JDBC cz. 1.

Java Database Connectivity
Java Database Connectivity (JDBC) to specyfikacja określająca zbiór klas
i interfejsów napisanych w Javie, które mogą być wykorzystane przez
programistów tworzących oprogramowanie korzystające z baz danych.
Implementacja JDBC jest dostarczany przez producentów baz danych.
Jedną z ważniejszych zalet takiego rozwiązania jest ukrycie przed programistą
kwestii technicznych dotyczących komunikacji z bazą danych. Dzięki temu ten
sam program napisany w Javie może współpracować z różnymi systemami baz
danych (np. Oracle, Sybase, IBM DB2). Wystarczy podmienić odpowiednie
biblioteki implementujące JDBC.
Źródło informacji:
http://java.sun.com/j2se/1.4.2/docs/guide/jdbc/getstart/GettingStartedTOC.fm.html.
1
Bazy danych w Javie: przykład MySQL
import
import
import
import
import
// Nie
java.sql.Connection;
java.sql.DriverManager;
java.sql.ResultSet;
java.sql.SQLException;
java.sql.Statement;
importujemy pakietu com.mysql.jdbc.*
public class TestDriver {
public static void main(String[] args) {
Statement stmt = null;
ResultSet rs = null;
try {
// newInstance() jest wywoływane na wszelki wypadek
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver").newInstance();
Connection con = DriverManager.getConnection(
"jdbc:mysql://localhost/test?user=monty&password=");
stmt = con.createStatement();
rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROM tabela");
while (rs.next()) {
System.out.println(rs.getString("kolumna1"));
}
}
2
Bazy danych w Javie: przykład MySQL
}
}
catch (Exception ex) {
// obsluga bledow
} finally {
// zwalnianie zasobow
if (rs != null) {
try {
rs.close();
} catch (SQLException sqlEx) {
// ignorujemy
}
rs = null;
}
if (stmt != null) {
try {
stmt.close();
} catch (SQLException sqlEx) {
// ignorujemy
}
stmt = null;
}
// analogicznie con.close();
}
3
JDBC a inne rozwiązania
ODBC (Open DataBase Connectivity) – najpopularniejszy mechanizm dostępu do
relacyjnych baz danych. Dlaczego zatem nie używać ODBC w Javie?
1. ODBC używa interfejsu języka C. Wywołania z Javy kodu natywnego w C
powoduje wiele problemów - bezpieczeństwo, efektywność, przenośność.
2. Bezpośrednie przepisanie interfejsu ODBC w Javie byłoby nieefektywne.
3. ODBC jest stosunkowo trudne w opanowaniu, ponieważ trzeba ustawiać wiele
parametrów nawet przy wywołaniu prostych zapytań.
4. Driver ODBC musi być ręcznie instalowany i konfigurowany na każdym
komputerze klienckim.
Podobne problemy wykluczają stosowanie innych technologii: OLE (Object
Linking and Embedding) DB, ADO (ActiveX Data Objects), and RDS (Remote
Data Service). Niedawno Microsoft wprowadził mechanizm UDA (Universal Data
Access), który jest dosyć podobny do JDBC.
4
Model dwu- i trzywarstwowy komunikacji
klient - GUI
klient
aplikacja
aplikacja, applet
lub
przeglądarka WWW
HTTP, RMI, CORBA
lub inne wywołanie
JDBC
protokół
bazy danych
serwer aplikacji
serwer
logika
biznesowa
JDBC
baza danych
serwer
protokół
bazy danych
baza danych
5
Typy sterowników JDBC
1. JDBC-ODBC bridge plus ODBC driver: konwertuje żądania JDBC na ODBC,
które jest używane do komunikacji z bazą. Najczęściej wykorzystywany w dużych
sieciach korporacyjnych lub modelu trzywarstwowym.
2. Native-API partly-Java driver: konwertuje żądania JDBC do innego natywnego
klienckiego API dla bazy danych.
3. JDBC-Net pure Java driver: konwertuje żądania JDBC na operacje niezależnego
protokołu. Te wywołania są tłumaczone przez warstwę pośrednią na konkretny
protokół systemu baz danych.
4. Native-protocol pure Java driver: konwertuje żądania JDBC na operacje
niezależnego protokołu konkretnego systemu baz danych. To jest najbardziej
wydajne rozwiązanie.
Informacje o sterownikach JDBC: http://servlet.java.sun.com/products/jdbc/drivers.
6
Nawiązanie połączenia
Istnieją dwie metody nawiązania połączenia z bazą danych:
●
za pomocą klasy DriverManager:
String url = "jdbc:odbc:bazadanych";
Connection con = DriverManager.
getConnection(url, "login", "haslo");
●
za pomocą klasy DataSource i usługi JNDI:
Context ctx = new InitialContext();
DataSource ds = (DataSource)ctx.lookup("jdbc/MojaDB");
Connection con = ds.getConnection("myLogin", "myPassword");
7
DriverManager
DriverManager jest tradycyjną warstwą zarządzającą JDBC pomiędzy
użytkownikiem a sterownikiem. Aktualną listę dostępnych sterowników można
uzyskać za pomocą metody: Enumeration DriverManager.getDrivers().
Aby załadować dodatkowy sterownik należy skorzystać z metody:
Class Class.forName(String) podając jako argument klasę ze sterownikiem
np:
Class.forName("jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver"); // protokół
jdbc:odbc
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver"); //protokół jdbc:mysql.
Rejestracja podprotokołów: [email protected].
8
DriverManager
Inne metody (statyczne) udostępniane przez DriverManager'a:
●
int getLoginTimeout(), setLoginTimeout(int) – pobiera/ustawia czas
w sekundach określający okres oczekiwania na zalogowanie się do bazy.
●
PrintWriter getLogWriter(), void setLogWriter(PrintWriter) –
pobiera/ustawia obiekt do zapisywania logów,
●
void println(String message) – wstawia komunikat do logu,
●
void registerDriver(Driver driver),
void deregisterDriver(Driver) – rejestruje/wyrejestrowuje sterownik.
Rejestracja powinna odbywać się automatycznie przy załadowaniu sterownika –
kod statyczny w klasie sterownika.
9
DataSource
DataSource reprezentuje źródło danych. Zawiera informacje identyfikujące i
opisujące dane. Obiekt DataSource współpracuje z technologią Java Naming and
Directory Interface (JNDI), jest tworzony i zarządzany niezależnie od używającej go
aplikacji.
Korzystanie ze źródła danych zarejestrowanego w JNDI zapewnia:
●
brak bezpośredniego odwołania do sterownika przez aplikację,
●
umożliwia implementację grupowania połączeń (pooling) oraz rozproszonych
transakcji.
Te cechy sprawiają, że korzystanie z klasy DataSource jest zalecaną metodą
tworzenia połączenia z bazą danych, szczególnie w przypadku dużych aplikacji
rozproszonych.
10
Standardowe własności DataSource
W wersji 2.0 JDBC określono zbiór własności, które musi posiadać DataSource:
●
databaseName - nazwa bazy danych na serwerze bazy danych,
●
dataSourceName – nazwa logiczna źródła danych; używana tylko gdy
implementowany jest pooling i rozproszone transakcje,
●
description – opis źródła danych,
●
networkProtocol – protokół sieciowy używany do komunikacji z serwerem
(String),
●
portNumber – numer portu, poprzez który dostajemy się do serwera bazy
danych (int),
●
user i password – login i hasło,
●
serverName – nazwa serwera lub adres IP
11
Rejestracja źródła danych w JNDI
Przed użyciem obiektu DataSource powinien on zostać zarejestrowany:
VendorDataSource vds = new VendorDataSource();
vds.setServerName("moj_serwer");
vds.setDatabaseName("nazwa_mojej_bazy");
vds.setDescription("tutaj_kroki_opis");
Context ctx = new InitialContext();
ctx.bind("jdbc/MojaDB", vds);
Klasa VendorDataSource jest dostarczana przez producenta systemu bazy danych,
w ramach sterownika JDBC.
UWAGA: nazwa VendorDataSource jest przykładowa.
12
Przesyłanie zapytań
Do przesyłania zapytań do bazy danych służą obiekty klasy:
●
Statement – typowe pytania (bezparametrowe),
●
PreparedStatement – prekompilowany pytania zawierające parametry
wejściowe,
●
CallableStatement – procedury zapisane w bazie danych.
Obiekt Statement tworzy się w ramach nawiązanego wcześniej połączenia:
Connection con = DriverManager.getConnection(url, login,
pass);
Statement stmt = con.createStatement();
stmt.executeUpdate("INSERT INTO table(name, price) VALUE
'ser', 2.0");
13
Przesyłanie zapytań
Obiekt Statement zawiera Do przesyłania zapytań służą metody:
●
executeQuery – pytania zwracające dane: SELECT,
●
executeUpdate – pytania zmieniające dane: INSERT, UPDATE, CREATE
TABLE, ... .
●
execute – dowolne zapytania. Dzięki tej instrukcji można wykonać sekwencje
pytań, przekazać i odebrać dodatkowe parametry.
W ramach jednego obiektu Statement można wykonać sekwencyjnie kilka
zapytań. Po zakończeniu używania obiektu zaleca się wywołanie metody close().
14
Odbieranie generowanych kluczy
Do odbioru automatycznych kluczy służy metoda getGeneratedKeys()
wywołana na rzecz obiektu Statement:
}
Statement stmt = con.createStatement();
String sql = "INSERT INTO AUTHORS(LAST, FIRST, HOME) VALUES "
+ "('PARKER', 'DOROTHY', 'USA')";
int rows = stmt.executeUpdate(sql,
Statement.RETURN_GENERATED_KEYS);
ResultSet rs = stmt.getGeneratedKeys();
if (rs.next()) {
ResultSetMetaData rsmd = rs.getMetaData();
int colCount = rsmd.getColumnCount();
do {
for (int i = 1; i <= colCount; i++) {
String key = rs.getString(i);
System.out.println("klucz " + i + ": " + key);
}
} while (rs.next());
} else {
System.out.println("Brak automatycznych kluczy.");
}
15
Specjalne parametry
Parametry specjalne mają następującą postać: {keyword . . . parameters . . . }.
Używa się następujących słów kluczowych:
●
escape - przesyłanie znaków w klauzuli LIKE:
stmt.executeQuery("SELECT name FROM Identifiers WHERE Id
LIKE '\_%' {escape '\'}"); - Id zaczyna się od '_'
●
fn – funkcje skalarne:
{fn concat("Hot", "Java")};
{fn user()};
Listę wspieranych funkcji można uzyskać za pomocą metod obiektu
DatabaseMetaData, np: getNumericFunctions(),
getStringFunctions(), ... .
16
the database supports stored procedures.
Specjalne parametry
* oj forouter joins
● d, t oraz ts – data i czas:
{d 'yyyy-mm-dd'}
The syntax for an outer join is:
{d 1999-02-28} zostanie zamienione np. na '28-FEB-99' jeśli taki format jest
używany przez bazę danych. Analogicznie dla TIME i TIMESTAMP:
{oj
{t outer-join}
'hh:mm:ss'}
{ts 'yyyy-mm-dd hh:mm:ss.f . . .'}
Część ułamkowa sekund (.f...) może zostać opuszczona.
In this syntax, outer-join has the form
● call lub ?= - wywołanie procedur zapisanych w bazie danych:
{call procedure_name[(?, ?, . . .)]}
tableprocedura
{LEFT|RIGHT|FULL}
lub jeśli
zwraca wunik: OUTER JOIN {table | outer-join}
{? = call procedure_name[(?,
. . .)]}
ON?,
search-condition
DatabaseMetaData.supportsStoredProcedures() mówi, czy baza wspiera
procedury.
17
Specjalne parametry
●
oj – złączenia zewnętrzne (OUTER JOIN):
{oj outer-join}
gdzie outer-join ma postać:
tabela {LEFT|RIGHT|FULL} OUTER JOIN {tabela | outer-join}
ON warunek
Przykład:
Statement stmt = con.createStatement("SELECT * FROM
{oj TABLE1 LEFT OUTER JOIN TABLE2 ON DEPT_NO = 003420930}");
Obiekt DatabaseMetaData posiada trzy metody pozwalające stwierdzić, czy baza
wspiera złączenia zewnętrzne: supportsOuterJoins(),
supportsFullOuterJoins() oraz supportsLimitedOuterJoins().
18
Przesyłanie serii zapytań
try {
// przygotowanie zapytań
stmt.addBatch("INSERT INTO table1 VALUES (1000)");
stmt.addBatch("INSERT INTO table2 VALUES ('cos')");
stmt.addBatch("INSERT INTO table3 VALUES ('260')");
// wywołanie
int [] updateCounts = stmt.executeBatch();
} catch(BatchUpdateException b) {
int [] updateCounts = b.getUpdateCounts();
}
// wypisanie liczby zmian
System.out.println("Update counts: ");
for (int i = 0; i < updateCounts.length; i ++) {
System.out.print(updateCounts[i] + " ");
}
System.out.println("");
19
Odbieranie danych
Wyniki zwrócone w wyniku wykonania zapytania są dostępne poprzez obiekt typu
ResultSet. Przykład:
Statement stmt = con.createStatement();
ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT a, b, c FROM table");
while (rs.next()) {
}
// odebranie i wypisanie wyników w bieżącym rekordzie
int i = rs.getInt("a");
String s = rs.getString("b");
float f = rs.getFloat("c");
System.out.println("ROW = " + i + " " + s + " " + f);
20
Odbieranie danych
Więcej informacji o typach danych:
http://java.sun.com/j2se/1.4.2/docs/guide/jdbc/getstart/mapping.html#1033804
21
HSQLDB
HSQLDB to system baz danych w całości napisany w Javie (open source)..
Strona domowa projektu: http://www.hsqldb.org.
Niektóre własności:
●
obsługa SQL'a,
●
transakcje (COMMIT, ROLLBACK, SAVEPOINT),
●
integralność relacji (klucze obce), operacje kaskadowe,
●
zdalne procedury i funkcje (pisane w Javie),
●
triggery,
●
możliwość dołączania do programów i appletów. Działanie w trybie read-only,
●
tabele o rozmiarze do 8GB,
●
rozmiar tekstowych i binarnych danych ograniczony przez rozmiar pamięci. 22
HSQLDB – tryby pracy serwera
●
Hsqldb Server – tryb preferowany. Klasa org.hsqldb.Server,
●
Hsqldb Web Server – używany, jeśli serwer może używać tylko protokołu HTTP
lub HTTPS. W przeciwnym razie niezalecany. Klasa org.hsqldb.WebServer,
●
Hsqldb Servlet – używa tego samego protokołu co Web Server. Wymaga osobnego
kontenera serwletów (np. Tomcat). Może udostępniać tylko jedną bazę danych.
Wszystkie tryby pracy serwera umożliwiają korzystanie z JDBC.
23
HSQLDB – połączenie z serwerem
Przykład:
try {
Class.forName("org.hsqldb.jdbcDriver").newInstance();
} catch (Exception e) {
System.out.println("ERROR");
e.printStackTrace();
return;
}
Connection c = DriverManager.getConnection(
"jdbc:hsqldb:hsql://localhost/xdb", "sa", "");
Serwer: localhost, nazwa bazy: xdb, użytkownik: sa, hasło: ''.
24
HSQLDB – tryb stand-alone
W trybie stand-alone „serwer” bazy danych działa w ramach tej samej wirtualnej
maszyny Javy, co korzystający z niego program „kliencki”. Przykład uruchomienia
bazy:
Connection c = DriverManager.getConnection(
"jdbc:hsqldb:file:/opt/db/testdb", "sa", "");
Niewielkie bazy danych mogą być uruchamiane do pracy w pamięci operacyjnej
komputera:
Connection c = DriverManager.getConnection(
"jdbc:hsqldb:mem:testdb", "sa", "");
W obecnej wersji HSQLDB istnieje możliwość jednoczesnego używania wielu
„serwerów” baz danych działających w trybie stand-alone.
25
HSQLDB – kończenie pracy z bazą
Wszystkie bazy mogą być zamknięte komendą SQL SHUTDOWN. Parametr połączenia
shutdown=true wymusza „zamknięcie” bazy danych wraz z zakończeniem
ostatniego połączenia za pomocą metody close().
Po komendzie SHUTDOWN wszystkie aktywne transakcje są anulowane (rollback)
Komenda SHUTDOWN COMPACT dodatkowo przepisuje pliki .data zmniejszając ich
rozmiar.
26
Podsumowanie
Podstawowe klasy służące do interakcji z systemami bazodanowymi są udostępniane
za pośrednictwem obiektów: Connection, Statement i ResultSet. Wszystkie te
klasy należą do pakietu java.sql. Klasy rozszerzające funkcjonalność JDBC (np.
DataSource) znajdują się w pakiecie javax.sql.
Korzystanie z interfejsu JDBC umożliwia jednolity sposób dostępu do różnych
systemów bazodanowych. Jako przykład przedstawiono bazę HSQLDB. Jej ważną
zaletą jest możliwość działania w ramach jednej Wirtualnej Maszyny Javy wraz
z programem klienckim.
27