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 

 

2. 使用PreparedStatement的set方法设置参数

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());

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，并把参数中的引号作为转义字符，从而避免了参数也作为条件的一部分

 

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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：

1. Convert given SQL query into DB format -- 将SQL语句转化为DB形式（语法树结构）
2. Check for syntax -- 检查语法
3. Check for semantics -- 检查语义
4. 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）
5. Set the run-time values into the query -- 设置运行时的参数
6. 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）

    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)) {
                ...

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！

参考：https://stackoverflow.com/questions/30587736/what-is-pre-compiled-sql-statement