Java訪問SQL數據庫的優化探討

【摘要】本文概括了Java連接數據庫的主要方法，并對JDBC的特點進行了分析。進而從提高訪問數據庫效率的角度，論述了采用數據庫連接池技術、優化SQL語句格式和多線程方法等可提高Java訪問數據庫效率的方法。

【關鍵詞】Java；數據庫訪問；優化

1.概述

在軟件開發中通常都會涉及到數據庫的應用。而數據庫的連接則是數據庫應用的基礎性工作。在當前主流的編程語言中，Java語言因為其不依賴系統平臺、健壯、安全，一次編寫便可各處運行的特色，使之成為一種應用越來越廣泛的編程語言。在應用Java技術訪問數據庫時，需要利用Java的數據庫訪問技術來實現。在Java中實現對數據庫的訪問時是以JDBC為基礎的，而JDBC則是由Java語言所編寫的一系列的類和接口組成，通過JDBC能夠非常方便的連接任意類型的數據庫。

2.JDBC特點分析

Java中的JDBC接口有兩個，一個是位于底層的JDBC Driver API，另一個是用于面向程序員的應用程序接口，即Application Programing Interface。其中JDBC Driver API有四種類型：一是JDBC-ODBC橋形式、二是部分Java驅動程序和本機API的組合形式、三是面向數據庫中間件的純Java驅動程序、四是采用直接面向數據庫的純Java驅動程序。上述四類形式中，JDBC-ODBC橋需要在客戶端安裝必要的ODBC驅動程序，否則無法讀取ODBC數據源。這也是這類方式的主要缺點。采用部分Java驅動程序和本機API的組合形式時，要求在客戶端使用本地代碼來實現對數據庫客戶端的API調用，從而將JDBC API轉化成商用數據庫提供的API來完成數據庫的數據的提取和存儲。第三種方式不必考慮Java程序的細節，因這些程序細節在中間件服務器中是背隱藏了的，因此利用這一特點可以用相同的代碼來訪問不同的數據庫。這也是這一訪問方式最大的優點。第四種方式則最為直接，不論是客戶端的請求還是程序的執行結果都直接在服務器上直接處理，采用該方式無需像前面兩種方法那樣需要安裝驅動程序或中介軟件，這也是這種應用方式的主要優點。

而JDBC API則相對更為的固定，也有四種主要的類型，即：java.sql.DriverManage、java.sql.Connection、java.sql.Statement和java.sql.ResultSet。這四種類型分別執行不同的任務，且分工明確，因此再次不多做論述。

以上不同的連接方式和方法在針對不同類型的數據庫時效率會存在一定的差異，隨著數據庫規模的加大，傳統的數據庫訪問方式已經體現出弊端，在本文中將在介紹可提高Java訪問SQL數據庫效率運行效率的方法。

3.采用數據庫連接池技術

數據庫連接池技術是在JDBC2.0基礎上提出并逐步完善的。其特點是通過重用一組連接對象，使所有用戶之間共享一組己經打開的連接，節省了建立和釋放數據庫連接的時間，從而大幅度的提高Java對數據庫的訪問性能。

數據庫連接池技術的基本原理是預先設計一個“緩沖池”，將各類資源放于該“緩沖池”中，主要是在“緩沖池”中預先存入一定的數據連接，在程序運行時再根據需要來從“緩沖池”中取出各連接中的一個，在對該連接的操作完成后將其重新放回“緩沖池”中。此時對各連接的管理都由“緩沖池”來負責管理。通過連接池的方式，能夠將很多工作都在“緩沖池”的范圍內完成，并可通過對連接的控制和管理機制來提高運行效率。

在使用連接池技術時的關鍵問題是如何建立連接池以及對連接池中的各類連接的有效管理，這兩部分內容也是研究連接池技術時的重要方向。一般而言，在建立連接池時，應在系統的初始化階段通過讀取XML文件中的特定配置參數來完成，從而可在內存中建立對于應用程序來講是唯一的且配置參數也是確定的靜態連接池。當完成連接池的建立后，需其保持穩定性，從而讓其他線程能夠在連接池中獲取所需的連接。這種穩定性能夠避免建立連接和關閉連接時的內存開銷，從而提高內存的使用效率。

在建立起連接池后，更為重要的是對連接的有效管理，如果連接池中的連接管理混亂，反而會適得其反。不同的管理方式的處理效率有一定差異，在針對特定的問題時應當考慮設計出最佳的管理方式，因此連接池的分配和釋放并沒有所謂的最佳方法，在實踐中，“Reference Counting”是一種是用較多的方式。

4.優化SQL語句格式

在利用Java訪問數據庫時，SQL語句的格式也會對訪問效率造成影響。在實際應用中，常采用Statement對象來執行SQL語句。這種方式意味著每次都需要對數據庫進行解析編譯。這無疑會降低對數據庫的訪問效率。如果采用PreParedStetment對象來執行SQL語句，則會是另外一種情形。當使用PreParedStetment時，按照相應機制，其命令會被數據庫引擎解析編譯，并存放于命令緩沖區內。采用Statement和PreParedStetment的主要區別是后者只需再次解析即可，而無需再次編譯。因此在處理大量重復執行的SQL命令語句時，采用PreParedStetment對象將大大提高數據庫的運行效率，因避免了大量的重復編譯。

此外，使用PreParedStetment對象的另一個好處是可以配合使用數據庫批量更新機制來提高數據庫的運行效率。即通過通過一次調用整批的更新命令來完成對數據庫的所有更新。在應用時，利用PreParedStetment對象執行速度由于Statement對象的特點，將PreParedStetment替代Statement對象。當然，一些基本的操作，如完成對數據庫和驅動配置是否支持批量更新的檢查也是必須的，可利用DatabaseMetaData對象中所提供的SupportBatchUPdates（）方法。

5.使用Java多線程技術

多線程技術的優勢已經無需贅述，但在使用多線程技術時為保證線程間的同步和彼此通信和協調，因此同步機制顯得尤為重要。在Java中已經提供了幾類可供直接使用的方法來實現線程間的同步。在劃分臨界資源時可借助synchronized這一關鍵字來對語句塊進行標示，其他Object類中的方法（如wait（），notify（）等）以及Tread類中的方法（sleep（）、suspend（）等）也能夠被直接用來處理不同線程的啟用或中斷操作。采用多線程技術來提高數據庫的訪問效率時關鍵問題并不在于技術本身，而是對線程的有效管理，這取決于程序設計者的控制能力。

6.結語

在編程語言既定的情況下，充分利用其優勢來提高對數據庫的訪問效率是處理大型數據庫問題是的必由之路。本文中所列舉的方法其實對不同的數據庫都可以借鑒。要提高訪問數據庫的效率，除了采用可高訪問效率的程序理念外，更多的還是依賴程序員的實際能力，因這些方法多數情況下只能提供程序方向和設計理念模型。

參考文獻

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