老调重弹：JDBC系列之<驱动加载原理全面解析)

前言

最近在研究Mybatis框架，由于该框架基于JDBC，想要很好地理解和学习Mybatis，必须要对JDBC有较深入的了解。所以便把JDBC 这个东东翻出来，好好总结一番，作为自己的笔记，也是给读者一个参考～～～

概述

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。基本结构图如下：

驱动加载入内存的过程

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：

 

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//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");

注意：Class.forName()将对应的驱动类加载到内存中，然后执行内存中的static静态代码段，代码段中，会创建一个驱动Driver的实例，放入DriverManager中，供DriverManager使用。

例如，在使用Class.forName() 加载oracle的驱动oracle.jdbc.driver.OracleDriver时，会执行OracleDriver中的静态代码段，创建一个OracleDriver实例，然后调用DriverManager.registerDriver()注册：

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static{

    TimestamplocalTimestamp = 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

                            defaultDriver = new OracleDriver();

            DriverManager.registerDriver(defaultDriver);

        }

 

    } catch (RuntimeException localRuntimeException) {

    } catch (SQLException localSQLException) {

    }

Driver的功能

java.sql.Driver接口规定了Driver应该具有以下功能：

其中：

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；

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>

oracle自己的acceptsURL(String url)方法如下：

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publicboolean acceptsURL(String paramString) {

    if (paramString.startsWith("jdbc:oracle:")) {

        return(oracleDriverExtensionTypeFromURL(paramString) > -2);

    }

 

    returnfalse;

}

 

privateintoracleDriverExtensionTypeFromURL(String paramString) {

    inti = paramString.indexOf(58) + 1;

 

    if (i == 0) {

        return-2;

    }

    intj = paramString.indexOf(58, i);

 

    if (j == -1) {

        return-2;

    }

    if (!(paramString.regionMatches(true, i, "oracle", 0, j - i))) {

        return-2;

    }

    ++j;

 

    intk = paramString.indexOf(58, j);

 

    if (k == -1) {

        return-3;

    }

    String str = paramString.substring(j, k);

 

    if (str.equals("thin")) {

        return0;

    }

    if ((str.equals("oci8")) || (str.equals("oci"))) {

        return2;

    }

 

    return-3;

}

由上可知oracle定义了自己应该接收什么类型的URL，自己能打开什么类型的URL连接（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） 。拓展阅读：常用数据库 JDBC URL格式

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

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publicstaticvoid 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");

        //标准协议测试

        boolean standardFlag1 = driver.acceptsURL("jdbc:oracle:thin:@//<host>:<port>/ServiceName");

        boolean standardFlag2 = driver.acceptsURL("jdbc:oracle:thin:@<host>:<port>:<SID>");

        System.out.println("协议测试："+flag+"\t"+standardFlag1+"\t"+standardFlag2);

         

        //3.创建真实的数据库连接：

        String  url = "jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:xe";

        Properties props = new Properties();

        props.put("user","louluan");

        props.put("password","123456");

        Connectionconnection= 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角色

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。

以下是DriverManager的关键方法摘要：

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:@<host>:<port>:<SID>或者jdbc:oracle:thin:@//<host>:<port>/ServiceName的参数给DriverManager.getDriver(String url)即可：

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Driver oracleDriver =DriverManager.getDriver("jdbc:oracle:thin:@<host>:<port>:<SID>");

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：

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publicstaticDriver 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

                    returnlocalDriverInfo.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

在本博文开始的 驱动加载的过程 一节中，讨论了当使用Class.forName("driverName")加载驱动的时候，会向DriverManager中注册一个Driver实例。以下代码将验证此说法：

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publicstaticvoid defaultDriver(){

    try {

         

        String url = "jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:xe";

         

        //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

        Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");

        //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);

         

        //将driver从DriverManager中注销掉

        DriverManager.deregisterDriver(driver);

        //重新通过url从DriverManager中取Driver

        driver  = DriverManager.getDriver(url);

        System.out.println(driver);

         

    } catch (Exception e) {

        System.out.println("加载Oracle类失败！");

        e.printStackTrace();

    } finally{

         

    }

}

以上代码主要分以下几步：

1. 首先是将 oracle.jdbc.driver.OracleDriver加载到内存中；

2. 然后便调用DriverManager.getDriver()去取Driver实例；

3. 将driver实例从DriverManager中注销掉；

4.尝试再取 对应url的Driver实例；

上述代码执行的结果如下：

从执行结果看，正好能够验证以上论述：当第四步再次获取对应url的 Driver 实例时，由于已经被注销掉了，找不到适当的驱动Driver，抛出了 "Not suitable driver" 的异常。

将上述的例子稍作变化，在注销掉了静态块创建的driver后，往DriverManager注册一个自己创建的Driver对象实例(具体步骤请看注释)：

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publicstaticvoid defaultDriver(){

    try {

         

        String url = "jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:xe";

         

        //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{

         

    }

}

以下代码运行的结果：

以上代码先创建了一个Driver对象，在注销了DriverManager中由加载驱动过程中静态创建驱动之后，注册到系统中，现在DriverManager中对应url返回的Driver 即是在代码中创建的Driver对象。

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。

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Driver driver  = DriverManager.getDriver(url);

            Connectionconnection= driver.connect(url, props);

上述代码等价于：

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Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");

Connectionconnection= DriverManager.getConnection(url, props);

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：

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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");

}

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privatestaticvoid loadInitialDrivers() {

    String str1;

    try {

        str1 = (String) AccessController

                .doPrivileged(new PrivilegedAction() {

                    publicString run() {

                        returnSystem.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);

        }

}

以下是通过jdbc.drivers加载驱动driver的方式：

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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");

//2.通过特定的url获取driver

Driver driver = DriverManager.getDriver(url);

//打印是否存在

System.out.println(driver);

请记住：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！

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以上是本文 老调重弹：JDBC系列 之 <驱动加载原理全面解析> 的全部内容，以上是自己心得，并非权威，如有不妥或者此错误之处，欢迎读者批评和斧正！ 欢迎关注我的下一篇博文: 老调重弹：JDBC系列 之 <JDBC层次结构和基本构成>