Java訪問SQL數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化探討

【摘要】本文概括了Java連接數(shù)據(jù)庫的主要方法，并對JDBC的特點進(jìn)行了分析。進(jìn)而從提高訪問數(shù)據(jù)庫效率的角度，論述了采用數(shù)據(jù)庫連接池技術(shù)、優(yōu)化SQL語句格式和多線程方法等可提高Java訪問數(shù)據(jù)庫效率的方法。

【關(guān)鍵詞】Java；數(shù)據(jù)庫訪問；優(yōu)化

1.概述

在軟件開發(fā)中通常都會涉及到數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用。而數(shù)據(jù)庫的連接則是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的基礎(chǔ)性工作。在當(dāng)前主流的編程語言中，Java語言因為其不依賴系統(tǒng)平臺、健壯、安全，一次編寫便可各處運(yùn)行的特色，使之成為一種應(yīng)用越來越廣泛的編程語言。在應(yīng)用Java技術(shù)訪問數(shù)據(jù)庫時，需要利用Java的數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)來實現(xiàn)。在Java中實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的訪問時是以JDBC為基礎(chǔ)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(shù)據(jù)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(yīng)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(qū)動程序和本機(jī)API的組合形式、三是面向數(shù)據(jù)庫中間件的純Java驅(qū)動程序、四是采用直接面向數(shù)據(jù)庫的純Java驅(qū)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(qū)動程序，否則無法讀取ODBC數(shù)據(jù)源。這也是這類方式的主要缺點。采用部分Java驅(qū)動程序和本機(jī)API的組合形式時，要求在客戶端使用本地代碼來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫客戶端的API調(diào)用，從而將JDBC API轉(zhuǎn)化成商用數(shù)據(jù)庫提供的API來完成數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)的提取和存儲。第三種方式不必考慮Java程序的細(xì)節(jié)，因這些程序細(xì)節(jié)在中間件服務(wù)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(shù)據(jù)庫。這也是這一訪問方式最大的優(yōu)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(zhí)行結(jié)果都直接在服務(wù)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(qū)動程序或中介軟件，這也是這種應(yīng)用方式的主要優(yōu)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(zhí)行不同的任務(wù)，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(shù)據(jù)庫時效率會存在一定的差異，隨著數(shù)據(jù)庫規(guī)模的加大，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫訪問方式已經(jīng)體現(xiàn)出弊端，在本文中將在介紹可提高Java訪問SQL數(shù)據(jù)庫效率運(yùn)行效率的方法。

3.采用數(shù)據(jù)庫連接池技術(shù)

數(shù)據(jù)庫連接池技術(shù)是在JDBC2.0基礎(chǔ)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(jīng)打開的連接，節(jié)省了建立和釋放數(shù)據(jù)庫連接的時間，從而大幅度的提高Java對數(shù)據(jù)庫的訪問性能。

數(shù)據(jù)庫連接池技術(shù)的基本原理是預(yù)先設(shè)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(yù)先存入一定的數(shù)據(jù)連接，在程序運(yùn)行時再根據(jù)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(fù)責(zé)管理。通過連接池的方式，能夠?qū)⒑芏喙ぷ鞫荚凇熬彌_池”的范圍內(nèi)完成，并可通過對連接的控制和管理機(jī)制來提高運(yùn)行效率。

在使用連接池技術(shù)時的關(guān)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(nèi)容也是研究連接池技術(shù)時的重要方向。一般而言，在建立連接池時，應(yīng)在系統(tǒng)的初始化階段通過讀取XML文件中的特定配置參數(shù)來完成，從而可在內(nèi)存中建立對于應(yīng)用程序來講是唯一的且配置參數(shù)也是確定的靜態(tài)連接池。當(dāng)完成連接池的建立后，需其保持穩(wěn)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(wěn)定性能夠避免建立連接和關(guān)閉連接時的內(nèi)存開銷，從而提高內(nèi)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(yīng)當(dāng)考慮設(shè)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(yōu)化SQL語句格式

在利用Java訪問數(shù)據(jù)庫時，SQL語句的格式也會對訪問效率造成影響。在實際應(yīng)用中，常采用Statement對象來執(zhí)行SQL語句。這種方式意味著每次都需要對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行解析編譯。這無疑會降低對數(shù)據(jù)庫的訪問效率。如果采用PreParedStetment對象來執(zhí)行SQL語句，則會是另外一種情形。當(dāng)使用PreParedStetment時，按照相應(yīng)機(jī)制，其命令會被數(shù)據(jù)庫引擎解析編譯，并存放于命令緩沖區(qū)內(nèi)。采用Statement和PreParedStetment的主要區(qū)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(fù)執(zhí)行的SQL命令語句時，采用PreParedStetment對象將大大提高數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行效率，因避免了大量的重復(fù)編譯。

此外，使用PreParedStetment對象的另一個好處是可以配合使用數(shù)據(jù)庫批量更新機(jī)制來提高數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行效率。即通過通過一次調(diào)用整批的更新命令來完成對數(shù)據(jù)庫的所有更新。在應(yīng)用時，利用PreParedStetment對象執(zhí)行速度由于Statement對象的特點，將PreParedStetment替代Statement對象。當(dāng)然，一些基本的操作，如完成對數(shù)據(jù)庫和驅(qū)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(shù)

多線程技術(shù)的優(yōu)勢已經(jīng)無需贅述，但在使用多線程技術(shù)時為保證線程間的同步和彼此通信和協(xié)調(diào)，因此同步機(jī)制顯得尤為重要。在Java中已經(jīng)提供了幾類可供直接使用的方法來實現(xiàn)線程間的同步。在劃分臨界資源時可借助synchronized這一關(guān)鍵字來對語句塊進(jìn)行標(biāo)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(shù)來提高數(shù)據(jù)庫的訪問效率時關(guān)鍵問題并不在于技術(shù)本身，而是對線程的有效管理，這取決于程序設(shè)計者的控制能力。

6.結(jié)語

在編程語言既定的情況下，充分利用其優(yōu)勢來提高對數(shù)據(jù)庫的訪問效率是處理大型數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫都可以借鑒。要提高訪問數(shù)據(jù)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(shù)情況下只能提供程序方向和設(shè)計理念模型。

參考文獻(xiàn)

[1]宋善德，郭飛.基于Java的Web數(shù)據(jù)庫連接池技術(shù)的研究[J].計算機(jī)工程與應(yīng)用，2008，38（8）：201-203.

[2]謝俊，陳明.基于Java的數(shù)據(jù)庫連接池的研究與實現(xiàn)[J].中國科技信息，2007（4）：7-9.

[3]朱喜福，林建民.Java程序設(shè)計[M].北京：人民郵電出版社.