Java数据库连接库JDBC是Java语言程序与数据库之间进行通讯的重要组件。JDBC的设计理念是“将接口和实现分离，让接口保持稳定，而实现方便于切换和扩展”，这个理念正是设计模式所强调的。那么，在JDBC的设计与实现过程中，究竟使用了哪些设计模式呢？

1. 工厂模式

JDBC连接的获取是一个多实现的问题，因为不同的数据库服务商对JDBC的实现是不同的。为了让代码具有可扩展性，JDBC使用了工厂模式，它将创建连接对象的细节隐藏起来，对外表示为一个工厂对象。在JDBC中，通过DriverManager获取数据库连接时，就是使用了工厂方法获取。

示例代码：

public class MyDatabaseConnectionFactory {
 public static Connection createConnection(String dbUrl, String username, String password) {
  try {
   Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
   return DriverManager.getConnection(dbUrl, username, password);
  } catch (Exception e)
   return null;
  
 }
}

2. 单例模式

JDBC的Connection对象是非常重要的资源，如果程序中存在多个Connection对象，则会导致系统性能下降、数据库连接池耗尽等问题。为了避免这种问题，在JDBC的设计中使用了单例模式，保证整个系统只有一个Connection对象。

示例代码：

public class MyDatabaseConnectionFactory {
 private static final String DB_URL = "jdbc:mysql://localhost/test";
 private static final String USERNAME = "root";
 private static final String PASSWORD = "123456";
 private static Connection conn = null;
 private MyDatabaseConnectionFactory() {}
 public static Connection getConnection() {
  if (conn == null) {
   try {
    Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
    conn = DriverManager.getConnection(DB_URL, USERNAME, PASSWORD);
   } catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
   }
  }
  return conn;
 }
}

3. 模板方法模式

JDBC中有很多方法都具有类似调用流程的过程，这些流程中涉及了数据库驱动的加载、连接的获取、语句的执行、结果的处理等等。为了避免重复代码，JDBC使用了模板方法模式，将这些类似的流程抽象成一个模板方法，具体操作步骤由子类来实现。

示例代码：

public abstract class AbstractDao {
 private Connection conn = null;
 protected Connection getConnection() {
  if (conn == null) {
   conn = MyDatabaseConnectionFactory.getConnection();
  }
  return conn;
 }
 public void executeUpdate(String sql, Object[] args) throws SQLException {
  Connection conn = getConnection();
  PreparedStatement stmt = conn.prepareStatement(sql);
  setParameters(stmt, args);
  stmt.executeUpdate();
  stmt.close();
  conn.close();
 }
 public ResultSet executeQuery(String sql, Object[] args) throws SQLException {
  Connection conn = getConnection();
  PreparedStatement stmt = conn.prepareStatement(sql);
  setParameters(stmt, args);
  ResultSet rs = stmt.executeQuery();
  return rs;
 }
 private void setParameters(PreparedStatement stmt, Object[] args) throws SQLException {
  if (args == null || args.length == 0)
   return;
  
  for (int i = 0; i < args.length; i++) {
   stmt.setObject(i + 1, args[i]);
  }
 }
}

这就是JDBC中所用到的几种设计模式。通过使用这些模式，JDBC实现了对数据库的连接、操作和管理，为Java程序与数据库的交互提供了非常灵活和扩展性强的解决方案。

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