Hướng dẫn kết nối cơ sở dữ liệu với Java JDBC

Trong bài này tôi sẽ hướng dẫn các bạn sử dụng kết nối vào database sử dụng Java JDBC.

1. JDBC là gì?

JDBC (Java Database Connectivity) là một API chuẩn dùng để tương tác với các loại cơ sở dữ liệu quan hệ (database relationship). JDBC bao gồm một tập hợp các class và các interface dùng cho ứng dụng Java có thể giao tiếp với các cơ sở dữ liệu (database) khác nhau.

JDBC có thể làm việc với bất kỳ cơ sở dữ liệu (MySQL, PostgreSQL, Oracle, SQL Server, …) dựa vào một Driver được cung cấp.

JDBC API bao gồm hai package chính:

• java.sql : là một phần của Java standard.
• javax.sql : là một phần của Java enterprise.

2. Các thành phần của JDBC

• DriverManager : là một class quản lý danh sách các Driver (database drivers). Các yêu cầu kết nối từ ứng dụng Java sẽ được class này tìm kiếm Driver phù hợp đầu tiên để thiết lập kết nối với cơ sở dữ liệu.
• Driver: là một interface dùng để xử lý các giao tiếp với cơ sở dữ liệu. Thông thường ứng dụng Java sẽ không giao tiếp trực tiếp với class này mà thông qua DriverManager.
• Connection : là một interface cung cấp tất cả các method cần thiết cho việc giao tiếp với database. Interface này chứa nhiều phương thức đa dạng để tạo kết nối với một Database. Tất cả các thông tin giao tiếp với cơ sở dữ liệu chỉ có thể thông qua đối tượng Connection. Một Connection đại diện cho một phiên (session) làm việc với cơ sở dữ liệu.
• Statement : là một interface cho phép gửi các câu lệnh SQL tới Database. Ngoài ra, một số Interface kết thừa từ nó cung thêm các tham số để thực thi các thủ tục đã được lưu trữ (stored procedure).
• ResultSet : đại diện cho tập hợp các bản ghi (record) có được sau khi thực hiện truy vấn (query).
• SQLException : class này xử lý bất cứ lỗi nào xuất hiện trong khi làm việc với Database.

3. Kết nối database với Java JDBC

Để làm việc với JDBC, bạn cần cài đặt Java và một cơ sở dữ liệu (database). Bạn có thể sử dụng bất kỳ database nào, chẳng hạn MySQL.

Như đã giới thiệu ở trên, để làm việc với cơ sở dữ liệu từ Java cần phải có Driver. Trong JDBC API, chúng ta có java.sql.Driver, đây là một interface có sẵn trong JDK. Mỗi hệ quản trị cần cài đặt một Driver riêng tương ứng với cơ sở dữ liệu đó. Như vậy công việc cần phải làm là download thư viện Driver ứng với loại Database mong muốn sử dụng.

3.1. Download Driver

3.1.1. Oracle Database JDBC Driver

Truy cập vào link: https://www.oracle.com/database/technologies/jdbcdriver-ucp-downloads.html

Chọn phiên bản ojdbc[xx].jar tương ứng với phiên bản sử dụng. Chẳng hạn ojdbc6.jar sử dụng cho JDK8, JDK7, và JDK6.

Nếu sử dụng maven project, các bạn có thể add dependency tương ứng ở link sau: https://mvnrepository.com/artifact/com.oracle.jdbc

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.oracle.jdbc/ojdbc14 -->
<dependency>
    <groupId>com.oracle.jdbc</groupId>
    <artifactId>ojdbc14</artifactId>
    <version>12.2.0.1</version>
</dependency>

3.1.2. MySQL Database JDBC Driver

Các bạn thêm maven dependency hoặc download gói jar tương ứng tại đây: https://mvnrepository.com/artifact/mysql/mysql-connector-java

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/mysql/mysql-connector-java -->
<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    <version>8.0.17</version>
</dependency>

3.1.3. SQL Server (JTDS) Database JDBC Driver

Các bạn thêm maven dependency hoặc download gói jar tương ứng tại đây: https://mvnrepository.com/artifact/net.sourceforge.jtds/jtds

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/net.sourceforge.jtds/jtds -->
<dependency>
    <groupId>net.sourceforge.jtds</groupId>
    <artifactId>jtds</artifactId>
    <version>1.3.1</version>
</dependency>

3.1.4. PostgreSQL Database JDBC Driver

Các bạn thêm maven dependency hoặc download gói jar tương ứng tại đây:  https://mvnrepository.com/artifact/org.postgresql/postgresql

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.postgresql/postgresql -->
<dependency>
    <groupId>org.postgresql</groupId>
    <artifactId>postgresql</artifactId>
    <version>42.2.7</version>
</dependency>

3.1.5. MariaDB Database JDBC Driver

Các bạn thêm maven dependency hoặc download gói jar tương ứng tại đây:  https://mvnrepository.com/artifact/org.mariadb.jdbc/mariadb-java-client

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.mariadb.jdbc/mariadb-java-client -->
<dependency>
    <groupId>org.mariadb.jdbc</groupId>
    <artifactId>mariadb-java-client</artifactId>
    <version>2.4.4</version>
</dependency>

3.1.6. MongoDB Database JDBC Driver

Các bạn thêm maven dependency hoặc download gói jar tương ứng tại đây: https://mvnrepository.com/artifact/org.mongodb/mongo-java-driver

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.mongodb/mongo-java-driver -->
<dependency>
    <groupId>org.mongodb</groupId>
    <artifactId>mongo-java-driver</artifactId>
    <version>3.11.0</version>
</dependency>

3.2. Kết nối database từ Java

Các bước giao tiếp giữa chương trình Java và Database:

• Load Driver.
• Tạo kết nối (Open Connection).
• Tạo câu lệnh truy vấn SQL (Statement).
• Thực thi câu lệnh truy vấn SQL (Execute Query).
• Đóng kết nối (Close Connection).

3.2.1. Load Driver

Để kết nối với database, chúng ta cần load driver và register nó với ứng dụng. Có 2 cách để thực hiện:

• Class.forName() : load class Driver trong memory tại thời điểm runtime. Để đăng ký gọi phương thức: Class.forName(“driverName”);
• DriverManager.registerDriver() : DriverManager là class có sẵn trong Java. Để đăng ký gọi phương thức: DriverManager.registerDriver(new DriverName());

Chẳng hạn để kết nối với MySQL database, ta đăng ký như sau:

Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
 
// Or
 
DriverManager.registerDriver(new com.mysql.cj.jdbc.Driver());

3.2.2. Tạo kết nối (Open Connection)

Sau khi đã load Driver, chúng ta tạo connection:

DriverManager.getConnection(connectionURL);
 
// Or
 
DriverManager.getConnection(connectionURL, userName, password);

Ví dụ với MySQL:

// Pattern
String connectionURL = "jdbc:mysql://hostname:port/dbname";
 
// Example
String connectionURL = "jdbc:mysql://hostname:3306/jdbcdemo";
Connection con = DriverManager.getConnection(connectionURL, username, password);

3.2.3. Tạo câu lệnh truy vấn SQL (Statement)

Sau khi một kết nối được thiết lập, chúng ta có thể tương tác với cơ sở dữ liệu.

Các interface JDBCStatement, CallableStatement và PreparedStatement xác định các phương thức cho phép gửi các lệnh SQL và nhận dữ liệu từ cơ sở dữ liệu.

Statement st = con.createStatement();

3.2.4. Thực thi câu lệnh truy vấn SQL (Execute Query)

Bây giờ đến phần quan trọng nhất, đó là thực hiện câu lệnh truy vấn SQL (execute query). Như chúng ta biết, có thể có nhiều loại truy vấn. Một trong số đó là:

• Truy vấn để cập nhật (update) / chèn (insert)/ xóa (delete) trong cơ sở dữ liệu.
• Truy vấn để lấy dữ liệu (select).

Statement cung cấp một số phương thức để thực thi truy vấn SQL tương ứng với các loại trên:

• Phương thức execQuery() : được sử dụng để thực hiện các truy vấn truy xuất giá trị từ cơ sở dữ liệu (select). Phương thức này trả về đối tượng ResultSet có thể được sử dụng để lấy tất cả các dữ liệu (record) của bảng.
• Phương thức execUpdate() : được sử dụng để thực hiện các truy vấn insert/ update/ delete.
• Phương thức execute() : có thể thực thi cả 2 trường hợp trên. Nếu phương thức statement.getUpdateCount() trả về số lượng record bị affect.
  • Nếu giá trị > 0, có nghĩa là thực thi các câu lệnh insert/ update/ delete.
  • Nếu giá trị = 0, có nghĩa là thực thi các câu lệnh insert/ update/ delete không có dòng nào bị ảnh hưởng hoặc thực thi câu lệnh cập nhật data structure.
  • Nếu giá trị = -1, có nghĩa là thực thi câu lệnh select. Khi đó, có thể gọi tiếp lệnh statement.getResultSet() để lấy ResultSet.

Ví dụ:

int numberRowsAffected = st.executeUpdate(sqlInsert);
if (numberRowsAffected == 0) {
    System.out.println("insertion failed");
} else {
    System.out.println("inserted successfully : " + sqlInsert);
}

3.2.5. Đóng kết nối (Close Connection)

Cuối cùng, sau khi đã sử dụng chúng ta cần phải gọi phương thức close() để đóng kết nối (Connection) và giải phóng tài nguyên.

Bằng cách đóng kết nối, các đối tượng của Statement và ResultSet sẽ được đóng tự động. Tuy nhiên, chúng ta nên tập thói quen close() Statement sau khi sử dụng hay vì chờ đợi điều đó xảy ra khi nó tự động bị đóng để giải phóng tài nguyên. Đặc biệt nếu chúng ta thực thi Statement trong vòng lặp, thì có thể sẽ gặp vấn đề về thiếu tài nguyên sử dụng nếu chờ đợi nó tự động đóng.

Khi Statement được close() thì ResultSet của Statement cũng được close.

4. Chương trình Java kết nối cơ sử dữ liệu sử dụng JDBC API

Chương trình bên dưới chỉ đơn giản thực hiện kết nối đến cơ sở dữ liệu MySQL và thêm một dòng dữ liệu vào bảng user.

package com.maixuanviet;
 
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;
 
public class HelloJdbc {
 
    private static final String hostName = "localhost";
    private static final String dbName = "jdbcdemo";
    private static final String userName = "root";
    private static final String password = "";
    // jdbc:mysql://hostname:port/dbname
    private static final String connectionURL = "jdbc:mysql://" + hostName + ":3306/" + dbName;
 
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SQLException {
        // 1. Load Driver
        // Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
        DriverManager.registerDriver(new com.mysql.cj.jdbc.Driver());
 
        // 2. Open connection
        Connection con = DriverManager.getConnection(connectionURL, userName, password);
 
        // 3. Create Statement
        Statement st = con.createStatement();
 
        // 4. Execute query
        String sqlInsert = "INSERT INTO user(username, password, createdDAte) VALUE('maixuanviet', '123', now());";
        int numberRowsAffected = st.executeUpdate(sqlInsert);
        if (numberRowsAffected == 0) {
            System.out.println("insertion failed");
        } else {
            System.out.println("inserted successfully : " + numberRowsAffected);
        }
        st.close();
         
        // 5. Close connection
        con.close();
    }
}

Thực thi chương trình trên ta có kết quả sau:

inserted successfully : 1

Lưu ý: các bạn nên đặt câu lệnh close() trong finally block trong câu lệnh try-catch-finally hoặc sử dụng tính năng mới try-with-resource để đảm bảo resource luôn được close sau khi sử dụng. Ví dụ:

package com.maixuanviet;
 
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;
 
public class HelloJdbcWithJava8 {
    private static final String hostName = "localhost";
    private static final String dbName = "jdbcdemo";
    private static final String userName = "root";
    private static final String password = "";
    // jdbc:mysql://hostname:port/dbname
    private static final String connectionURL = "jdbc:mysql://" + hostName + ":3306/" + dbName;
 
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SQLException {
        // 1. Load Driver
        // Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
        DriverManager.registerDriver(new com.mysql.cj.jdbc.Driver());
 
        try (
            // 2. Open connection
            Connection con = DriverManager.getConnection(connectionURL, userName, password);
            // 3. Create Statement
            Statement st = con.createStatement();
        ) {
             
            // 4. Execute query
            String sqlInsert = "INSERT INTO user(username, password, createdDAte) VALUE('maixuanviet', '123', now());";
            int numberRowsAffected = st.executeUpdate(sqlInsert);
            if (numberRowsAffected == 0) {
                System.out.println("insertion failed");
            } else {
                System.out.println("inserted successfully : " + numberRowsAffected);
            }
        }
 
        // 5. Close connection: will be auto closed by try-with-resource
    }
}

Trên đây là một số kiến thức cơ bản về kết nối cơ sở dữ liệu với Java JDBC. Trong bài viết tiếp theo, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu sâu hơn về các API của JDBC.