PreparedStatement是如何防止SQL注入的？

为什么在Java中PreparedStatement能够有效防止SQL注入？这可能是每个Java程序员思考过的问题。

首先我们来看下直观的现象（注：需要提前打开mysql的SQL文日志）

1. 不使用PreparedStatement的set方法设置参数（效果跟Statement相似，相当于执行静态SQL）

String param = "'test' or 1=1";
String sql = "select file from file where name = " + param; // 拼接SQL参数
PreparedStatement preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
ResultSet resultSet = preparedStatement.executeQuery();
System.out.println(resultSet.next());
输出结果为true，DB中执行的SQL为

-- 永真条件1=1成为了查询条件的一部分，可以返回所有数据，造成了SQL注入问题
select file from file where name = 'test' or 1=1

1. 使用PreparedStatement的set方法设置参数

复制代码
String param = "'test' or 1=1";
String sql = "select file from file where name = ?";
PreparedStatement preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
preparedStatement.setString(1, param);
ResultSet resultSet = preparedStatement.executeQuery();
System.out.println(resultSet.next());
复制代码
输出结果为false，DB中执行的SQL为

select file from file where name = '\'test\' or 1=1'
我们可以看到输出的SQL文是把整个参数用引号包起来，并把引号作为转义字符，从而避免了参数也作为条件的一部分

接下来我们分析下源码（以mysql驱动实现为例）

打开java.sql.PreparedStatement通用接口，看到如下注释，了解到PreparedStatement就是为了提高statement（包括SQL，存储过程等）执行的效率。

An object that represents a precompiled SQL statement.
A SQL statement is precompiled and stored in a PreparedStatement object.
This object can then be used to efficiently execute this statement multiple times.
那么，什么是所谓的“precompiled SQL statement”呢？

回答这个问题之前需要先了解下一个SQL文在DB中执行的具体步骤：

Convert given SQL query into DB format -- 将SQL语句转化为DB形式（语法树结构）
Check for syntax -- 检查语法
Check for semantics -- 检查语义
Prepare execution plan -- 准备执行计划（也是优化的过程，这个步骤比较重要，关系到你SQL文的效率，准备在后续文章介绍）
Set the run-time values into the query -- 设置运行时的参数
Run the query and fetch the output -- 执行查询并取得结果
而所谓的“precompiled SQL statement”，就是同样的SQL文（包括不同参数的），1-4步骤只在第一次执行，所以大大提高了执行效率（特别是对于需要重复执行同一SQL的）

言归正传，回到source中，我们重点关注一下setString方法（因为其它设置参数的方法诸如setInt，setDouble之类，编译器会检查参数类型，已经避免了SQL注入。）

查看mysql中实现PreparedStatement接口的类com.mysql.jdbc.PreparedStatement中的setString方法（部分代码）

复制代码
public void setString(int parameterIndex, String x) throws SQLException {
synchronized (checkClosed().getConnectionMutex()) {
// if the passed string is null, then set this column to null
if (x == null) {
setNull(parameterIndex, Types.CHAR);
} else {
checkClosed();

int stringLength = x.length();

if (this.connection.isNoBackslashEscapesSet()) {
// Scan for any nasty chars
// 判断是否需要转义处理（比如包含引号，换行等字符）
boolean needsHexEscape = isEscapeNeededForString(x, stringLength);
// 如果不需要转义，则在两边加上单引号
if (!needsHexEscape) {
byte[] parameterAsBytes = null;

StringBuilder quotedString = new StringBuilder(x.length() + 2);
quotedString.append('\'');
quotedString.append(x);
quotedString.append('\'');

...
} else {
...
}

String parameterAsString = x;
boolean needsQuoted = true;
// 如果需要转义，则做转义处理
if (this.isLoadDataQuery || isEscapeNeededForString(x, stringLength)) {
...

复制代码
从上面加红色注释的可以明白为什么参数会被单引号包裹，并且类似单引号之类的特殊字符会被转义处理，就是因为这些代码的控制避免了SQL注入。

这里只对SQL注入相关的代码进行解读，如果在setString前后输出预处理语句(preparedStatement.toString())，会发现如下输出

Before bind: com.mysql.jdbc.JDBC42PreparedStatement@b1a58a3: select file from file where name = NOT SPECIFIED
After bind: com.mysql.jdbc.JDBC42PreparedStatement@b1a58a3: select file from file where name = '\'test\' or 1=1'
编程中建议大家使用PrepareStatement + Bind-variable的方式避免SQL注入

大家有什么其它的看法，欢迎留下评论！