Java操作TDengine时序数据库教程-java教程-PHP中文网

要快速上手java操作tdengine，需掌握jdbc连接、sql构建与结果集处理。1. 引入maven或gradle依赖，如taos-jdbcdriver 3.2.7；2. 使用drivermanager建立连接，注意修改url、用户名和密码；3. 创建statement执行建库、建表、插入和查询语句，注意使用now函数；4. 使用resultset遍历查询结果，调用getxxx方法获取数据；5. 优化连接池配置，推荐hikaricp，设置最大连接数、空闲超时等参数，并显式指定driver类名；6. 捕获sqlexception并分析sqlstate和errorcode，确保网络和服务正常，合理配置连接池；7. 使用preparedstatement防止sql注入，避免拼接字符串，设置参数并校验输入；8. 批量插入时关闭自动提交，使用addbatch和executebatch提升性能，异常时回滚事务；9. 使用count、avg、group by及时间窗口函数进行聚合查询；10. 配置流式计算任务实现数据订阅，可结合flink或spark streaming进行实时分析。

Java操作TDengine时序数据库教程

快速上手Java操作TDengine，核心在于掌握JDBC连接、SQL语句构建以及结果集处理。本文将带你一步步实现。

解决方案

引入依赖: 在你的Maven或Gradle项目中，添加TDengine JDBC驱动的依赖。

<!-- Maven -->
<dependency>
    <groupId>com.taosdata.jdbc</groupId>
    <artifactId>taos-jdbcdriver</artifactId>
    <version>3.2.7</version>
</dependency>

// Gradle
implementation 'com.taosdata.jdbc:taos-jdbcdriver:3.2.7'

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注意替换成最新的版本号。

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建立连接: 使用JDBC URL连接到TDengine数据库。

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;

public class TDengineConnector {

    public static void main(String[] args) {
        String url = "jdbc:TAOS://localhost:6030/test"; // 替换成你的TDengine地址和数据库名
        String user = "root"; // 替换成你的用户名
        String password = "taosdata"; // 替换成你的密码

        try (Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password)) {
            System.out.println("Successfully connected to TDengine!");
        } catch (SQLException e) {
            System.err.println("Failed to connect to TDengine: " + e.getMessage());
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

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这里有个小坑，如果你的TDengine服务不在本地，或者端口不是6030，记得修改URL。另外，用户名密码也别忘了改。

执行SQL语句: 创建Statement对象，执行SQL语句。

import java.sql.Statement;
import java.sql.ResultSet;

// ... (连接代码) ...

try (Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
     Statement statement = connection.createStatement()) {

    // 创建数据库
    statement.execute("CREATE DATABASE IF NOT EXISTS test");
    statement.execute("USE test");

    // 创建超级表
    statement.execute("CREATE STABLE IF NOT EXISTS meters (ts TIMESTAMP, current FLOAT, voltage INT, phase FLOAT) TAGS (location BINARY(64), groupId INT)");

    // 创建子表
    statement.execute("CREATE TABLE IF NOT EXISTS d1001 USING meters TAGS('California.LosAngeles', 2)");
    statement.execute("CREATE TABLE IF NOT EXISTS d1002 USING meters TAGS('California.SanFrancisco', 2)");

    // 插入数据
    statement.execute("INSERT INTO d1001 (ts, current, voltage, phase) VALUES (NOW, 10.2, 220, 0.32)");
    statement.execute("INSERT INTO d1002 (ts, current, voltage, phase) VALUES (NOW, 11.5, 221, 0.35)");

    // 查询数据
    ResultSet resultSet = statement.executeQuery("SELECT * FROM meters");
    while (resultSet.next()) {
        System.out.println("Timestamp: " + resultSet.getTimestamp("ts") +
                           ", Current: " + resultSet.getFloat("current") +
                           ", Voltage: " + resultSet.getInt("voltage") +
                           ", Phase: " + resultSet.getFloat("phase"));
    }

} catch (SQLException e) {
    System.err.println("Error executing SQL: " + e.getMessage());
    e.printStackTrace();
}

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注意 NOW 函数是TDengine特有的，表示当前时间戳。

处理结果集: 使用ResultSet对象遍历查询结果。

上面的代码已经包含了结果集处理，注意使用 resultSet.getXXX() 方法获取对应类型的数据。

如何优化TDengine JDBC连接池配置？

连接池的优化直接影响到应用的性能。

选择合适的连接池: 常用的有HikariCP、Druid等。这里以HikariCP为例。

<!-- Maven -->
<dependency>
    <groupId>com.zaxxer</groupId>
    <artifactId>HikariCP</artifactId>
    <version>5.0.1</version>
</dependency>

// Gradle
implementation 'com.zaxxer:HikariCP:5.0.1'

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配置HikariCP:

import com.zaxxer.hikari.HikariConfig;
import com.zaxxer.hikari.HikariDataSource;
import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;

public class TDengineConnectionPool {

    private static HikariDataSource dataSource;

    static {
        HikariConfig config = new HikariConfig();
        config.setJdbcUrl("jdbc:TAOS://localhost:6030/test");
        config.setUsername("root");
        config.setPassword("taosdata");
        config.setDriverClassName("com.taosdata.jdbc.TSDBDriver"); // 显式设置Driver类名

        config.setMaximumPoolSize(10); // 最大连接数
        config.setMinimumIdle(5); // 最小空闲连接数
        config.setConnectionTimeout(30000); // 连接超时时间，单位毫秒
        config.setIdleTimeout(600000); // 空闲连接超时时间，单位毫秒
        config.setMaxLifetime(1800000); // 连接最大生命周期，单位毫秒

        dataSource = new HikariDataSource(config);
    }

    public static Connection getConnection() throws SQLException {
        return dataSource.getConnection();
    }

    public static void main(String[] args) throws SQLException {
        try (Connection connection = getConnection()) {
            System.out.println("Successfully obtained connection from pool!");
        }
    }
}

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关键配置项包括：

maximumPoolSize: 最大连接数，根据你的应用并发量调整。
minimumIdle: 最小空闲连接数，避免频繁创建连接。
connectionTimeout: 连接超时时间，防止长时间等待。
idleTimeout: 空闲连接超时时间，释放长时间不用的连接。
maxLifetime: 连接最大生命周期，防止连接失效。

显式设置Driver类名: config.setDriverClassName("com.taosdata.jdbc.TSDBDriver"); 某些情况下，HikariCP可能无法自动检测到Driver类，需要手动设置。
监控连接池: 使用HikariCP提供的监控接口，例如JMX，监控连接池的状态，及时调整配置。

如何处理TDengine JDBC常见的异常？

异常处理是健壮应用的关键。

SQLException: 这是最常见的异常，表示SQL执行出错。需要检查SQL语句是否正确，数据库连接是否正常。

try {
    // ... SQL操作 ...
} catch (SQLException e) {
    System.err.println("SQL Exception: " + e.getMessage());
    System.err.println("SQL State: " + e.getSQLState());
    System.err.println("Error Code: " + e.getErrorCode());
    e.printStackTrace();
    // 可以选择重试、记录日志、或者抛出自定义异常
}

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注意 e.getSQLState() 和 e.getErrorCode() 可以提供更详细的错误信息。

连接异常: 例如连接超时、连接被拒绝等。需要检查TDengine服务是否正常运行，网络是否畅通，以及连接池配置是否合理。
TDengine特有的异常: TDengine可能返回一些特有的错误码，例如表不存在、字段类型不匹配等。需要查阅TDengine的官方文档，了解这些错误码的含义，并进行相应的处理。

使用try-with-resources: 确保资源在使用完毕后被正确释放。

try (Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
     Statement statement = connection.createStatement();
     ResultSet resultSet = statement.executeQuery("SELECT * FROM meters")) {

    // ... 操作 ...

} catch (SQLException e) {
    // ... 异常处理 ...
} // connection, statement, resultSet 会自动关闭

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如何使用PreparedStatement防止SQL注入？

使用PreparedStatement可以有效防止SQL注入。

使用PreparedStatement: 不要直接拼接SQL语句，而是使用PreparedStatement。

String sql = "SELECT * FROM meters WHERE location = ? AND groupId = ?";
try (PreparedStatement preparedStatement = connection.prepareStatement(sql)) {
    preparedStatement.setString(1, "California.LosAngeles");
    preparedStatement.setInt(2, 2);

    ResultSet resultSet = preparedStatement.executeQuery();
    // ... 处理结果集 ...
} catch (SQLException e) {
    // ... 异常处理 ...
}

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设置参数类型: 使用 preparedStatement.setString(), preparedStatement.setInt(), preparedStatement.setTimestamp() 等方法设置参数类型。
避免字符串拼接: 绝对不要使用字符串拼接的方式构建SQL语句，即使你认为参数是安全的。
参数校验: 在设置参数之前，对参数进行校验，例如长度、格式等。

如何进行批量数据插入以提高性能？

批量插入可以显著提高数据写入速度。

使用PreparedStatement: 批量插入也需要使用PreparedStatement。

String sql = "INSERT INTO d1001 (ts, current, voltage, phase) VALUES (?, ?, ?, ?)";
try (PreparedStatement preparedStatement = connection.prepareStatement(sql)) {
    connection.setAutoCommit(false); // 关闭自动提交

    for (int i = 0; i < 1000; i++) {
        preparedStatement.setTimestamp(1, new java.sql.Timestamp(System.currentTimeMillis()));
        preparedStatement.setFloat(2, (float) Math.random() * 20);
        preparedStatement.setInt(3, (int) (Math.random() * 300));
        preparedStatement.setFloat(4, (float) Math.random());
        preparedStatement.addBatch(); // 添加到批处理
    }

    preparedStatement.executeBatch(); // 执行批处理
    connection.commit(); // 提交事务
    connection.setAutoCommit(true); // 恢复自动提交

} catch (SQLException e) {
    // ... 异常处理 ...
    if (connection != null) {
        try {
            connection.rollback(); // 回滚事务
        } catch (SQLException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
}

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关闭自动提交: connection.setAutoCommit(false); 在批量插入之前关闭自动提交，可以显著提高性能。
添加到批处理: 使用 preparedStatement.addBatch(); 将SQL语句添加到批处理。
执行批处理: 使用 preparedStatement.executeBatch(); 执行批处理。
提交事务: 使用 connection.commit(); 提交事务。
异常回滚: 在出现异常时，使用 connection.rollback(); 回滚事务，保证数据一致性。
调整批处理大小: 根据你的硬件和网络情况，调整批处理的大小，找到最佳性能点。

如何使用TDengine的函数和聚合查询？

TDengine提供了丰富的函数和聚合查询功能。

常用函数:
- COUNT(*): 统计行数。
- SUM(column): 求和。
- AVG(column): 求平均值。
- MAX(column): 求最大值。
- MIN(column): 求最小值。
- LAST(column): 获取最新值。
- FIRST(column): 获取最早值。
- STDDEV(column): 计算标准差。
- TS_FIRST_LOCATE(column, value): 查找第一个等于value的时间戳。
- TS_LAST_LOCATE(column, value): 查找最后一个等于value的时间戳。

聚合查询:

String sql = "SELECT AVG(current) FROM meters WHERE ts >= NOW - 3600s"; // 查询过去一小时的平均电流
try (Statement statement = connection.createStatement();
     ResultSet resultSet = statement.executeQuery(sql)) {

    if (resultSet.next()) {
        double avgCurrent = resultSet.getDouble(1); // 获取第一个字段的值
        System.out.println("Average current: " + avgCurrent);
    }

} catch (SQLException e) {
    // ... 异常处理 ...
}

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GROUP BY: 使用 GROUP BY 子句进行分组聚合。

String sql = "SELECT location, AVG(current) FROM meters GROUP BY location"; // 按location分组，计算平均电流
try (Statement statement = connection.createStatement();
     ResultSet resultSet = statement.executeQuery(sql)) {

    while (resultSet.next()) {
        String location = resultSet.getString("location");
        double avgCurrent = resultSet.getDouble(2);
        System.out.println("Location: " + location + ", Average current: " + avgCurrent);
    }

} catch (SQLException e) {
    // ... 异常处理 ...
}

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时间窗口函数: TDengine支持时间窗口函数，例如 TUMBLE, HOP, SESSION 等。

String sql = "SELECT TUMBLE(ts, 10s), AVG(current) FROM meters GROUP BY TUMBLE(ts, 10s)"; // 每10秒一个窗口，计算平均电流
try (Statement statement = connection.createStatement();
     ResultSet resultSet = statement.executeQuery(sql)) {

    while (resultSet.next()) {
        java.sql.Timestamp windowStart = resultSet.getTimestamp(1);
        double avgCurrent = resultSet.getDouble(2);
        System.out.println("Window start: " + windowStart + ", Average current: " + avgCurrent);
    }

} catch (SQLException e) {
    // ... 异常处理 ...
}

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需要注意的是，时间窗口函数的使用比较复杂，需要仔细阅读TDengine的官方文档。