JDBC之驱动加载原理全面解析

JDBC概念

Java DataBase Connectivity（Java数据库连接技术） 它是将Java与SQL结合且独立于特定的数据库系统的应用程序编程接口（API-它是一种可用于执行SQL语句的JavaAPI，即由一组用Java语言编写的类与接口所组成）

JDBC设计的目的

它是一种规范，设计出来的主要目的是为了让各个数据库开发商为Java程序员提供标准的数据访问类和接口，使得独立于DBMS的Java应用程序的开发成为可能(数据库改变，驱动程序跟着改变，但是应用程序不变) Java设计规范接口，各大数据库产商遵守规范实现，Java程序员不需要考虑实现细节，只需要调用API即可

JDBC组成

JDBC API (统一的应用接口) JDBC Driver Manager(驱动程序管理器) JDBC 数据库驱动程序 驱动本质就是一个Java类，这个类实现了JavaAPI定义的接口 一般情况下，在应用程序中进行数据库连接，调用JDBC接口，首先要将特定厂商的JDBC驱动实现加载到系统内存中，然后供系统使用 这里所谓的驱动，其实就是实现了java.sql.Driver接口的类。如oracle的驱动类是 oracle.jdbc.driver.OracleDriver.class（此类可以在oracle提供的JDBC jar包中找到），此类实现了java.sql.Driver接口。 由于驱动本质上还是一个class，将驱动加载到内存和加载普通的class原理是一样的，使用Class.forName("driverName")。以下是将常用的数据库驱动加载到内存中的代码：

//加载Oracle数据库驱动 Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver"); //加载SQL Server数据库驱动 Class.forName("com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerDriver"); //加载MySQL 数据库驱动 Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver"); //静态代码块，加载时优先加载静态代码块中的代码 static { Timestamp localTimestamp = Timestamp.valueOf("2000-01-01 00:00:00.0"); try { if (defaultDriver == null) { //创建一个OracleDriver实例，然后注册到DriverManager中 Driver defaultDriver = new OracleDriver(); DriverManager.registerDriver(defaultDriver); } } catch (RuntimeException localRuntimeException) { //省略异常代码 } catch (SQLException localSQLException) { //省略异常代码 }

Driver接口 public interface Driver 每个驱动程序类必须实现的接口。 Java SQL 框架允许多个数据库驱动程序。 每个驱动程序都应该提供一个实现 Driver 接口的类。

DriverManager 会试着加载尽可能多的它可以找到的驱动程序，然后，对于任何给定连接请求，它会让每个驱动程序依次试着连接到目标 URL。

强烈建议每个 Driver 类应该是小型的并且是单独的，这样就可以在不必引入大量支持代码的情况下加载和查询 Driver 类。

在加载某一 Driver 类时，它应该创建自己的实例并向 DriverManager 注册该实例。这意味着用户可以通过调用以下程序加载和注册一个驱动程序 Class.forName("foo.bah.Driver")

acceptsURL(String url) 方法用来测试对指定的url，该驱动能否打开这个url连接。driver对自己能够连接的url会制定自己的协议，只有符合自己的协议形式的url才认为自己能够打开这个url，如果能够打开，返回true，反之，返回false； 注意：这里acceptsURL(url)只会校验url是否符合协议，不会尝试连接判断url是否有效

例如：oracle定义的自己的url协议如下：

jdbc:oracle:thin:@//<host>:<port>/ServiceName jdbc:oracle:thin:@<host>:<port>:<SID>

connect（String url,Properties info）方法，创建Connection对象，用来和数据库的数据操作和交互，而Connection则是真正数据库操作的开始（在此方法中，没有规定是否要进行acceptsURL()进行校验）。

手动加载驱动 Driver 并实例化进行数据库操作的例子

public static void driverTest(){ try { //1.加载oracle驱动类，并实例化 Driver driver = (Driver) Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver").newInstance(); //2.判定指定的URL oracle驱动能否接受(符合oracle协议规则) boolean flag = driver.acceptsURL("jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:xe"); //3.创建真实的数据库连接： String url = "jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:orcl"; Properties props = new Properties(); props.put("user", "ls"); props.put("password", "123456"); Connection connection = driver.connect(url, props); //connection 对象用于数据库交互，代码省略。。。。。 } catch (Exception e) { System.out.println("加载Oracle类失败！"); e.printStackTrace(); } finally{ } }

上述的手动加载Driver并且获取连接的过程稍显笨拙：如果现在我们加载进来了多个驱动Driver，那么手动创建Driver实例，并根据URL进行创建连接就会显得代码杂乱无章，并且还容易出错，并且不方便管理。JDBC中提供了一个DriverManager角色，用来管理这些驱动Driver。

DriverManager 事实上，一般我们操作Driver，获取Connection对象都是交给DriverManager统一管理的。DriverManger可以注册和删除加载的驱动程序，可以根据给定的url获取符合url协议的驱动Driver或者是建立Conenction连接，进行数据库交互。

DriverManager 内部持有这些注册进来的驱动 Driver，由于这些驱动都是 java.sql.Driver 类型，那么怎样才能获得指定厂商的驱动Driver呢？答案就在于： java.sql.Driver接口规定了厂商实现该接口，并且定义自己的URL协议。厂商们实现的Driver接口通过acceptsURL(String url)来判断此url是否符合自己的协议，如果符合自己的协议，则可以使用本驱动进行数据库连接操作，查询驱动程序是否认为它可以打开到给定 URL 的连接。

使用DriverManager获取指定Driver

对于驱动加载后，如何获取指定的驱动程序呢？这里，DriverManager的静态方法getDriver(String url)可以通过传递给的URL，返回可以打开此URL连接的Driver。 比如，我想获取oracle的数据库驱动，只需要传递形如jdbc:oracle:thin:@::或者jdbc:oracle:thin:@//:/ServiceName的参数给DriverManager.getDriver(String url)即可： Driver oracleDriver =DriverManager.getDriver(“jdbc:oracle:thin:@::”); 实际上，DriverManager.getDriver(String url)方法是根据传递过来的URL，遍历它维护的驱动Driver，依次调用驱动的Driver的acceptsURL(url)，如果返回acceptsURL(url)返回true，则返回对应的Driver：

public static Driver getDriver(String paramString) throws SQLException { //省略部分代码。。。。 Iterator localIterator = registeredDrivers.iterator(); //遍历注册的驱动 while (localIterator.hasNext()) { DriverInfo localDriverInfo = (DriverInfo) localIterator.next(); if (isDriverAllowed(localDriverInfo.driver, localClass)) try { //如果accepsURL() 为true，返回对应的driver if (localDriverInfo.driver.acceptsURL(paramString)) { //返回对应的driver return localDriverInfo.driver; } } catch (SQLException localSQLException) { } else println(" skipping: "+ localDriverInfo.driver.getClass().getName()); } throw new SQLException("No suitable driver", "08001"); //-----省略部分代码 }

使用DriverManager注册和取消注册驱动Driver

当使用Class.forName(“driverName”)加载驱动的时候，会向DriverManager中注册一个Driver实例

public static void defaultDriver(){ try { String url = "jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:orcl"; //1.将Driver加载到内存中，然后执行其static静态代码，创建一个OracleDriver实例注册到DriverManager中 Driver dd = (Driver)Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver").newInstance(); //2.取出对应的oracle 驱动Driver Driver driver = DriverManager.getDriver(url); System.out.println("加载类后，获取Driver对象："+driver); //3. 将driver从DriverManager中注销掉 DriverManager.deregisterDriver(driver); //4.此时DriverManager中已经没有了驱动Driver实例，将创建的dd注册到DriverManager中 DriverManager.registerDriver(dd); //5.重新通过url从DriverManager中取Driver driver = DriverManager.getDriver(url); System.out.println("注销掉静态创建的Driver后，重新注册的Driver: "+driver); System.out.println("driver和dd是否是同一对象：" +(driver==dd)); } catch (Exception e) { System.out.println("加载Oracle类失败！"); e.printStackTrace(); } finally{ } }

使用DriverManager创建 Connection 连接对象

创建 Connection 连接对象，可以使用驱动Driver的 connect(url,props)，也可以使用 DriverManager 提供的getConnection()方法，此方法通过url自动匹配对应的驱动Driver实例，然后调用对应的connect方法返回Connection对象实例

Driver driver = DriverManager.getDriver(url); Connection connection = driver.connect(url, props); 上述代码等价于： Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver"); Connection connection = DriverManager.getConnection(url, props); Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver"); Connection connection = DriverManager.getConnection(url);

jdbc.drivers DriverManager 作为 Driver 的管理器，它在第一次被使用的过程中（即在代码中第一次用到的时候），它会被加载到内存中，然后执行其定义的static静态代码段，在静态代码段中，有一个 loadInitialDrivers() 静态方法，用于加载配置在jdbc.drivers 系统属性内的驱动Driver，配置在jdbc.drivers 中的驱动driver将会首先被加载：

static { loadInitialDrivers();//加载配置在jdbc.drivers系统变量中的驱动driver println("JDBC DriverManager initialized"); SET_LOG_PERMISSION = new SQLPermission("setLog"); } private static void loadInitialDrivers() { String str1; try { str1 = (String) AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction() { public String run() { return System.getProperty("jdbc.drivers");//返回jdbc.drivers值 } }); } catch (Exception localException1) { str1 = null; } //省略部分代码...... if ((str1 == null) || (str1.equals(""))) return; String[] arrayOfString1 = str1.split(":"); println("number of Drivers:" + arrayOfString1.length); for (String str2 : arrayOfString1) try { //Class.forName加载对应的driver Class.forName(str2, true, ClassLoader.getSystemClassLoader()); } catch (Exception localException2) { println("DriverManager.Initialize: load failed: " + localException2); } } String url = "jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:xe"; //设置值系统变量jdbc.drivers System.setProperty("jdbc.drivers", "oracle.jdbc.driver.OracleDriver"); //通过特定的url获取driver Driver driver = DriverManager.getDriver(url); //打印是否存在 System.out.println(driver);

要注意的是：一定要在第一次使用DriverManager之前设置jdbc.drivers，因为DriverManager中的static静态代码段只会被执行一次！