在Java应用程序开发中，与数据库进行交互是核心功能之一，无论是企业级应用还是移动端后端服务，几乎都离不开数据的持久化存储与读取，Java提供了多种方式调用数据库，从传统的JDBC到现代的ORM框架，每种方式都有其适用场景和优缺点，本文将系统介绍Java调用数据库的主流方法，涵盖技术原理、实践步骤及最佳实践,帮助开发者根据项目需求选择合适的方案。
JDBC：Java数据库连接的基础
JDBC（Java Database Connectivity）是Java访问数据库的标准API，它为开发者提供了一套统一的接口，使得Java程序能够与各种关系型数据库（如MySQL、Oracle、PostgreSQL等）进行交互，JDBC的核心思想是通过驱动程序（Driver）建立Java应用程序与数据库之间的连接,进而执行SQL语句并处理结果。
JDBC核心组件与工作流程
JDBC的主要组件包括：
- DriverManager：管理数据库驱动程序，负责建立与数据库的连接。
- Connection：代表与数据库的连接对象，用于创建Statement或PreparedStatement。
- Statement/PreparedStatement：用于执行SQL语句的工具，PreparedStatement支持参数化查询，能有效防止SQL注入。
- ResultSet：查询结果集，封装了数据库返回的数据。
典型的工作流程为：加载驱动 → 获取连接 → 创建执行语句 → 执行SQL → 处理结果 → 关闭资源。
实践步骤示例
以MySQL数据库为例，以下是使用JDBC查询数据的完整代码示例：
// 1. 加载驱动（MySQL 8.0+驱动类名）
Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
// 2. 获取连接（URL格式：jdbc:mysql://主机:端口/数据库名?参数）
String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test_db?useSSL=false&serverTimezone=UTC";
String user = "root";
String password = "123456";
Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);
// 3. 创建PreparedStatement（防止SQL注入）
String sql = "SELECT id, name, age FROM users WHERE age > ?";
PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql);
pstmt.setInt(1, 18); // 设置参数
// 4. 执行查询并处理结果
ResultSet rs = pstmt.executeQuery();
while (rs.next()) {
int id = rs.getInt("id");
String name = rs.getString("name");
int age = rs.getInt("age");
System.out.println("ID: " + id + ", Name: " + name + ", Age: " + age);
}
// 5. 关闭资源（先开后闭原则）
rs.close();
pstmt.close();
conn.close();
注意事项
- 资源释放：必须确保Connection、Statement、ResultSet等资源在使用后关闭，通常通过try-catch-finally或try-with-resources（Java 7+）实现。
- SQL注入防护：优先使用PreparedStatement，避免直接拼接SQL字符串。
- 连接管理：频繁创建和关闭连接会影响性能，实际开发中需使用连接池（如HikariCP、Druid）。
连接池：优化数据库连接管理
直接使用JDBC时，每次操作都需要创建和销毁连接，这在高并发场景下会导致性能瓶颈，连接池技术通过预先维护一组数据库连接，供应用程序复用，显著提升系统性能，主流连接池包括HikariCP、Druid、C3P0等，其中HikariCP以其高性能和稳定性被广泛使用（如Spring Boot默认集成）。
连接池配置示例（HikariCP）
HikariConfig config = new HikariConfig();
config.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/test_db");
config.setUsername("root");
config.setPassword("123456");
config.setDriverClassName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
config.setMaximumPoolSize(10); // 最大连接数
config.setMinimumIdle(5); // 最小空闲连接
config.setConnectionTimeout(30000); // 连接超时时间（毫秒）
HikariDataSource dataSource = new HikariDataSource(config);
Connection conn = dataSource.getConnection();
// 使用后无需手动关闭，连接池会自动回收
ORM框架：简化数据库操作
ORM（Object-Relational Mapping，对象关系映射）框架通过将数据库表映射为Java对象，使开发者可以使用面向对象的方式操作数据库，而无需编写复杂的SQL语句，主流ORM框架包括Hibernate、MyBatis、JPA等。
Hibernate：全自动ORM框架
Hibernate是Java领域最成熟的ORM框架之一，它实现了JPA（Java Persistence API）规范，支持自动生成SQL、缓存、事务管理等功能，开发者只需定义实体类和映射关系,Hibernate即可完成数据库操作。
实体类示例（User.java）：
@Entity
@Table(name = "users")
public class User {
@Id
@GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
private int id;
@Column(name = "name")
private String name;
@Column(name = "age")
private int age;
// getter/setter方法
}
使用Hibernate查询数据：
// 1. 获取SessionFactory（全局唯一，通常在应用启动时初始化）
SessionFactory sessionFactory = new Configuration().configure().buildSessionFactory();
// 2. 打开Session（相当于JDBC的Connection）
Session session = sessionFactory.openSession();
// 3. 执行HQL（Hibernate Query Language，类似SQL，但面向对象）
String hql = "FROM User WHERE age > :minAge";
Query<User> query = session.createQuery(hql, User.class);
query.setParameter("minAge", 18);
// 4. 获取结果
List<User> users = query.list();
for (User user : users) {
System.out.println("Name: " + user.getName() + ", Age: " + user.getAge());
}
// 5. 关闭资源
session.close();
sessionFactory.close();
MyBatis：半自动ORM框架
MyBatis相比Hibernate更灵活，它允许开发者手动编写SQL语句，同时提供了结果映射、动态SQL等功能，适用于复杂查询场景，MyBatis的核心是Mapper接口和XML配置文件（或注解）。
Mapper接口示例：
public interface UserMapper {
@Select("SELECT * FROM users WHERE age > #{minAge}")
List<User> findUsersByAge(@Param("minAge") int minAge);
}
使用MyBatis查询数据：
// 1. 获取SqlSessionFactory
String resource = "mybatis-config.xml";
InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
// 2. 获取SqlSession
try (SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession()) {
UserMapper mapper = session.getMapper(UserMapper.class);
List<User> users = mapper.findUsersByAge(18);
users.forEach(user -> System.out.println("Name: " + user.getName()));
}
Spring Data JPA：进一步简化数据访问
在Spring生态中，Spring Data JPA通过规范化的接口定义，进一步简化了数据库操作，开发者只需定义继承Repository或CrudRepository的接口，Spring Data JPA会自动实现基本的CRUD（增删改查）方法，甚至支持自定义查询方法（通过方法名自动生成SQL）。
示例代码：
// 1. 定义实体类（与Hibernate示例相同）
@Entity
public class User { ... }
// 2. 定义Repository接口
public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Integer> {
// 自定义查询方法：根据年龄查询用户
List<User> findByAgeGreaterThan(int age);
}
// 3. 在Service中使用
@Service
public class UserService {
@Autowired
private UserRepository userRepository;
public List<User> getAdultUsers() {
return userRepository.findByAgeGreaterThan(18);
}
}
Spring Data JPA底层默认使用Hibernate作为实现，但开发者可以轻松切换其他JPA提供商，同时与Spring的事务管理、AOP等功能无缝集成。
事务管理：确保数据一致性
在数据库操作中，事务（Transaction）是保证数据一致性的关键，Java事务管理分为编程式事务（如使用TransactionTemplate）和声明式事务（通过注解@Transactional），声明式事务因其简洁性成为主流,尤其在Spring框架中。
示例（Spring声明式事务）：
@Service
@Transactional
public class UserService {
@Autowired
private UserRepository userRepository;
public void transferMoney(int fromUserId, int toUserId, double amount) {
// 扣款操作
User fromUser = userRepository.findById(fromUserId).orElseThrow();
fromUser.setBalance(fromUser.getBalance() - amount);
userRepository.save(fromUser);
// 模拟异常
if (amount < 0) {
throw new RuntimeException("金额不能为负");
}
// 加款操作
User toUser = userRepository.findById(toUserId).orElseThrow();
toUser.setBalance(toUser.getBalance() + amount);
userRepository.save(toUser);
}
}
上述方法中，@Transactional注解确保了transferMoney方法内的所有操作要么全部成功，要么全部回滚,保证了数据的一致性。
总结与选择建议
Java调用数据库的技术方案多样，开发者需根据项目需求选择：
- JDBC：适合简单场景或对性能要求极高的底层操作，但开发效率较低。
- 连接池：所有Java应用的基础，HikariCP是当前的首选。
- Hibernate：适合快速开发，希望完全屏蔽SQL的场景，但学习成本较高，灵活性较低。
- MyBatis：适合复杂查询或需要精细控制SQL的场景，在金融、电商等领域广泛应用。
- Spring Data JPA：基于Spring生态，适合中小型项目，能极大提升开发效率。
无论选择哪种技术，都需关注SQL注入防护、连接池优化、事务管理等核心问题,以确保系统的安全性和稳定性。