JDBC中PreparedStatement详解及应用场景介绍
前言
在Java中，当需要向数据库中执行SQL语句并传递参数时，我们通常会使用PreparedStatement接口。PreparedStatement继承自Statement接口，用于预编译SQL语句并执行参数化查询，这样可以提高执行效率并防止SQL注入攻击。
1、PreparedStatement介绍
PreparedStatement是Java JDBC API的一部分，它提供了一种更有效率和安全的方式来向SQL语句传递参数。PreparedStatement允许我们执行带有动态参数的SQL语句，这些参数可以在执行SQL语句之前预编译，从而提高执行效率。PreparedStatement对象可以通过Connection对象创建，并接受一条SQL语句作为参数。
PreparedStatement接口中定义了一系列用于设置参数的方法，包括setInt、setString、setDate等等，这些方法用于指定预编译的SQL语句中的参数值。PreparedStatement还提供了一种用于执行查询的方法executeQuery()，以及用于执行非查询的方法executeUpdate()。
2、与Statement相比，PreparedStatement有以下优点：
1.更高的执行效率
当需要执行多次相同的SQL语句时，PreparedStatement能够将SQL语句预编译，从而提高执行效率。PreparedStatement对象在创建时，会将SQL语句编译成一种可重用的二进制格式，当调用execute()方法时，直接传递参数即可执行SQL语句，这比Statement每次都需要解析SQL语句要更加高效。
2.防止SQL注入攻击
使用Statement执行动态SQL语句时，需要将参数值拼接到SQL语句中，这样容易受到SQL注入攻击。而PreparedStatement通过参数化查询的方式，将参数值作为参数传递给SQL语句，从而避免了SQL注入攻击。
3.增加了代码的可读性
PreparedStatement的代码更加简洁明了，可以使代码更易于理解和维护。
3、PreparedStatement的应用场景
PreparedStatement适用于执行需要传递参数的SQL语句，特别是当需要执行多次相同的SQL语句时，PreparedStatement能够大大提高执行效率。下面是PreparedStatement的一些常见应用场景：
通用的增、删、改操作，可以直接调用此方法
public void update(String sql,Object ... args){
Connection conn = null;
PreparedStatement ps = null;
try {
//1.获取数据库的连接
conn = JDBCUtils.getConnection();
//2.获取PreparedStatement的实例 (或：预编译sql语句)
ps = conn.prepareStatement(sql);
//3.填充占位符
for(int i = 0;i < args.length;i++){
ps.setObject(i + 1, args[i]);
}
//4.执行sql语句
ps.execute();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally{
//5.关闭资源
JDBCUtils.closeResource(conn, ps);
}
}1）增加表数据：
String sql = "update students set grade = ? where id = ?";
update(sql,4,90);2）更新表数据：
String sql = "update students set grade = ? where id = ?";
update(sql,4,90);3） 删除表数据：
String sql = "delete from students where id = ?";
update(sql,4);4、使用PreparedStatement实现查询操作
首先我们需要学习一种思想：
ORM思想(object relational mapping)
一个数据表对应一个java类
表中的一条记录对应java类的一个对象
表中的一个字段对应java类的一个属性
我们首先新建一个students类，内容如下：
public class Students {
private int id;
private String name;
private int grade;
public Students() {
}
public Students(int id, String name, int grade) {
this.id = id;
this.name = name;
this.grade = grade;
}
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getGrade() {
return grade;
}
public void setGrade(int grade) {
this.grade = grade;
}
@Override
public String toString() {
return id+","+name+","+grade;
}
}1）单条数据的查询
// 通用的针对于不同表的查询:返回一个对象 (version 1.0)
public <T> T getInstance(Class<T> clazz, String sql, Object... args) {
Connection conn = null;
PreparedStatement ps = null;
ResultSet rs = null;
try {
// 1.获取数据库连接
conn = JDBCUtils.getConnection();
// 2.预编译sql语句，得到PreparedStatement对象
ps = conn.prepareStatement(sql);
// 3.填充占位符
for (int i = 0; i < args.length; i++) {
ps.setObject(i + 1, args[i]);
}
// 4.执行executeQuery(),得到结果集：ResultSet
rs = ps.executeQuery();
// 5.得到结果集的元数据：ResultSetMetaData
ResultSetMetaData rsmd = rs.getMetaData();
// 6.1通过ResultSetMetaData得到columnCount,columnLabel；通过ResultSet得到列值
int columnCount = rsmd.getColumnCount();
if (rs.next()) {
T t = clazz.newInstance();
for (int i = 0; i < columnCount; i++) {// 遍历每一个列
// 获取列值
Object columnVal = rs.getObject(i + 1);
// 获取列的别名:列的别名，使用类的属性名充当
String columnLabel = rsmd.getColumnLabel(i + 1);
// 6.2使用反射，给对象的相应属性赋值
Field field = clazz.getDeclaredField(columnLabel);
field.setAccessible(true);
field.set(t, columnVal);
}
return t;
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
// 7.关闭资源
JDBCUtils.closeResource(conn, ps, rs);
}
return null;
}调用上面的方法，实现查询单条记录：
String sql = "select * from students where id = ?";
Students s = getInstance(Students.class,sql,3);
System.out.println(s);2）多条数据的查询
public <T> List<T> getForList(Class<T> clazz, String sql, Object... args){
Connection conn = null;
PreparedStatement ps = null;
ResultSet rs = null;
try {
//1.获取数据库连接
conn = JDBCUtils.getConnection();
//2.预编译sql语句，得到preparedStatement对象
ps = conn.prepareStatement(sql);
//3.填充占位符
for (int i = 0; i < args.length; i++) {
ps.setObject(i+1,args[i]);
}
//4.执行executeQuery(),得到结果集：resultset
rs = ps.executeQuery();
//5.获取结果集的元数据ResultSetMetaData
ResultSetMetaData rsmd = rs.getMetaData();
//6.通过获取ResultSetMetaData结果集的列数
int columnCount = rsmd.getColumnCount();
//7.创建集合对象
ArrayList<T> list = new ArrayList<T>();
while (rs.next()){
T t = clazz.newInstance();
//处理结果集一行数据中的每一个列
for (int i = 0; i < columnCount; i++) {
Object value = rs.getObject(i+1);
//获取每个列的别名getColumnLabel---针对于表的字段名和类的属性名不同
String columnName = rsmd.getColumnLabel(i+1);
//给s对象指定的某个属性，赋值为value
Field field = clazz.getDeclaredField(columnName);
field.setAccessible(true);
field.set(t,value);
}
list.add(t);
}
return list;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally {
JDBCUtils.closeResource(conn,ps,rs);
}
return null;
}调用上面的方法，实现查询多条记录：
String sql = "select * from students";
List<Students> list = getForList(Students.class,sql);
list.forEach(System.out::println);PreparedStatement的注意事项
1.SQL注入攻击
虽然PreparedStatement可以有效地防止SQL注入攻击，但是在设置参数时也要注意一些细节。例如，在使用setString()方法设置字符串类型的参数时，应该使用单引号将字符串括起来。否则，可能会造成SQL语句语法错误。
PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement("SELECT * FROM users WHERE username = ?"); pstmt.setString(1, "张三"); //正确方式 pstmt.setString(1, 张三); //错误方式2.资源的释放
与Statement一样，使用完PreparedStatement对象后，我们也需要手动关闭对象以释放资源，防止资源泄露。
关闭PreparedStatement对象可以调用PreparedStatement对象的close()方法。
下面是一个使用PreparedStatement的示例代码：
public void queryUsersByName(String name) throws SQLException { Connection conn = null; PreparedStatement pstmt = null; ResultSet rs = null; try { conn = getConnection(); String sql = "SELECT * FROM users WHERE name = ?"; pstmt = conn.prepareStatement(sql); pstmt.setString(1, name); rs = pstmt.executeQuery(); while (rs.next()) { // 处理结果集 } } finally { // 释放资源 if (rs != null) { rs.close(); } if (pstmt != null) { pstmt.close(); } if (conn != null) { conn.close(); } } }在finally块中，我们按照ResultSet、PreparedStatement、Connection的顺序关闭对象。使用try-finally块可以确保即使在处理过程中出现异常，也能够及时关闭对象以释放资源。
3.批处理操作
批处理是指一次向数据库发送多条 SQL 语句进行执行的操作，可以有效提高数据库操作效率。在使用 Statement 执行批处理时，需要在 SQL 语句中使用分号（;）来分隔多个 SQL 语句，但是在使用 PreparedStatement 执行批处理时，只需要在多次调用 addBatch() 方法时，传入不同的 SQL 语句即可。
以下是一个 PreparedStatement 批处理的示例：
String sql = "INSERT INTO users(name, age) VALUES(?,?)"; PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql); for(int i=0; i<10; i++){ ps.setString(1, "user"+i); ps.setInt(2, i); ps.addBatch(); } int[] result = ps.executeBatch();4.数据库事务
事务是指一组操作，要么全部执行成功，要么全部执行失败。在数据库操作中，事务通常用于保证数据的一致性和完整性，一旦某个操作失败，整个事务将回滚到最初状态，所有操作都将失效。
在使用 PreparedStatement 进行数据库操作时，可以结合事务来保证数据的一致性和完整性。在 JDBC 中，事务的使用可以通过 Connection 对象来实现，其核心方法如下：
- setAutoCommit(boolean autoCommit): 设置是否自动提交事务，默认值为 true，即自动提交。
- commit(): 手动提交事务。
- rollback(): 回滚事务。
以下是一个 PreparedStatement 结合事务的示例：
Connection conn = null; PreparedStatement ps = null; try{ conn = getConnection(); // 关闭自动提交，开启事务 conn.setAutoCommit(false); String sql = "INSERT INTO users(name, age) VALUES(?,?)"; ps = conn.prepareStatement(sql); ps.setString(1, "user1"); ps.setInt(2, 20); ps.executeUpdate(); ps.setString(1, "user2"); ps.setInt(2, 30); ps.executeUpdate(); // 手动提交事务 conn.commit(); }catch(SQLException e){ // 回滚事务 if(conn != null){ try{ conn.rollback(); }catch(SQLException ex){ ex.printStackTrace(); } } e.printStackTrace(); }finally{ JdbcUtils.release(conn, ps, null); }
总结
PreparedStatement 是一种高效、安全、易用的数据库操作方式，具有多种优点，如可防止 SQL 注入攻击、支持参数化查询、可以重复使用等。在实际开发中，建议优先选择使用 PreparedStatement 进行数据库操作。
如果还有其他问题或需要进一步了解 PreparedStatement，可以查阅 JDK API 文档或者其他相关资料。