背景
前兩天一個小夥伴面試的時候，被問JDBC底層是如何連線資料庫的？
他頓時一臉懵逼，因為大部分人只知道JDBC的幾個步驟，至於底層到底是怎麼連線資料庫的，還真不知道。
由於小夥伴是面試高階開發，問這種問題倒也不能說面試官過分，如果是初級或者中級，那問著問題就確實有些過分了。
但是如果你在初級或者中級的階段，就知道了答案，豈不是爽歪歪麼？
估計大部分人都不知道這個問題該怎麼回答，稍微發散一下思維，倒是可以猜測一下，今天我們就來搞清楚JDBC底層到底是如何連線資料庫的。往後別再猜了。
反過來，如果面試官問你JDBC的時候，你能知道底層是怎麼連線資料庫的，估計，很多相對較水的面試官也會一臉懵逼。
何為 JDBC ?JDBC（Java DataBase Connectivity）是Java和資料庫之間的一個橋樑，是一個「規範」而不是一個實現，能夠執行SQL語句。JDBC由一組用Java語言編寫的類和介面組成。各種不同型別的資料庫都有相應的實現，注意：本文中的程式碼都是針對MySQL資料庫實現的。
JDBC 架構分為雙層架構和三層架構。
雙層作用：此架構中，Java Applet 或應用直接訪問資料來源。
條件：要求 Driver 能與訪問的資料庫互動。
機制：使用者命令傳給資料庫或其他資料來源，隨之結果被返回。
部署：資料來源可以在另一臺機器上，使用者透過網路連線，稱為 C/S配置（可以是內聯網或網際網路）。
三層側架構特殊之處在於，引入中間層服務。
流程：命令和結構都會經過該層。
吸引：可以增加企業資料的訪問控制，以及多種型別的更新；另外，也可簡化應用的部署，並在多數情況下有效能優勢。
歷史趨勢：以往，因效能問題，中間層都用 C 或 C++ 編寫，隨著最佳化編譯器（將 Java 位元組碼 轉為 高效的 特定機器碼）和技術的發展，如EJB，Java 開始用於中間層的開發這也讓 Java 的優勢突顯出現出來，使用 Java 作為伺服器程式碼語言，JDBC隨之被重視。
入門案例下面給出一個JDBC入門級案例：
public class JdbcDemo { public static final String URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/mblog"; public static final String USER = "root"; public static final String PASSWORD = "123456"; public static void main(String[] args) throws Exception { Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver"); Connection conn = DriverManager.getConnection(URL, USER, PASSWORD); Statement stmt = conn.createStatement(); ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT id, name, age FROM m_user where id =1"); while(rs.next()){ System.out.println("name: "+rs.getString("name")+" 年齡："+rs.getInt("age")); } }}資料庫驅動：
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver"); 獲取連線：
Connection conn = DriverManager.getConnection(URL, USER, PASSWORD); 建立Statement或者PreparedStatement物件：
Statement stmt = conn.createStatement(); 執行sql資料庫查詢：
ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT id, name, age FROM m_user where id =1"); 解析結果集：
System.out.println("name: "+rs.getString("name")+" 年齡："+rs.getInt("age"));最後就是各種資源的關閉。
資料庫驅動載入MySql的驅動類 :
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver"); 我們安裝好資料庫之後，我們的應用程式也是不能直接使用資料庫的，必須要透過相應的資料庫驅動程式，透過驅動程式去和資料庫打交道。其實也就是資料庫廠商的JDBC介面實現，即對Connection等介面的實現類的jar檔案。
Driver介面java.sql.Driver此介面是提供給資料庫廠商實現的。比如說MySQL的，需要依賴對應的jar包。
<dependency> <groupId>mysql</groupId> <artifactId>mysql-connector-java</artifactId> <version>8.0.16</version></dependency>MySQL資料庫對應的實現驅動實現類：
package com.mysql.cj.jdbc;import java.sql.SQLException; public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver { static { try { //註冊驅動 java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver()); } catch (SQLException E) { throw new RuntimeException("Can't register driver!"); } } public Driver() throws SQLException { }}DriverManager是rt.jar包下的類，（rt=runtime），把我們需要驅動類註冊進去。
//DriverManager類中的方法public static synchronized void registerDriver(java.sql.Driver driver, DriverAction da) throws SQLException { /* Register the driver if it has not already been added to our list */ if(driver != null) { registeredDrivers.addIfAbsent(new DriverInfo(driver, da)); } else { // This is for compatibility with the original DriverManager throw new NullPointerException(); } println("registerDriver: " + driver);}相應裝載Oracle驅動：
Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver"); Sql Server驅動：
Class.forName("com.microsoft.jdbc.sqlserver.SQLServerDriver");給我們看起來就這一行程式碼：
Connection conn = DriverManager.getConnection(URL, USER, PASSWORD);下面我們進行深入聊聊這行程式碼，到底底層是怎麼連線資料庫的？
getConnection方法三個引數：連結地址，使用者名稱和密碼。
public static Connection getConnection(String url, String user, String password) throws SQLException { java.util.Properties info = new java.util.Properties(); if (user != null) { info.put("user", user); } if (password != null) { info.put("password", password); } return (getConnection(url, info, Reflection.getCallerClass())); }建立一個Properties物件，Properties是HashTable的子類。
public class Properties extends Hashtable<Object,Object> { //.....}再看getConnection方法：
// Worker method called by the public getConnection() methods.private static Connection getConnection( String url, java.util.Properties info, Class<?> caller) throws SQLException { ClassLoader callerCL = caller != null ? caller.getClassLoader() : null; SQLException reason = null; //遍歷氣門註冊的資料庫驅動 for(DriverInfo aDriver : registeredDrivers) { try { //獲取連線 Connection con = aDriver.driver.connect(url, info); if (con != null) { // Success! println("getConnection returning " + aDriver.driver.getClass().getName()); return (con); } } catch (SQLException ex) { if (reason == null) { reason = ex; } } }}這段程式碼的關鍵是這一句程式碼：
Connection con = aDriver.driver.connect(url, info);connet()方法是每個資料庫驅動自己的實現的。
package com.mysql.cj.jdbc;public class NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver { @Override public java.sql.Connection connect(String url, Properties info) throws SQLException { //部分無關鍵要的程式碼省略 //下面是重點 ConnectionUrl conStr = ConnectionUrl.getConnectionUrlInstance(url, info); switch (conStr.getType()) { //SINGLE_CONNECTION("jdbc:mysql:", HostsCardinality.SINGLE), // case SINGLE_CONNECTION: return com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl.getInstance(conStr.getMainHost()); case LOADBALANCE_CONNECTION: return LoadBalancedConnectionProxy.createProxyInstance((LoadbalanceConnectionUrl) conStr); case FAILOVER_CONNECTION: return FailoverConnectionProxy.createProxyInstance(conStr); case REPLICATION_CONNECTION: return ReplicationConnectionProxy.createProxyInstance((ReplicationConnectionUrl) conStr); default: return null; } }} ConnectionUrl從這個類名應該能猜到還不到真正連線的，只是建立一個連線Url相關資訊封裝。
public abstract class ConnectionUrl implements DatabaseUrlContainer { private static final String DEFAULT_HOST = "localhost"; private static final int DEFAULT_PORT = 3306; //...} 熟悉的身影，MySQL資料庫預設埠。我們繼續看下一行重要的程式碼：
ConnectionImpl.getInstance(conStr.getMainHost());
這裡就是獲取一個例項，不出意外，連線就在這裡面產生的。繼續：
//ConnectionImplpublic static JdbcConnection getInstance(HostInfo hostInfo) throws SQLException { return new ConnectionImpl(hostInfo);}ConnectionImpl構造方法裡有呼叫createNewIO方法：
@Override public void createNewIO(boolean isForReconnect) { synchronized (getConnectionMutex()) { try { if (!this.autoReconnect.getValue()) { connectOneTryOnly(isForReconnect); return; } connectWithRetries(isForReconnect); } catch (SQLException ex) { } } }private void connectOneTryOnly(boolean isForReconnect) throws SQLException { Exception connectionNotEstablishedBecause = null; JdbcConnection c = getProxy(); //又看到熟悉的connet方法， this.session.connect(this.origHostInfo, this.user, this.password, this.database, DriverManager.getLoginTimeout() * 1000, c); this.session.setQueryInterceptors(this.queryInterceptors); }其中，這裡的session是NativeSession。
public void connect(HostInfo hi, String user, String password, String database, int loginTimeout, TransactionEventHandler transactionManager) throws IOException { SocketConnection socketConnection = new NativeSocketConnection(); socketConnection.connect(this.hostInfo.getHost(), this.hostInfo.getPort(), this.propertySet, getExceptionInterceptor(), this.log, loginTimeout); this.protocol.connect(user, password, database); this.protocol.getServerSession().setErrorMessageEncoding(this.protocol.getAuthenticationProvider().getEncodingForHandshake()); }在這個方法裡，我們看到了Socket的命名開頭的類，哈哈，是不是就是使用Socket進行通訊的呢？
精彩繼續：
socketConnection.connect(this.hostInfo.getHost(), this.hostInfo.getPort(), ...); 來到NativeSocketConnection類中方法：
//com.mysql.cj.protocol.a.NativeSocketConnection@Overridepublic void connect(String hostName, int portNumber, PropertySet propSet, ExceptionInterceptor excInterceptor, Log log, int loginTimeout) { this.mysqlSocket = this.socketFactory.connect(this.host, this.port, propSet, loginTimeout); //... } 這裡的socketFactory是StandardSocketFactory。所以也就是呼叫的是StandardSocketFactory的connect方法：
//StandardSocketFactorypublic <T extends Closeable> T connect(String hostname, int portNumber, PropertySet pset, int loginTimeout) throws IOException { this.rawSocket = createSocket(pset); this.rawSocket.connect(sockAddr, getRealTimeout(connectTimeout));} protected Socket createSocket(PropertySet props) { return new Socket();}這裡就算到底了，說白JDBC的底層就是使用「Socket」進行連線資料庫的。
常用方法方法描述createStatement()建立向資料庫傳送sql的statement物件。prepareStatement(sql)建立向資料庫傳送預編譯sql的PrepareSatement物件。prepareCall(sql)建立執行儲存過程的callableStatement物件。setAutoCommit(boolean autoCommit)設定事務是否自動提交。commit()在連結上提交事務。rollback()在此連結上回滾事務。
獲取Statement三種類型要執行SQL語句，必須獲得java.sql.Statement例項，Statement例項分為以下3 種類型：
執行靜態SQL語句。通常透過Statement例項實現。執行動態SQL語句。通常透過PreparedStatement例項實現。執行資料庫儲存過程。通常透過CallableStatement例項實現。具體獲取方式Statement stmt = con.createStatement() ; PreparedStatement pstmt = con.prepareStatement(sql) ; CallableStatement cstmt = con.prepareCall("{CALL demoSp(? , ?)}") ; 方法含義executeQuery(String sql)用於向資料傳送查詢語句。executeUpdate(String sql)用於向資料庫傳送insert、update或delete語句execute(String sql)用於向資料庫傳送任意sql語句addBatch(String sql)把多條sql語句放到一個批處理中。executeBatch()向資料庫傳送一批sql語句執行。
Statement和PreparedStatement的異同及優缺點同：兩者都是用來執SQL語句的
異：PreparedStatement需要根據SQL語句來建立，它能夠透過設定引數，指定相應的值，不是像Statement那樣使用字串拼接的方式。
PreparedStatement的優點：
1、其使用引數設定，可讀性好，不易記錯。在statement中使用字串拼接，可讀性和維護性比較差。
2、其具有預編譯機制，效能比statement更快。
3、其能夠有效防止SQL注入攻擊。
不同點：
1、execute可以執行查詢語句，然後透過getResult把結果取出來。executeUpdate不能執行查詢語句。
2、execute返回Boolean型別，true表示執行的是查詢語句，false表示執行的insert、delete、update等。executeUpdate的返回值是int，表示有多少條資料受到了影響。