老调重弹：JDBC系列 之 <驱动载入原理全面解析>

前言

         近期在研究Mybatis框架，因为该框架基于JDBC。想要非常好地理解和学习Mybatis，必需要对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，也是给读者一个參考～～～下面是本文的组织结构。读者能够点击上面的文件夹查看：


概述       

      普通情况下。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驱动实现载入到系统内存中。然后供系统使用。

基本结构图例如以下：

   

驱动载入入内存的过程

    这里所谓的驱动，事实上就是实现了java.sql.Driver接口的类。如oracle的驱动类是 oracle.jdbc.driver.OracleDriver.class（此类能够在oracle提供的JDBC jar包中找到），此类实现了java.sql.Driver接口。

因为驱动本质上还是一个class，将驱动载入到内存和载入普通的class原理是一样的:使用Class.forName("driverName")。下面是将经常使用的数据库驱动载入到内存中的代码：

			//载入Oracle数据库驱动
			Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");
			
			//载入SQL Server数据库驱动
			Class.forName("com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerDriver");
			
			//载入MySQL 数据库驱动
			Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

         注意：Class.forName()将相应的驱动类载入到内存中，然后运行内存中的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。

      比如，在使用Class.forName() 载入oracle的驱动oracle.jdbc.driver.OracleDriver时。会运行OracleDriver中的静态代码段，创建一个OracleDriver实例。然后调用DriverManager.registerDriver()注冊：

	static {
		Timestamp localTimestamp = Timestamp.valueOf("2000-01-01 00:00:00.0");
		try {
			if (defaultDriver == null) {
				//创建一个OracleDriver实例，然后注冊到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应该具有下面功能：


当中：

acceptsURL(String url) 方法用来測试对指定的url，该驱动是否能打开这个url连接。driver对自己可以连接的url会制定自己的协议。仅仅有符合自己的协议形式的url才觉得自己可以打开这个url，假设可以打开。返回true，反之，返回false；

比如：oracle定义的自己的url协议例如以下：

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

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

oracle自己的acceptsURL(String url)方法例如以下：

	public boolean acceptsURL(String paramString) {
		if (paramString.startsWith("jdbc:oracle:")) {
			return (oracleDriverExtensionTypeFromURL(paramString) > -2);
		}

		return false;
	}

	private int oracleDriverExtensionTypeFromURL(String paramString) {
		int i = paramString.indexOf(58) + 1;

		if (i == 0) {
			return -2;
		}
		int j = paramString.indexOf(58, i);

		if (j == -1) {
			return -2;
		}
		if (!(paramString.regionMatches(true, i, "oracle", 0, j - i))) {
			return -2;
		}
		++j;

		int k = paramString.indexOf(58, j);

		if (k == -1) {
			return -3;
		}
		String str = paramString.substring(j, k);

		if (str.equals("thin")) {
			return 0;
		}
		if ((str.equals("oci8")) || (str.equals("oci"))) {
			return 2;
		}

		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)仅仅会校验url是否符合协议，不会尝试连接推断url是否有效） 。拓展阅读：经常使用数据库 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開始（在此方法中。没有规定是否要进行acceptsURL()进行校验）。

手动载入驱动 Driver 并实例化进行数据库操作的样例

	public static void driverTest(){
		try {
			//1.载入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驱动是否能接受(符合oracle协议规则)
			boolean flag = driver.acceptsURL("jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:xe");
			//标准协议測试
			boolean standardFlag1 = driver.acceptsURL("jdbc:oracle:thin:@//<host>:<port>/ServiceName");
			boolean standardFlag2 = driver.acceptsURL("jdbc:oracle:thin:@<host>:<port>:<SID>");
			System.out.println("协议測试："+flag+"	"+standardFlag1+"	"+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");
			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("载入Oracle类失败！");
			e.printStackTrace();
		} finally{
			
		}
	}
  

       上述的手动载入Driver而且获取连接的过程稍显笨拙：假设如今我们载入进来了多个驱动Driver，那么手动创建Driver实例。并依据URL进行创建连接就会显得代码杂乱无章。而且还easy出错。而且不方便管理。JDBC中提供了一个DriverManager角色，用来管理这些驱动Driver。

DriverManager角色

         其实。一般我们操作Driver。获取Connection对象都是交给DriverManager统一管理的。

DriverManger能够注冊和删除载入的驱动程序，能够依据给定的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。

 

    下面是DriverManager的关键方法摘要：

   

    DriverManager 内部持有这些注冊进来的驱动 Driver，因为这些驱动都是 java.sql.Driver 类型，那么如何才干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，而且定义自己的URL协议。厂商们实现的Driver接口通过acceptsURL(String url)来推断此url是否符合自己的协议。假设符合自己的协议，则能够使用本驱动进行数据库连接操作，查询驱动程序是否觉得它能够打开到给定 URL 的连接。

使用DriverManager获取指定Driver

     对于驱动载入后，怎样获取指定的驱动程序呢？这里，DriverManager的静态方法getDriver(String url)能够通过传递给的URL，返回能够打开此URL连接的Driver。
     比方。我想获取oracle的数据库驱动。仅仅须要传递形如jdbc:oracle:thin:@<host>:<port>:<SID>或者jdbc:oracle:thin:@//<host>:<port>/ServiceName的參数给DriverManager.getDriver(String url)就可以：

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

     实际上。DriverManager.getDriver(String url)方法是依据传递过来的URL。遍历它维护的驱动Driver。依次调用驱动的Driver的acceptsURL(url)。假设返回acceptsURL(url)返回true。则返回相应的Driver：

	public static Driver getDriver(String paramString) throws SQLException {
	
		//省略部分代码。。。。
		Iterator localIterator = registeredDrivers.iterator();
		//遍历注冊的驱动
		while (localIterator.hasNext()) {
			DriverInfo localDriverInfo = (DriverInfo) localIterator.next();
			if (isDriverAllowed(localDriverInfo.driver, localClass))
				try {
					//假设accepsURL() 为true，返回相应的driver
					if (localDriverInfo.driver.acceptsURL(paramString)) {
						//返回相应的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注冊和取消注冊驱动Driver

      在本博文開始的 驱动载入的过程一节中，讨论了当使用Class.forName("driverName")载入驱动的时候。会向DriverManager中注冊一个Driver实例。下面代码将验证此说法：

	public static void defaultDriver(){
		try {
			
			String url = "jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:xe";
			
			//1.将Driver载入到内存中，然后运行其static静态代码。创建一个OracleDriver实例注冊到DriverManager中
			Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");
			//取出相应的oracle 驱动Driver
			Driver driver  = DriverManager.getDriver(url);
			System.out.println("载入类后，获取Driver对象："+driver);
			
			//将driver从DriverManager中注销掉
			DriverManager.deregisterDriver(driver);
			//又一次通过url从DriverManager中取Driver
			driver  = DriverManager.getDriver(url);
			System.out.println(driver);
			
		} catch (Exception e) {
			System.out.println("载入Oracle类失败。");
			e.printStackTrace();
		} finally{
			
		}
	}
以上代码主要分下面几步：

1. 首先是将  oracle.jdbc.driver.OracleDriver载入到内存中。

 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 相应url的Driver实例；

上述代码运行的结果例如以下：


      从运行结果看，正好可以验证以上论述：当第四步再次获取相应url的 Driver 实例时。因为已经被注销掉了，找不到适当的驱动Driver。抛出了 "Not suitable driver" 的异常。

     将上述的样例稍作变化，在注销掉了静态块创建的driver后，往DriverManager注冊一个自己创建的Driver对象实例(详细步骤请看凝视)：

	public static void defaultDriver(){
		try {
			
			String url = "jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:xe";
			
			//1.将Driver载入到内存中，然后执行其static静态代码。创建一个OracleDriver实例注冊到DriverManager中
			Driver dd = (Driver)Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver").newInstance();
			//2.取出相应的oracle 驱动Driver
			Driver driver  = DriverManager.getDriver(url);
			System.out.println("载入类后，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注冊到DriverManager中
			DriverManager.registerDriver(dd);
			
			//5.又一次通过url从DriverManager中取Driver
			driver  = DriverManager.getDriver(url);
                       
                        System.out.println("注销掉静态创建的Driver后，又一次注冊的Driver:    "+driver);
			System.out.println("driver和dd是否是同一对象：" +(driver==dd));
		} catch (Exception e) {
			System.out.println("载入Oracle类失败！
");
			e.printStackTrace();
		} finally{
			
		}
	}
下面代码执行的结果：

  以上代码先创建了一个Driver对象，在注销了DriverManager中由载入驱动过程中静态创建驱动之后。注冊到系统中。如今DriverManager中相应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。能够使用驱动Driver的 connect(url,props)。也能够使用 DriverManager 提供的getConnection()方法。此方法通过url自己主动匹配相应的驱动Driver实例，然后调用相应的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);

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）。它会被载入到内存中。然后运行其定义的static静态代码段。在静态代码段中，有一个  loadInitialDrivers()  静态方法，用于载入配置在jdbc.drivers 系统属性内的驱动Driver。配置在jdbc.drivers 中的驱动driver将会首先被载入：

	static {
		loadInitialDrivers();//载入配置在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载入相应的driver
				Class.forName(str2, true, ClassLoader.getSystemClassLoader());
			} catch (Exception localException2) {
				println("DriverManager.Initialize: load failed: "
						+ localException2);
			}
	}

下面是通过jdbc.drivers载入驱动driver的方式：

			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，由于DriverManager中的static静态代码段仅仅会被运行一次。



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