти настройки в программе:

import java.sql.*; import java.nio.file.*; import java.io.*; import java.util.*; public class Program < public static void main(String[] args) < try< Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver").getDeclaredConstructor().newInstance(); try (Connection conn = getConnection())< System.out.println("Connection to Store DB succesfull!"); >> catch(Exception ex) < System.out.println("Connection failed. "); System.out.println(ex); >> public static Connection getConnection() throws SQLException, IOException < Properties props = new Properties(); try(InputStream in = Files.newInputStream(Paths.get("database.properties")))< props.load(in); >String url = props.getProperty("url"); String username = props.getProperty("username"); String password = props.getProperty("password"); return DriverManager.getConnection(url, username, password); > >