JDBC为什么要使用PreparedStatement而不是Statement

PreparedStatement是用来执行SQL查询语句的API之一,Java提供了 Statement、PreparedStatement 和 CallableStatement三种方式来执行查询语句,其中 Statement 用于通用查询, PreparedStatement 用于执行参数化查询,而 CallableStatement则是用于存储过程。同时PreparedStatement还经常会在Java面试被提及,譬如:Statement与PreparedStatement的区别以及如何避免SQL注入式攻击?这篇教程中我们会讨论为什么要用PreparedStatement?使用PreparedStatement有什么样的优势?PreparedStatement又是如何避免SQL注入攻击的?

PreparedStatement是什么?

PreparedStatement是java.sql包下面的一个接口,用来执行SQL语句查询,通过调用connection.preparedStatement(sql)方法可以获得PreparedStatment对象。数据库系统会对sql语句进行预编译处理(如果JDBC驱动支持的话),预处理语句将被预先编译好,这条预编译的sql查询语句能在将来的查询中重用,这样一来,它比Statement对象生成的查询速度更快。下面是一个例子:

public class PreparedStmtExample {

    public static void main(String args[]) throws SQLException {
        Connection conn = DriverManager.getConnection("mysql:\\localhost:1520", "root", "root");
        PreparedStatement preStatement = conn.prepareStatement("select distinct loan_type from loan where bank=?");
        preStatement.setString(1, "Citibank");

        ResultSet result = preStatement.executeQuery();

        while(result.next()){
            System.out.println("Loan Type: " + result.getString("loan_type"));
        }       
    }
} 
Output:
Loan Type: Personal Loan
Loan Type: Auto Loan
Loan Type: Home Loan
Loan Type: Gold Loan

这个例子中,如果还是用 PreparedStatement 做同样的查询,哪怕参数值不一样,比如:”Standard Chated” 或者”HSBC”作为参数值,数据库系统还是会去调用之前编译器编译好的执行语句(系统库系统初次会对查询语句做最大的性能优化)。默认会返回”TYPE_FORWARD_ONLY”类型的结果集( ResultSet ),当然你也可以使用preparedstatment()的重载方法返回不同类型的结果集。

预处理语句的优势

PreparedStatement提供了诸多好处,企业级应用开发中强烈推荐使用PreparedStatement来做SQL查询,下面列出PreparedStatement的几点优势。

  1. PreparedStatement可以写动态参数化的查询
    用PreparedStatement你可以写带参数的sql查询语句,通过使用相同的sql语句和不同的参数值来做查询比创建一个不同的查询语句要好,下面是一个参数化查询:

    SELECT interest_rate FROM loan WHERE loan_type=?

    现在你可以使用任何一种loan类型如:”personal loan”,”home loan” 或者”gold loan”来查询,这个例子叫做参数化查询,因为它可以用不同的参数调用它,这里的”?”就是参数的占位符。

  2. PreparedStatement比 Statement 更快
    使用 PreparedStatement 最重要的一点好处是它拥有更佳的性能优势,SQL语句会预编译在数据库系统中。执行计划同样会被缓存起来,它允许数据库做参数化查询。使用预处理语句比普通的查询更快,因为它做的工作更少(数据库对SQL语句的分析,编译,优化已经在第一次查询前完成了)。为了减少数据库的负载,生产环境中德JDBC代码你应该总是使用PreparedStatement 。值得注意的一点是:为了获得性能上的优势,应该使用参数化sql查询而不是字符串追加的方式。下面两个SELECT 查询,第一个SELECT查询就没有任何性能优势。
    SQL Query 1:字符串追加形式的PreparedStatement

    String loanType = getLoanType();
    PreparedStatement prestmt = conn.prepareStatement("select banks from loan where loan_type=" + loanType);

    SQL Query 2:使用参数化查询的PreparedStatement

    PreparedStatement prestmt = conn.prepareStatement("select banks from loan where loan_type=?");
    prestmt.setString(1,loanType);

    第二个查询就是正确使用PreparedStatement的查询,它比SQL1能获得更好的性能。

  3. PreparedStatement可以防止SQL注入式攻击
    如果你是做Java web应用开发的,那么必须熟悉那声名狼藉的SQL注入式攻击。去年Sony就遭受了SQL注入攻击,被盗用了一些Sony play station(PS机)用户的数据。在SQL注入攻击里,恶意用户通过SQL元数据绑定输入,比如:某个网站的登录验证SQL查询代码为:

    strSQL = "SELECT * FROM users WHERE name = '" + userName + "' and pw = '"+ passWord +"';"

    恶意填入:

    userName = "1' OR '1'='1";
    passWord = "1' OR '1'='1";

    那么最终SQL语句变成了:

    strSQL = "SELECT * FROM users WHERE name = '1' OR '1'='1' and pw = '1' OR '1'='1';"

    因为WHERE条件恒为真,这就相当于执行:

    strSQL = "SELECT * FROM users;"

    因此可以达到无账号密码亦可登录网站。如果恶意用户要是更坏一点,用户填入:

    strSQL = "SELECT * FROM users;"

    SQL语句变成了:

    strSQL = "SELECT * FROM users WHERE name = 'any_value' and pw = ''; DROP TABLE users"

    这样一来,虽然没有登录,但是数据表都被删除了。

    然而使用PreparedStatement的参数化的查询可以阻止大部分的SQL注入。在使用参数化查询的情况下,数据库系统(eg:MySQL)不会将参数的内容视为SQL指令的一部分来处理,而是在数据库完成SQL指令的编译后,才套用参数运行,因此就算参数中含有破坏性的指令,也不会被数据库所运行。
    补充:避免SQL注入的第二种方式:
    在组合SQL字符串的时候,先对所传入的参数做字符取代(将单引号字符取代为连续2个单引号字符,因为连续2个单引号字符在SQL数据库中会视为字符中的一个单引号字符,譬如:

    strSQL = "SELECT * FROM users WHERE name = '" + userName + "';"

    传入字符串:

    userName  = " 1' OR 1=1 "

    把userName做字符替换后变成:

    userName = " 1'' OR 1=1"

    最后生成的SQL查询语句为:

    strSQL = "SELECT * FROM users WHERE name = '1'' OR 1=1'

    这样数据库就会去系统查找name为“1′ ‘ OR 1=1”的记录,而避免了SQL注入。

  4. 比起凌乱的字符串追加似的查询,PreparedStatement查询可读性更好、更安全。

PreparedStatement的局限性

尽管PreparedStatement非常实用,但是它仍有一定的限制。
1. 为了防止SQL注入攻击,PreparedStatement不允许一个占位符(?)有多个值,在执行有**IN**子句查询的时候这个问题变得棘手起来。下面这个SQL查询使用PreparedStatement就不会返回任何结果

SELECT * FROM loan WHERE loan_type IN (?)
preparedSatement.setString(1, "'personal loan', 'home loan', 'gold loan'");

那如何解决这个问题呢?请你继续关注本博客,下期告诉你答案。

不算总结的总结

关于PreparedStatement接口,需要重点记住的是:
1. PreparedStatement可以写参数化查询,比Statement能获得更好的性能。
2. 对于PreparedStatement来说,数据库可以使用已经编译过及定义好的执行计划,这种预处理语句查询比普通的查询运行速度更快。
3. PreparedStatement可以阻止常见的SQL注入式攻击。
4. PreparedStatement可以写动态查询语句
5. PreparedStatement与java.sql.Connection对象是关联的,一旦你关闭了connection,PreparedStatement也没法使用了。
6. “?” 叫做占位符。
7. PreparedStatement查询默认返回FORWARD_ONLY的ResultSet,你只能往一个方向移动结果集的游标。当然你还可以设定为其他类型的值如:”CONCUR_READ_ONLY”。
8. 不支持预编译SQL查询的JDBC驱动,在调用connection.prepareStatement(sql)的时候,它不会把SQL查询语句发送给数据库做预处理,而是等到执行查询动作的时候(调用executeQuery()方法时)才把查询语句发送个数据库,这种情况和使用Statement是一样的。
9. 占位符的索引位置从1开始而不是0,如果填入0会导致*java.sql.SQLException invalid column index*异常。所以如果PreparedStatement有两个占位符,那么第一个参数的索引时1,第二个参数的索引是2.

以上就是为什么要使用PreparedStatement的全部理由,不过你仍然可以使用Statement对象用来做做测试。但是在生产环境下你一定要考虑使用 PreparedStatement 。
更多参考:
SQL注入攻击
参数化查询
预处理语句与存储过程

原文链接: Javarevisited 翻译: ImportNew.com - 刘志军
译文链接: http://www.importnew.com/5006.html
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关于作者: 刘志军

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10 条评论

  1. wheat 说道:

    “请你继续关注本博客,下期告诉你答案。”
    请问下期是什么时候?^_^

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  2. 李朝 说道:

    楼主说的很详细,如果用jdbc的话基本都是用preparedStatementle。不过现在都是用hibernate,呵呵

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  3. xian 说道:

    5. PreparedStatement与java.sql.Connection对象是关联的,一旦你关闭了connection,PreparedStatement也没法使用了。PreparedStatement的预编译也没有了?重新建connection、PreparedStatement,也会重新预编SQL语句,也是就数据库对重SQL语句的分析,编译。 是这样子理解的吧?

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  4. chiukong 说道:

    怎么下一期还没出呢,期待中啊!

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  5. hunter 说道:

    我怎么没找到下一期啊?博主,你要么给我个传送门吧?

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  6. chenmg 说道:

    如果恶意用户要是更坏一点,用户填入:
    1

    strSQL = “SELECT * FROM users;”

    SQL语句变成了:
    1

    strSQL = “SELECT * FROM users WHERE name = ‘any_value’ and pw = ”; DROP TABLE users”

    这是怎么变的?

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  7. helloworld 说道:

    翻译有不少改动,自己还举了个例子,

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