一、Spring JDBC的设计与实现
（一）应用场景
在Java开发环境中，使用JDBC技术对关系数据库进行操作。通过JDBC，Java语言的客户端可以访问数据库的数据，比如CRUD等对数据库的基本操作。尽管在实际应用中，对应不同的数据库产品，还需要有相对应的数据库驱动作为支持，但由于有了JDBC和SQL，对数据库应用而言，其程序的可移植性在很大程度上得到了增强。
JDBC已经能够满足大部分用户操作数据库的需求，但在使用JDBC时，应用必须自己来管理数据库资源，比如数据库连接、数据库事务、数据库异常等，对底层的数据库实现还有一定的依赖。作为应用开发平台的Spring，对数据库操作需求提供了很好的支持，并在原始的JDBC基础上，构建了一个抽象层，提供了许多使用JDBC的模板和驱动模块，为Spring应用操作关系型数据库提供了更大的便利。这些设计好的模块，封装了数据库数据存取的基本过程，并在具体的操作步骤上为用户提供了定制空间（模板模式的使用）。通过这种方式，一方面提高了应用开发的效率，另一方面又为应用程序开发提供了灵活性。另外，在Spring建立的JDBC的框架中，还设计看一种更面向对象的方法，相对于JDBC模板，这种实现更像是一个简单的ORM工具。为应用提供了另外一种选择。下面将对这两种设计进行详细分析。
（二）设计概要
Spring JDBC提供了一系列的模板类为应该提供便利，在介绍Spring JDBC的设计之前，先回顾一下模板模式。
如图，在模板模式中，一般会定义一个抽象方法，在抽象方法中定义了模板方法（TemplateMethod）。在模板方法中，会对处理进行描述，同时，这个描述中的一些方法（PrimitiveOperation）是可以灵活处理的。模板使用者只需要实际一个具体的类，继承模板类，然后制定那些具体的方法，这样既能重用整个模板的处理框架，又能发挥具体子类的灵活性，所以这种模式被称为模板模式。这种模式在Spring中是很常见的，比如JdbcTemplate、HibernateTemplate等。在这些Spring设计的模版中，大部分封装了对JDBC和Hibernate处理的通用过程，比如数据库资源管理、Hibernate的Session管理等，在应用使用时，只需要实际资金定制化的或者和应用相关的部分就可以了。
二、Spring JDBC中模板类的设计与实现
（一）设计原理
在Spring JDBC中，JdbcTemplate是一个主要的模板类，它的继承关系如下：
从类继承关系上看，JdbcTemplate继承了基类JdbcAccessor和接口JdbcOperation。在基类JdbcAccessor的设计中，对DataSource数据源进行管理和配置。在JdbcOperation接口中，定义了通过JDBC操作数据库的基本操作方法，而JdbcTemplate提供这些接口方法的实现，比如execute()方法、query()方法、update()方法等。
（二） JdbcTemplate的基本使用
在Spring JDBC中，JdbcTemplate是操作数据库的类，它提供了许多便利的数据库操作方法，比如查询、更新等。而且，在Spring中，有许多类似于JdbcTemplate的模板类，使用方法也都非常类似，比如在ORM包中会看到的HibernateTemplate等。
简单看来，这些在Spring中涉及和实现好的模板类都是通过回调函数的使用来完成其功能的。对满足应用的数据库操作需求而言，应用程序只需要在回调接口中实现自己需要的定制行为，比如使用客户设计好的SQL语句等，就能够完成对数据库中数据的操作。不过，Spring JDBC在这层回调函数的基础上进行了再次封装，为用户提供了许多操作数据库的现成方法，在一定程度上便于用户使用。JdbcTemplate是一个很重要的类，它的继承关系和主要的实现方法如下：
可以看到一系列的execute()方法、query()方法、update()方法的实现，具体实现可参考源码。在使用JdbcTemplate的execute()方法通过StatementCallBack<T>回调的使用方法如下，通过该方法可以定制个性化 的ORM方法。
在模板方法的回调方法doInStatement()中是用户对数据库进行操作的代码，可以由Spring来完成（excute(String sql)）或者由用户直接完成（excute(StatementCallBack<T> callBack)），然后通过JdbcTemplate来完成相应的数据库操作。
（三）JdbcTemplate的execute()方法实现
下面以JdbcTemplate.execute()为例进一步分析JdbcTemplate中的代码是如何完成使命的。这个方法是在JdbcTemplate中被其他方法调用的基本方法之一，应用程序往往使用这个方法来执行基本的SQL语句。在execute()的实现中看到了对数据库进行操作的基本过程，比如需要取得数据库Connection，根据应用对数据库操作的需要创建数据库的State-ment，对数据库操作进行回调，处理数据库异常，最后把数据库Connection关闭等。这里展示了使用JDBC完成数据库操作的完整过程，只是Spring对这些较为通用的JDBC使用通过JdbcTemplate进行了一个封装而已。Execute()方法的源码和设计如下：
JdbcTemplate.execute()
（四）JdbcTemplate的query()方法实现
JdbcTemplate中给出的query()、update()等常用方法的实现，大对数都是依赖于前面提到的execute()方法。下面是quary()方法是设计时序和源码实现：
JdbcTemplate.query()
（五）使用数据库Connection
在以上这些对数据库的操作中，使用了工具类DataSourceUtils。Spring通过这个辅助类对数据库的Connection进行管理，比如利用它来完成打开和关闭Connection等。Data-SourceUtils对这些数据库Connection管理的实现如下：
DataSourceUtils.getConnection()
DataSourceUtil.doGetConnection()
DataSource可以使用DBCP连接池或C3P0连接池，然后在IoC容器中配置好后交给Jdbc-Template就可以使用了。同时，有了JdbcTemplate封装的方法，使一些简单的JDBC操作变得非常方便。JdbcTemplate提供了许多现成的查询方法，比如queryForInt()、queryForObj-ect()等，已经能够很好的满足一些简单的JDBC查询处理了。和查询一样，JdbcTemplate也提供了许多不同参数类型的update()方法供用户使用，这些update()方法实现原理与query()方法基本相同。
三、Spring JDBC中DBMS操作对象的实现
前面介绍了JdbcTemplate提供了许多简单的查询和更新功能。但是，有时可能需要更高层次的抽象，以及更面向对象的方法来访问数据库。Spring为我们提供了org.springfra-mework.jdbc.object包，其中包含SqlQuery、SqlMappingQuery、SqlUpdate和StoredProced-ure等类，这些类都是Spring JDBC应用程序可以使用的。但要注意，在使用这些类时需要为它们配置好JdbcTemplate座位其基本的操作实现，因为在它们的功能实现中，对数据库操作的实现基本上还是依赖于JdbcTemplate来完成的。
下面将对Spring JDBC中的一些DBMS操作对象的实现进行分析。DBMS对象基本继承关系如下：
在这个继承关系图中可以看到RdbmsOperation的一系列子类，不然StoreProcedure、 SqlQuery、MappingSqlQuery、SqlUpdate等。这些子类构成了DBMS体系，为通过JDBC完成数据库操作提供了更强大的功能。
（一）SqlQuery的实现
Spring除了提供对JDBC的基本操作的支持之外，还为应用在更高层面上使用关系型数据库提供了许多支持，这些支持都建立在Spring JDBC实现的基础是哪个。这样，用户可以省去许多重复的手工代码，充分发挥框架的作用。比如，可以使用MappingSqlQuery将数据库表的数据记录直接映射到一个对象集合，这是一个很有用的特性，类似于一个简单的ORM实现。
在了解这个特性的实现之前，可以先回顾一下它的基本用法。
可以看到，对MappingSqlQuery使用的整个过程是非常简洁的。在设计好数据的映射代码后，查询得到的记录会被封装好转换为对象List。一条查询记录对应于一个数据对象，即可以吧数据库的记录直接映射成为Java对象在程序中使用，又可以避免使用第三方的ORM工具的配置，这对于简单的数据映射场景十分方便。mapRow()方法的实现中提供的数据转换规则和Hibernate的hbm文件的作用是非常相似的。
在这个之后，我们只需要创建好MappingSqlQuery实现类对象，设置好SQL语句，设置好SQL参数，然后调用ScategoryMappingQuery对象的execute()方法即可。下面我们看一下declareParameter()方法与execute()方法的实现：
RdbmsOperation.declareParameter()
从代码可以看出，RbdmsOperation实现的参数声明和完成并不复杂，只是把需要声明的参数加入一个声明参数列表。为了防止参数的重负加入，需要对isCompiled变量进行。isComplied变量在compile()方法调用时设置，标识compile()过程已经执行过了。该过程执行完后将执行execute()方法。
SqlQuery.execute()
（1）首先执行RdbmsOperation的validateParametes()方法对SQL语句参数进行验证，该方法中先执行了checkCompiled()方法，检查是否执行compile()过程，若未执行，则调用comp-ile()方法执行。
RdbmsOperation.validateParameters()
RdbmsOperation.checkCompiled()
RdbmsOperation.compile()
RdbmsOperation.compileInternal()
（2）最后调用JdbcTemplate的query()方法进行数据库操作，通过execute()方法绑定PrepardStatementCallback回调，最终通过PrepatedStatement进行数据库操作，得到结果后通过ResultSetExtractor结果集对象处理。ResulteSetExtractor进行结果集处理的过程在Prepar-dStatementCallback的doInPreparedStatement()回调方法中进行。
JdbcTemplate.query()
RowMapperResultSetExtractor.extractData()
下面是该execute()方法的具体实现，在该实现中需要传入的参数有两个，一个是PreparedStatementCreator对象，另一个是PreparedStatementCallback实现对象。该方法里首先创建数据库Connection，然后使用PreparedStatementCreator创建PreparedStatement对象，最后调用PreparedStatementCallback实现对象的doInPreparedStatement()方法执行使用PreparedStatement执行数据库操作得到结果集，并使用ResultSetExtractor的extract-Date()方法处理结果集。
JdbcTemplate.execute()
PreparedStatementCreatorFactory.createPreparedStatement()
在这里，通过这些封装和Spring提供的模板代码，只需要定义SQL语句和SqlParameter就能够满足需求。同时，这些特性也大大增强了应用代码的模块化和可维护性。
通过分析发现，最后的数据库操作还是由JdbcTemplate来完成的。在这里可以了解对JdbcTemplate的灵活应用。从另一方面来看，这些已有的Spring JDBC实现对JdbcTemplate的扩展，已经直接使用JdbcTemplate完成复杂数据库操作的应用而言，也是很好的参考。通过使用Spring JDBC提供的SqlQuery基本特性，可以免去手工处理ResuktSet数据，并对其中每一条记录进行逐个迭代，手工转化为Java数据对象的繁琐过程。