Datenbankzugriff mit JDBC...Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Java Praktikum – SS 2009 –...

Praktikum aus Softwareentwicklung 2

1Java Praktikum – SS 2009 – [email protected]

Datenbankzugriffmit JDBC




Datenbankzugriff mit JDBC

• HSQLDB– Installation und Anwendung

• JDBC– Grundlagen, DriverManager, Connection, …



HSQLDBEinleitung & Installation

• Open Source RDBMS (SQL 93, 99, 2003)• 100% Java• Typ 4 JDBC-Treiber• Verfügbar unter http://hsqldb.sourceforge.net/• Installation

– Entpacken des ZIP-Files– hsqldb.jar zum CLASSPATH– Default Port: 9001

• Starten des Standalone-Serversc:\ java –cp …/hsqldb.jar org.hsqldb.Server



HSQLDBVerbindung herstellen

• JDBC-Treiber laden:try {

Class.forName("org.hsqldb.jdbcDriver");

} catch (Exception e) {

…

}

• Verbindung herstellen:Connection c =

java.sql.DriverManager.getConnection (

"jdbc:hsqldb:hsql://localhost:9001/xdb",

"sa", // user

""); // password



HSQLDBTools

• org.hsqldb.util.DatabaseManager• org.hsqldb.util.DatabaseManagerSwing• org.hsqldb.util.Transfer• org.hsqldb.util.QueryTool• org.hsqldb.util.ScriptTool

• Details siehe Doku



• MEMORY– CREATE TABLE

– Daten immer vollständig im Speicher• CACHED

– CREATE CACHED TABLE

– Für große Datenmengen• TEXT

– Tabelle als CSV File, Default Trennzeichen ','– CREATE TEXT TABLE

– SET … SOURCE …

• TEMP– Daten werden beim Beenden gelöscht

HSQLDBTabellen Typen



• Primary Key– Spalte, die Datenzeile eindeutig identifiziert– Index wird automatisch erzeugt

• IDENTITY– Typ INTEGER,

wird automatisch erhöht beim Einfügen

• Unique– Spalte mit eindeutigem Wert pro Datenzeile– Index wird automatisch erzeugt– Der Wert NULL darf mehrfach vorkommen

• Foreign Keys– Eine oder mehrere Spalten, die Datenzeile einer anderen Tabelle

identifizieren

HSQLDBConstraints & Indizes



Datenbankzugriff mit JDBC

• HSQLDB– Installation und Anwendung

• JDBC– Grundlagen, DriverManager, Connection, …



JDBCEinleitung (1/2)

• Call Level Interface zu relationalen Datenbanken• Übermittlung von SQL Statements

– Datendefinition, Manipulation, Abfrage– Result Sets zur Verarbeitung von Abfrageergebnissen

• Package java.sql definiert die Standard-Schnittstelle– JDBC 3.0 … inkludiert in J2SDK 1.4 und J2EE 1.4 – javax.sql neue Features seit JDBC 2.0 Optional Package

• Unterstütz die wichtigsten Features von SQL99• Herstellerunabhängiger Zugang zu den gemeinsamen

Features



JDBCEinleitung (2/2)

• Implementierung durch datenbankspezifische Treiber – http://java.sun.com/products/jdbc/overview.html

• Treiber werden vom DriverManager verwaltet• Kompatibilität mit unterschiedlichen Datenbanken?

– Ja, aber...

– Nicht alle Treiber implementieren JDBC vollständig

– Verwendung proprietärer Treiber-Erweiterungen

– Verwendung proprietärer SQL Konstrukte



JDBCTyp 1: JDBC/ODBC Bridge



JDBCTyp 2: Plattformeigene JDBC-Treiber



JDBCTyp 3: Universelle JDBC-Treiber



JDBCTyp 4: Native JDBC-Treiber



JDBCTreibertypen

Typ 1: JDBC Api ist ein Mapping zu einem anderen Api, wie zum Beispiel ODBC

– JDBC-ODBC Bridge wird von Sun mitgeliefert– erfordert client-seitige Installation des ODBC Treibers (native Code)

Typ 2: Native-API partly-Java drivers, native Library und Java Code– Erfordert client-seitige Installation eines DB-spezifischen Treibers– z.B. Oracle OCI Driver (basiert auf SQL*Net)

Typ 3: Pure Java Treiber der mit einem Middleware Server kommuniziert

– Middleware-Server vermittelt auf verschiedene DBMS– z.B. DataDirect (Merant)

Type 4: Native-protocol all-Java drivers– baut DB-Client/Server-Protokoll via Java TCP/IP Sockets (Package

java.net) nach– z.B. Oracle Thin Driver (simuliert SQL*Net)

Reines Java



JDBCEssentielle Klassen und Interfaces

• JDBC-Treiber Laden und Registrieren– java.sql.DriverManager, javax.sql.DataSource

• Datenbankverbindung– java.sql.Connection

• Ausführen von SQL Anweisungen– java.sql.Statement, java.sql.PreparedStatement

• Zugriff auf Ergebnisse einer SQL Abfrage– java.sql.ResultSet



JDBCVerbindung zur DB herstellen

• Laden eines DB Treibers– java.sql.DriverManager.registerDriver(new OracleDriver());

• Verbindung herstellen – Connection con =

DriverManager.getConnection(datenbankURL [,username,password]);

– Datenbank-URL jdbc:subprotocol:details• Oracle Thin Treiber:

"jdbc:oracle:thin:@hostname:1521:serverid"

• HSQLDB: hsql://hostname:9001/xdb

• MySQL: "jdbc:mysql://localhost:3306/test"



JDBCBsp: LVA-Anmeldungen

• CREATE TABLE Student (

matrNr IDENTITY PRIMARY KEY,

vorname VARCHAR(30),

nachname VARCHAR(30))

Student

matrNr:int

vorname:String

nachname:String

LVA

lvaNr:int

name:String

leiter:String

beschreibung:URL

m nist angemeldet ->

• CREATE TABLE LVA (

lvaNr IDENTITY PRIMARY KEY,

name VARCHAR(80),

leiter VARCHAR(30))

CREATE TABLE Anmeldung (

matrNr INTEGER,

lvaNr INTEGER,

FOREIGN KEY (matrNr) REFERENCES Student,

FOREIGN KEY (lvaNr) REFERENCES LVA)



• DAO Pattern http://java.sun.com/blueprints/corej2eepatterns/Patterns/DataAccessObject.html

JDBCKapselung der DB-Zugriffe (1/2)



• Data Access Objects (DAO)– Kapseln und Abstraktion von Zugriffen auf Datenquellen (Files, DBMS, ODBMS…)

• DAO Umgebung– Transfer Object (Bean)

• Keine Logik, nur die Daten– Data Source (kapselt Datenquelle)– Business Object (Anwendungslogik)

JDBCKapselung der DB-Zugriffe (2/2)



JDBCSELECT Statement

• SQL-Query: Alle Anmeldungen zum PK SWE2, sortiert nach 'nachname'String select =

"SELECT s.nachname, s.vorname, s.matrNr " +" FROM Student s " + " JOIN Anmeldung a ON a.matrNr=s.matrNr " + " WHERE a.lvaNr = ? " + " ORDERED BY s.nachname";

• Statement erzeugen, Werte setzen:– PreparedStatement stmt = con.prepareStatement(select);

– stmt.setString(1, "365.009");

• Query am DB Server ausführen:– ResultSet rs = stmt.executeQuery();

– Pro Statement nur ein ResultSet gleichzeitig



JDBCResultSet

• ResultSet: zeilenweiser Iterator über Query Ergebnis• Zugriff auf Felder der aktuellen Zeile:

public String getXXX(columnIndex); // Index beginnt bei 1

public String getXXX("columnName");

– XXX … String, Date, Int, Boolean, Object, ...– SQL-Typen werden automatisch konvertiert.– NULL-Werte liefert null für Objekttypen, aber die Zahl 0 bzw.

false für primitive Datentypen; wasNull() prüft, ob das gelesene Feld NULL war.

• Bsp: alle Zeilen des ResultSet lesen: while(rs.next()) { String nachname = rs.getString(1); String vorname = rs.getString(2); int matrNr = rs.getInt(3); } rs.close();



JDBCPrepared Statements

• Werden von DBMS wiederverwendet• Setter für Datentypen• JDBC Treiber konvertiert in native DB Typen und deren Formatierung (Dezimalzahlen, Datum…)String insStr = "INSERT INTO STUDENT VALUES(?, ?, ?)";

PreparedStatement updateStmt;

updateStmt = con.prepareStatement(insStr);

…

updateStmt.setInt(1, 9455123);

updateStmt.setString(2, "Helge");

//für NULL-Werte

updateStmt.setNull(3, java.sql.Types.VARCHAR);

int i = updateStmt.executeUpdate();

…



JDBCINSERT, UPDATE, DELETE

• Neuen Datensatz Einfügen - INSERT• Datensatz Ändern - UPDATE• Datensatz Löschen - DELETE• Ausführung mit int executeUpdate(String statement) – Rückgabewert ist die Anzahl der betroffenen Tupel



JDBCSkriptsprachen

• PL/SQL (Oracle), TSQL (MSSQL)...• HSQLDB: SqlTool Procedural Language

• Art des Ergebnisses nicht im Vorhinein bekannt– Aufruf von DB-Funktionen oder Prozeduren – Benutzereingaben

• Ausführung mit boolean execute(String sqlOrProgram)

– true, falls das Ergebnis ein ResultSet istResultSet getResultSet();

– sonst: int getUpdateCount() liefert die Anzahl der verarbeiteten Rows, oder -1



• Transaktion: Zusammenfassung von mehreren DB Änderungen

– UPDATE, INSERT, DELETE • Isolation von parallelen Änderungen

– SELECT• Steuerung in Business Logik implementiert, also außerhalb

der DAO Schnittstellen

JDBCTransaktionssteuerung (1/3)

Zeit

T 1

Änderung-1 Änderung-n COMMIT

T 2

Änderung-1 Änderung-n ROLLBACK




• Methoden commit() und rollback() des Interfaces java.sql.Connection;

• Weitere Methoden: getAutoCommit(),setAutoCommit(boolean b)• Auto-commit:

nach jeder Anweisung erfolgt commit (default);• Transaction Isolation Levels

int mode = con.getTransactionIsolation()

• read uncommitted: gelesene Daten können nicht committed sein (dirty read)

• read committed: gelesene Daten sind committed• repeatable reads: Änderungen von Rows bleiben innerhalb

Transaktion unsichtbar, neue Rows werden sichtbar (phantom reads)• serializable: DBMS führt keine Transaktionen parallel aus



• Optimistic Locking– Mehrere Benutzer ändern gleichzeitig bestimmten Datensazt– Erkennung durch spezielle Spalte modify_counter oder version

• Transaktion: SELECT … // modify_counter = 1

…

UPDATE SET modify_counter = 2 …

WHERE modify_counter = 1

…

COMMIT // im Fehlerfall ROLLBACK

• Falls UPDATE fehlschlägt– Concurrent Update Exception– Transaktion abbrechen (rollback) und wiederholen




JDBC 2.0Batch-Updates (1/2)

• Batch-Updates: mehrere Updates werden am DB-Server in einem Durchgang abgarbeitet

• Normales Update mit: executeUpdate() ● 100 Aufrufe = 100 Client-Server Round Trips

• Ab JDBC 2.0: executeBatch()● 100 Aufrufe = 1 Client-Server Round Trip



JDBC 2.0Batch-Updates (2/2)

• Beispiel:Statement stmt = con.createStatement();

stmt.addBatch(

"INSERT INTO COFFEES VALUES('Amaretto', 49, 9.99)");

stmt.addBatch(

"INSERT INTO COFFEES VALUES('Hazelnut', 49, 9.99)");...

int [] updateCounts = stmt.executeBatch();

• Batch-Update Exceptions:…

} catch(BatchUpdateException b) { …

for (int updateCount : b.getUpdateCounts()) {

System.err.printf("statement %d: %d%n", i, updateCount);

}

}



JDBCMeta-Daten (1/2)

• ResultSetMetaData, Daten über das Ergebnis einer Abfrage:

ResultSetMetaData metaData = rs.getMetaData();

columnCount = metaData.getColumnCount();

String cn = metaData.getColumnName(i);

int ct = metaData.getColumnType(i);

//see java.sql.Types

int ds = metaData.getColumnDisplaySize(i);

...



JDBCMeta-Daten (2/2)

• DatabaseMetaData, umfangreiche Methoden, um Details wie Schema, Zugriffsrechte, usw. eines DBMS abfragen zu können:DatabaseMetaData dbmd = con.getMetaData();

ResultSet rset = dbmd.getCatalogs();

int mv = dbmd.getDriverMajorVersion();

...



JDBCException Handling

• Klasse SQLException– kann von den meisten JDBC-Methoden geworfen werden– getMessage(), getSQLState(), getErrorCode() etc.– SQLException getNextException()

• Klasse SQLWarning (spez. DataTruncation)– Connection, Statement, ResultSet verwalten eine Liste von Warnings

– getWarnings() und getNextWarning() bzw. clearWarnings()

• Kombination mit Transaktionssteuerung– rollback im catch-Block einer Transaktion; ggf. Wiederholung

• Statement und/oder Connection MÜSSEN im finally geschlossen werden!



JDBCAbbildung von Datentypen



JDBC 2.0 ResultSet Erweiterungen

• Scrollbare ResultSets– Cursor in einem ResultSet kann nach vor und zurück bewegt werden

– Funktionalität muss extra eingeschaltet werden• Änderung der aktuellen Row eines ResultSets– UPDATE, INSERT, DELETE



JDBC 2.0SQL3 Datentypen

• SQL3 Datentypen:– Blob (Binary Large Object)– Clob (Character Large Object)– Array– Struct– Ref

• getBlob(), setBlob(), updateBlob()...



JDBC 3.0Neuerungen in JDBC 3.0 (1/3)

• Änderungen in der Metadata API• Änderungen an den Datentypen (z.B. neuer Datentyp java.sql.Types.BOOLEAN)

• Auswerten von automatisch generierten KeysStatement stmt = conn.createStatement();

// Obtain the generated key that results from the query.

stmt.executeUpdate("INSERT INTO authors " +

"(first_name, last_name) " +

"VALUES ('George', 'Orwell')",

Statement.RETURN_GENERATED_KEYS);

ResultSet rs = stmt.getGeneratedKeys();

if ( rs.next() ) {

// Retrieve the auto generated key(s).

int key = rs.getInt(1);

}




• Connection pooling• Prepared Statement pooling• Savepoints in Transaktionen




• Beispiel:conn.setAutoCommit(false);

// Set a conservative transaction isolation level.

conn.setTransactionIsolation(Connection.TRANSACTION_SERIALIZABLE)

;

Statement stmt = conn.createStatement();

int rows = stmt.executeUpdate("INSERT INTO authors " +

"(first_name, last_name) VALUES " +

"('Lewis', 'Carroll')");

// Set a named savepoint.

Savepoint svpt = conn.setSavepoint("NewAuthor");

// ...

rows = stmt.executeUpdate("UPDATE authors set type = 'fiction' "

+

"WHERE last_name = 'Carroll'");

// ...

conn.rollback(svpt);

// ...

// The author has been added, but not updated.conn.commit();



Ende der 4. Übung

Date post:	13-Mar-2021
Category:	Documents
Upload:	others
View:	0 times
Download:	0 times

Datenbankzugriff mit JDBC...Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Java Praktikum – SS 2009 –...

Documents