詳細(xì)說明為什么 JDBC 不用寫 Class.forName() 加載驅(qū)動(dòng)

為什么要寫 Class.forName

先看下為什么以前要寫 Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver")

學(xué)了類加載流程后知道 Class.forName() 是將某個(gè)包下的類進(jìn)行 ”加載-連接-初始化“窑眯,其中初始化階段就是執(zhí)行類的初始化方法谤民,也就是 static 代碼塊里的方法授滓,看下 com.mysql.cj.jdbc.Driver 的類初始化方法做了什么

static {
    try {
        java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver());
    } catch (SQLException E) {
        throw new RuntimeException("Can't register driver!");
    }
}

Driver 將 new 了一個(gè)自己哀卫,并傳遞給了 DriverManager.registerDriver() 方法,DriverManager 這個(gè)方法中:

public static void registerDriver(java.sql.Driver driver, DriverAction da)throws SQLException {
    if (driver != null) {
        registeredDrivers.addIfAbsent(new DriverInfo(driver, da));
    } else {
        throw new NullPointerException();
    }
}

將 Driver 添加到了 registeredDrivers 里掰伸,registeredDrivers 是一個(gè)線程安全的 ArrayList:

private static final CopyOnWriteArrayList<DriverInfo> registeredDrivers = new CopyOnWriteArrayList<>();

registeredDrivers 怎么是個(gè)數(shù)組划栓?

因?yàn)橄到y(tǒng)中可能既用到了 MySQL 數(shù)據(jù)庫也用到了 Oracle 數(shù)據(jù)庫,或者還有其他數(shù)據(jù)庫损姜,這些數(shù)據(jù)庫的驅(qū)動(dòng)饰剥,也就是 Driver 類,實(shí)現(xiàn)都是不一樣的薛匪,所以使用個(gè)數(shù)組將加載的所有驅(qū)動(dòng)都存起來捐川。

也就是說執(zhí)行了 Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver") 后,DriverManager 就拿到了 com.mysql.cj.jdbc.Driver對象逸尖,存到內(nèi)部的一個(gè)數(shù)組中古沥。

獲取數(shù)據(jù)庫連接流程

再看一下我們是怎么獲取數(shù)據(jù)庫連接的,一段標(biāo)準(zhǔn)的 JDBC 代碼:

Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);
String sql = "select * from user";
PreparedStatement prep = conn.prepareStatement(sql);
// do something..

其中 DriverManager.getConnection() 的方法最后會(huì)調(diào)用這個(gè)重載方法:

private static Connection getConnection(
    String url, java.util.Properties info, Class<?> caller) throws SQLException {
    // .... 代碼做了精簡

    // 枚舉 registeredDrivers 這個(gè) ArrayList
    for(DriverInfo aDriver : registeredDrivers) {
        
        // aDriver.driver 就是 com.mysql.cj.jdbc.Driver
        if(isDriverAllowed(aDriver.driver, callerCL)) {
            Connection con = aDriver.driver.connect(url, info);
            if (con != null) {
                return con;
            }
        }
    }
    throw new SQLException("No suitable driver found for "+ url, "08001");
}

DriverManager.getConnection() 會(huì)從所有的注冊的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)中嘗試連接到目標(biāo) URL娇跟,調(diào)用它的 Driver.connect(url, info) 方法拿到數(shù)據(jù)庫連接岩齿,返回給調(diào)用者。只有 MySQL 使用 com.mysql.cj.jdbc.Driver.connect(url, info)苞俘, Oracle 使用 oracle.jdbc.driver.OracleDriver.connect(url, info) 才能連接成功盹沈。

結(jié)論

也就是說調(diào)用 DriverManager.getConnection() 就是調(diào)用 com.mysql.cj.jdbc.Driver.connect() 。
如果沒有執(zhí)行 Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver") 將 MySQL 的驅(qū)動(dòng)注冊給 DriverManager 的話吃谣,DriverManager 內(nèi)部的 ArrayList<Driver>就是空的乞封,執(zhí)行DriverManager.getConnection() 就什么也得不到。

為什么 JDBC 現(xiàn)在不用寫 Class.forName() 加載驅(qū)動(dòng)

不寫 Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver") 也能獲取到 Connection岗憋,說明 MySQL 的 Driver 驅(qū)動(dòng)類自己自動(dòng)注冊到了 DriverManager 內(nèi)部的數(shù)組中肃晚,有東西幫我們執(zhí)行了:Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver") ,怎么做到的呢仔戈?

我們在執(zhí)行:DriverManager.getConnection(url, username, password) 時(shí)关串,會(huì)觸發(fā) DriverManager 的類加載流程,也就是會(huì)執(zhí)行 DriverManager 的類初始化方法监徘,看下這個(gè)方法:

// 源碼做了簡化調(diào)整
static {
    loadInitialDrivers();
}

private static void loadInitialDrivers() {
    AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
        public Void run() {
            ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class);
            Iterator<Driver> driversIterator = loadedDrivers.iterator();
            try{
                while(driversIterator.hasNext()) {
                    driversIterator.next();
                }
            } catch(Throwable t) {
                // Do nothing
            }
            return null;
        }
    });
    // ----------------------------分割線------------------------------
    String drivers;
    try {
        drivers = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<String>() {
            public String run() {
                return System.getProperty("jdbc.drivers");
            }
        });
    } catch (Exception ex) {
        drivers = null;
    }
    if (drivers == null || drivers.equals("")) {
        return;
    }
    String[] driversList = drivers.split(":");
    for (String aDriver : driversList) {
        try {
            Class.forName(aDriver, true, ClassLoader.getSystemClassLoader());
        } catch (Exception ex) {
        }
    }
}

先看分割線下面的部分晋修,它會(huì)從系統(tǒng)屬性 "jdbc.drivers" 中獲取數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng) Driver 的全限定名,使用 : 冒號(hào)分割凰盔,如果系統(tǒng)中同時(shí)使用了 MySQL 和 Oracle墓卦,那就可以在啟動(dòng)時(shí)加上屬性:

jdbc.drivers = com.mysql.cj.jdbc.Driver:oracle.jdbc.driver.OracleDriver

接著會(huì)執(zhí)行:

Class.forName(aDriver, true, ClassLoader.getSystemClassLoader());

也就是在這里幫我們執(zhí)行了 Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver")

但是平時(shí)我們寫 JDBC 程序時(shí)也沒有加這個(gè)參數(shù)啊,它又是怎么自動(dòng)注冊的呢户敬?

ServiceLoader

SPI

先說下 SPI 服務(wù)提供者接口(Service Provider Interface)(更具體的涵義查閱其他資料)

我們寫的 JDBC 代碼都是按照 JDK 提供的接口進(jìn)行編程的趴拧,比如 DriverManager溅漾、Driver山叮、Connection著榴、PreparedStatement、ResultSet屁倔,它們都是 java.sql 下的包脑又,也就是 JDK 提供的。

這些接口具體的實(shí)現(xiàn)類是要由數(shù)據(jù)庫廠商自己寫的锐借,我們只需要面向接口編程问麸,而不用直接操作實(shí)現(xiàn)類。

在JDBC 環(huán)境下钞翔,SPI 就是各個(gè) MySQL严卖、Oracle 等數(shù)據(jù)庫廠商提供的 Driver 實(shí)現(xiàn)類。
ServiceLoader 就是用來實(shí)現(xiàn)服務(wù)提供者接口 SPI 的加載


再看分割線上面的部分:

ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(java.sql.Driver.class);
Iterator<Driver> driversIterator = loadedDrivers.iterator();
// 加載驅(qū)動(dòng)程序布轿,并執(zhí)行類加載的整個(gè)流程:加載-連接-初始化
try{
    while(driversIterator.hasNext()) {
        driversIterator.next(); //執(zhí)行Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver")
    }
} catch(Throwable t) {
    // Do nothing
}

以上代碼就是在所有加載的 jar 包中(包括啟動(dòng)類加載器和擴(kuò)展類加載器加載的 jar 包)搜索 META-INF/services 文件夾哮笆,看這個(gè)文件夾下面有沒有java.sql.Driver 的文件,有就將文件里的類加載到內(nèi)存中并初始化汰扭,初始化就意味著會(huì)執(zhí)行類初始化方法稠肘。

ServiceLoader 是在使用 LazyIterator 迭代的時(shí)候完成類的初始化,內(nèi)部使用 newInstance() 創(chuàng)建了一個(gè) Driver 實(shí)例對象來進(jìn)行類初始化萝毛,而不是 Class.forName

總結(jié)

不用寫 Class.forName() 是因?yàn)槭褂昧?SPI 機(jī)制项阴,由 ServiceLoader 加載 com.mysql.cj.jdbc.Driver,
ServiceLoader 幫我們執(zhí)行了 Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver")笆包,觸發(fā)類加載流程环揽,執(zhí)行 Driver 的類初始化。

Driver 的類初始化方法中將自己注冊給了 DriverManager庵佣,
問 DriverManager 要 Connection 就是調(diào)用它加載的驅(qū)動(dòng)程序 Driver.connect()歉胶,
由 Driver.connect() 拿到 Connection

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