相比其他关系型数据库,AntDB JDBC驱动特性有哪些不同之处

原创
2023/11/23 14:30
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​JDBC简介

JDBC是Java数据库连接(Java Database Connectivity),一套操作数据库的规范接口。这套规范接口,经过多次版本迭代,目前使用最多的规范接口是JDBC4.x。关于JDBC规范相关的说明,请参考本文后续中的参考资料章节。

 

AntDB中JDBC的使用方式

AntDB的JDBC驱动是基于开源数据库PostgreSQL数据库的JDBC驱动进行的二次开发,因此,大部分使用方式与PostgreSQL的使用方式相同。为了区分与PostgreSQL的区别,AntDB的URL中支持两种连接方式:

-jdbc:postgresql://ip:port/dbname,这种方式是AntDB最初提供的驱动中使用的连接方式,为了兼容PostgreSQL的使用习惯,因此进行了保留;

-jdbc:antdb://ip:port/dbname,这种方式是目前AntDB主推的连接方式,用于区分AntDB与其他数据库的连接方式。

例如:

String  url = "jdbc:antdb://10.1.1.1:6655/antdb?grammar=oracle";String  user = "user";String  password = "xxxx";Connection  conn = null;try  {    conn = DriverManager.getConnection(url,  user, password);    conn.setAutoCommit(false);    PreparedStatement psmt =  conn.prepareStatement("insert into test1 values(?,'abc')");    for(int i = 1; i <= 10; i ++){        psmt.setInt(1,i);        psmt.execute();    }    conn.commit();    psmt.close();    conn.close();}catch  (SQLException ex){    System.out.println(ex.getMessage());}finally  {    if(conn != null) {        conn.close();    }}

 

AntDB的JDBC新特性

1.双引擎支持

AntDB支持Oracle和PostgreSQL双存储引擎,并且可以进行在会话级存储引擎的动态调整。因此,AntDB在JDBC驱动层进行了双引擎的适配开发。目前AntDB的JDBC支持如下两种方式进行双引擎支持。

- 物理连接级支持

通过在JDBC的URL中指定参数’grammar’来对物理连接使用的语法进行控制。可指定为:

  •      oracle

例如:

jdbc:antdb://10.1.1.1:6655/antdb?grammar=oracle;此时,通过该URL创建的物理连接的默认使用的是Oracle语法,用户可以使用Oracle的相关语法对AntDB进行相关的数据操作。

  •      postgres

例如:

jdbc:antdb://10.1.1.1:6655/antdb?grammar=postgres;此时,通过该URL创建的物理连接的默认使用的是PostgreSQL语法,用户可以使用PostgreSQL的相关语法对AntDB进行相关的数据操作。

 

- 会话级支持

在用户SQL执行之前,通过JDBC提供的接口execute/executeQuery来执行’set grammar=xxx’,其中xxx可为:

  •       oracle

该SQL执行之后,该会话后续执行的所有SQL,都可以使用Oracle语法进行后续的数据操作。

  •       postgres

该SQL执行之后,该会话后续执行的所有SQL,都可以使用PostgreSQL语法进行后续的数据操作。

 

- 服务实例级支持

通过在AntDB中执行如下SQL,就可以将服务实例的语法统一进行修改:

alter  system set grammar to oracle ;select  pg_reload_conf();

2.安全加强

目前AntDB内核层面支持scram-sha-256、md5、password等口令认证方式(具体参见参考资料部分),而客户端的JDBC只能支持md5和password两种口令认证方式。考虑到scram-sha-256是目前提供的方法中最安全的一种口令认证方式,特此,AntDB对JDBC驱动进行了该认证方式的适配。

使用最新版的AntDB的JDBC驱动(下载地址:http://www.antdb.net/download)即可使用上述的任意一种认证方式。

3.批量删除性能优化

JDBC4的规范中,提供了一类批量处理的规范接口:addBatch/executeBatch/clearBatch等,通过使用这些接口,可以降低应用程序(APP)与数据库的通信次数,大幅降低网络压力,提升业务的处理性能。

例如,批量删除表t中的数据1~100,通过一次网络通信,来删除数据库中的相应行记录。

PreparedStatement psmt =  conn.prepareStatement("delete from t where c1=?");for(int i = 1; i <= 100; i ++){     psmt.setInt(1,i);     psmt.addBatch();}psmt.executeBatch()

上述例子中,通过网络抓包发现,上述的100次删除操作,应用程序只与数据库进行了一次通信:

 

上述处理中,APP通过批量更新特性,一个批次删除了数据库中100条记录,由于减少了网络通信的次数,利用数据库服务端的处理能力,大幅提升了批量删除的性能。但是,目前的AntDB数据库服务端接收到合并在一起的多个参数时,会逐个进行解析,然后一条一条执行(开源PostgreSQL也是同样的处理逻辑)。

该执行效率比较低下,在大数据量删除的场合下,影响数据的删除效率。基于该背景,AntDB对JDBC驱动进行了优化。通过在JDBC的URL中指定如下参数,可批量对数据库进行删除,大幅提升删除的效率。

-reWriteBatchedDeletes=true时,jdbc驱动内部会改写SQL,将上述SQL会改写成:delete from t1 where id in (1,2,3...)

-reWriteBatchedDeleteSize指定时,改写后的SQL会按照指定的批次进行删除,例如reWriteBatchedDeleteSize设置为3时,改写后的SQL就以3为单位,对所有数据分批执行,例如,'delete from t1 where id in (1,2,3)','delete from t1 where id in (4,5,6)'......

通过该优化,AntDB的JDBC驱动的批量删除性能得到大幅提升(例如,指定为10000时,性能提示150倍左右)。

 

图1 AntDB中DELETE性能优化效果

4. Oracle兼容性增强

为了支撑Oracle语法环境下的一些数据类型,目前AntDB的Oracle语法环境下,JDBC驱动对如下的Oracle数据类型进行了适配,通过该适配,Oracle语法下对下述数据类型进行操作时就同Oracle的JDBC操作方式保持一致,不需要额外进行转换。

-varchar2

-nvarchar2

-rowid

-oracle.date

-raw

 

同时,在支持上述数据类型时,为了考虑与开源框架的支持(例如,mybatis),AntDB的JDBC驱动中对如下接口也进行了强化(开源PostgreSQL这些接口将直接抛出异常)。

- CallableStatement.getNString(int)

- PreparedStatement.setNString(int, String)

- ResultSet.getNString(int)

- ResultSet.getNString(String)

 

AntDB后续优化思路

目前的AntDB的JDBC已经能够满足大部分业务的应用场景,但也有一部分内部实现没有完全支持JDBC4.x规范,会抛出异常(开源PostgreSQL也存在类似问题)。后续的话,根据业务需要,会对这部分接口进行强化。例如:

-PreparedStatement.setNClob

-CallableStatement.getNClob

-ResultSet.getNClob

-PreparedStatement.setNCharacterStream

-CallableStatement.getNCharacterStream

-ResultSet.getNCharacterStream

-Etc.

 

参考资料

JDBC specification参考:

-JDBC 4.1 Specification (JDBC 4.1). Available at https://download.oracle.com/otndocs/jcp/jdbc-4_1-mrel-spec/index.html

- JDBC 4.0 Specification (JDBC 4.0). Available at http://jcp.org/en/jsr/detail?id=221

- JDBC 3.0 Specification (JDBC 3.0). Available at http://jcp.org/en/jsr/detail?id=54

-JDBC 2.1 API (JDBC 2.1). Available at http://www.oracle.com/technetwork/java/download-141179.html

- JDBC 2.0 Standard Extension API (JDBC extension specification). Available at http://www.oracle.com/technetwork/java/download-141179.html

-JDBC 1.22 API (JDBC 1.22). Available at http://www.oracle.com/technetwork/java/download-141179.html

AntDB的JDBC相关资料

 

- 手册:

https://jdbc.postgresql.org/documentation/、http://www.antdb.net/72_product

 

- 下载:

http://www.antdb.net/download

 

- AntDB的口令认证方式:

https://www.postgresql.org/docs/current/auth-password.html

 

关于AntDB数据库

AntDB数据库始于2008年,是亚信科技自主研发的分布式关系型数据库品牌,AntDB-M是面向高性能内存型数据库,是AntDB的子产品之一,在运营商的核心系统上,为全国24个省份的10亿多用户提供在线服务,具备高性能、弹性扩展、高可靠等产品特性,峰值每秒可处理百万笔通信核心交易,保障系统持续稳定运行近15年,并在通信、金融、交通、能源、物联网等行业成功商用落地。

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