String sql

Programmierung von Client/ServerAnwendungen
Verwendung von API‘s (JDBC)
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Übersicht zur Vorlesung
 Persistenzsicherung von Java-Objekten
 Datenbankanbindung mit Hilfe von JDBC
 Beispiel zur Verwendung des JDBC-Interfaces
 Verwendung von Prepared Statements
 Weiterführende Themenstellungen zum JDBC-Interface
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Möglichkeiten zur Persistenzsicherung von
Java-Objekten
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Möglichkeiten zur
Persistenzsicherung

Objektserialisierung – Objekt als Datenstrom wegschreiben

Manuelles OR-Mapping
-
Verwendung des JDBC-Frameworks
-
Embedded SQL (sehr verbreitet in C bzw. C++, bei Java aber keine Bedeutung)

Nutzung objektorientierter Datenbanksysteme

Verwendung des DAO-Entwurfsmusters (Datenabstraktion)

Einsatz von EJB‘s (Entity Beans)

OR-Mapping Tools (z.B. Hibernate)
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Möglichkeiten zur
Persistenzsicherung
A: SQL-Kommando senden
Query
Engine
Client
C: Ergebnisse zurückgeben
B: Kommando ausführen
DatenbankSpeicher
RDBMS
DB-Server
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Java
Client
Java
JDBC
Möglichkeiten zur
Persistenzsicherung
SQL
Query
Engine
Relation
Kommando ausführen
DatenbankSpeicher
RDBMS
DB-Server
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Java
Client
Objekte
OR-Mapper
Möglichkeiten zur
Persistenzsicherung
JDBC,
SQL
Query
Engine
Relation
Kommando ausführen
DatenbankSpeicher
RDBMS
DB-Server
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Möglichkeiten zur
Persistenzsicherung
Hibernate-Anwendungen bestehen klassisch aus 4 Teilen:
1. Hibernate-Konfigurationsdatei (XML)
2. Pro persistenter Klasse eine Hibernate Mapping XML-Datei
3. Der Hibernate Java Library (JAR-Datei)
4. HQL (Hibernate Query Language)  OO-Erweiterung zu SQL
sowie:
1. Den Java-Klassen
2. Der Datenbank mit dem Datenbank Schema
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Möglichkeiten zur
Persistenzsicherung
OR-Mapping Tools: http://www.service-architecture.com/products/object-relational_mapping.html
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Datenbankanbindung mit
Hilfe von JDBC
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Datenbankanbindung mit JDBC
 JDBC - Java Database Connectivity API zur Programmierung von
Datenbankverbindungen (Konzeptionell angelehnt an ODBC)
 JDBC nutzt für den Datenbankzugriff das durch die X/Open
standardisierte Call-Level-Interfaces (CLI)
- Low level API, kein direktes objektorientiertes Mapping
- Implementierungen von Oracle, Sybase, Informix, DB/2, IMS,...
 Aufgaben des JDBC-Interface
- Verbindungsaufbau zur Datenbank
- SQL Kommandos (vgl. SELECT name FROM MITARBEITER)
- Ergebnisse verarbeiten und in der Oberfläche anzeigen
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Datenbankanbindung mit JDBC
 Das JDBC-Interface bietet verschiedene Treibertypen (Typ 1 bis 4)
- Entscheidung über die Schichten der Applikation
- Vorteile einer mehrschichtigen C/S-Architektur berücksichtigen
 Verwendbare Systeme (ohne Firewall):
- Web-Server: MS Internet Information Server
- JDBC-Applikations-Server (z.B. Weblogic „Tengah“
www.weblogic.com)
- MS SQL-Server
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Datenbankanbindung mit JDBC
Ethernet
Client
Web-Browser
Server
HTTP-Anfrage
Web-Server
(z.B. MS IIS)
(z.B. Netscape)
html-Dateien
class-Dateien
DB-Anfrage
JDBC-Server
Java-Applet
(z.B. IDS-Server)
Datensätze
Client
DB-Server
Daten
Server
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Datenbankanbindung mit JDBC
 Type 1 Treiber: JDBC-ODBC Bridge
- keine Hardwareunabhängigkeit bei Applet-Anwendungen
- DB-Zugriffe erfolgen via dem ODBC-Treiber
- Zu fast jedem DB-System sind ODBC-Treiber verfügbar
 Type 2 Treiber: Native partly Java Driver
- Treiber des entsprechenden DBMS Herstellers werden benötigt
- Wandlung der JDBC-Aufrufe in herstellerspezifische Client-API für das
jeweilige Datenbank-System
Merke: Treibertypen 1 und 2 sind für Applet-Anwendungen ungeeignet.
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Datenbankanbindung mit JDBC
 Type 3 Treiber: Java Net all Java-Driver
-
Treiber nur zum Teil in Java geschrieben (eigentlich Proxy beim Client)
Middleware zwischen Java-Client und DB-Server notwendig
keine spezielle Software beim Client (Applets möglich) notwendig
mehrstufige C/S-Architekturen sind realisierbar (n-Tier)
 Type 4 Treiber:
- Treiber komplett in 100% Java geschrieben
- Treiber wird bei Start des Browsers übertragen (rel. groß)
- Mehrstufige C/S-Architekturen werden unterstützt
Schlußfolgerung: Treibertyp 4 ist für mehrstufige C/S-Architekturen
die optimale Lösung (z.B. Einsatz im Kontext eines Web-Serves)
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Datenbankanbindung mit JDBC
SQL-2 Entry Level Standard von 1992
 Problem der Portierung einer Anwendung auf ein anderes
Datenbanksystem (Problem der verschiedenen SQL-Dialekte)
 Forderung von SUN an die JDBC-Hersteller zur Sicherung eines
minimalen Anspruches auf Standardisierung
 SUN stellt eine entsprechende Test-Suite zum Nachweis der
Konformität von JDBC-Treibern bereit
 Kritisch ist die Verwendung von Funktionen die über den o.g.
Standard hinausgehen
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Datenbankanbindung mit JDBC
Meistgenutzte Klassen des JDBC-API (import java.sql.*)
- java.sql.DriverManager
Verwalten der Datenbankverbindung
- java.sql.DriverConnection
Verbindungsaufbau zur Datenbank
- java.sql.Statement
beinhaltet den auszuführenden SQL-Befehl
wird als ASCI-Zeichenkette übergeben
- java.sql.ResultSet
Zugriff auf die Ergebnismenge des ausgeführten SQL-Befehls
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Datenbankanbindung mit JDBC
Öffnen einer Verbindung
 Bevor auf die DB zugegriffen werden bedarf es einer Verbindung
 Schritte beim Verbindungsaufbau
- Datenbanktreiber laden
- Initialisierung des Datenbanktreibers
- Erzeugen eines Verbindungsobjektes
 Verbindungsobjekt
- Bleibt während der gesamten Verbindung bestehen
- Lieferant für spezielle Objekte zur Abfrage & Veränderung der DB
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Datenbankanbindung mit JDBC
Ausprägungen von getConnection (Verbindungsaufbau zur Datenbank)

static Connection getConnection(
string url
)

static Connection getConnection(
string url, String user, String password
)

static Connection getConnection(
string url, Properties info
)
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Datenbankanbindung mit JDBC
Aufbau des Connection-Strings:

Besteht aus mehreren Teilen

Durch Doppelpunkt voneinander getrennt

1. Teil: immer jdbc

2. Teil: Sub-Protokoll – Angabe des konkreten Treibers

Weitere Teile: Treiberspezifisch

Beispiele:
Firebird-DB
con = DriverManager.getConnection("jdbc:firebirdsql:localhost/3050:DirDB","sysdba","masterkey");
MySQL-DB
con = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost/hs_mitarbeiter", "root", "");
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Datenbankanbindung mit JDBC
Erzeugen von Anweisungsobjekten
 Abfragen und Änderungen erfolgen mittels Anweisungsobjekten
 Implementieren das Interface Statement bzw. entspr. Subinterfaces
 Einfachste Form „createStatement“ mit folgenden Methoden
- executeQuery (String sql)
- executeUpdate (String sql)
 Erzeugung unparametrisierter Abfragen und Änderungen der DB
 Rückgabe:
- Einfacher numerischer Ergebniswert (Erfolg bzw. Misserfolg)
- Menge von Datenbanksätzen, als Ergebnis der Abfrage
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Datenbankanbindung mit JDBC
Statement-Objekte:
 Häufig kostenintensive Ressourcen
- Belegung von Speicherplatz
- Belegung von Rechenzeit
 Erzeugung einer großen Anzahl sollte vermieden werden
 Besserer Stil:
- Anlegen einer Reihe vordefinierter Statement-Objekte
- Mehrfache Verwendung von Statement-Objekten
- Allerdings besteht die Gefahr undefinierter Zustände
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Datenbankanbindung mit JDBC
Datenbankabfragen – Verwendung der executeQuery-Methode:
public ResultSet executeQuery (String sql)
throws SQLException
 Die oben dargestellte Methode erwartet eine für die Datenbank
gültige SELECT-Anweisung (z.B. SELECT * FROM kunden WHERE
name = ‘Meier‘) und gibt einen ResultSet zurück. Das ResultSet
repräsentiert die Ergebnismenge.
 Schrittweisen durchlaufen des ResultSet mittels der Methode next.
boolean next()
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Datenbankanbindung mit JDBC
Datenbankabfragen – Verwendung der executeQuery-Methode:
 Zugriff auf die Spalten des durch next referenzierten Tupels
- getXXX (int n), Übergabe eines numerischen Wertes
- getXXX (String x), Übergabe eines Spaltennamens
 Ausgewählte Get-Methoden von ResultSet
- getBoolean
- getByte
- getDate
- getString
- getInt
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Datenbankanbindung mit JDBC
Datenbankänderungen – Verwendung der executeUpdate-Methode:
public int executeUpdate (String sql)
throws SQLException
 Die oben dargestellte Methode erwartet eine für die Datenbank
gültige INSERT, UPDATE oder DELETE-Anweisung (z.B. INSERT
INTO kunden VALUES (122, ‘Meier‘, ‘Andreas‘, 13509, ‘Berlin‘,
‘Wittestrasse 30H‘) bzw. eine DDL-Anweisung zum Ändern der
Datenbankstruktur.
 Diese Methode gibt keine Ergebnismenge zurück!
 Bei Erfolg wird 1 zurückgegeben, andernfalls eines SQLException
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Datenbankanbindung mit JDBC
Klasse SQLException (Ausnahmebehandlung):
 Verbindungsaufbau zur Datenbank ist fehlgeschlagen
 Probleme mit SQL-Anweisungen
- Syntaxfehler
- Semantische Fehler – z.B. falsche Typisierung
 Behandlung einer SQLException
catch (SQLException sqle)
while (sqle != null) {
System.err.println(sqle.toString());
System.err.println(“SQL-Status: “ + sqle.getSQLState());
System.err.println(“ErrorCode: “ + sqle.getSQLState());
}
}
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Beispiel für die Verwendung des
JDBC-Interfaces
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JDBC-Beispiel
Benötigte Software bzw. Systeme:

Laufende Firebird-Datenbank (z.B. mittels IBO-Console bearbeiten)

http://sourceforge.net/projects/firebird “firebird-jca-jdbc-driver”

firebirdsql-full.jar – enthält alle benötigten Klassen

-
firebirdsql.jar
-
mini-concurrent.jar
-
jaas.jar (Innerhalb des JDK 1.4)
-
mini-j2ee.jar (JDBC classes)
-
log4j-core.jar (Logging-Funktionalitäten)
JDK 1.4.x - Setzen der Java-Umgebungsvariablen
-
Unter WinXP: Start – Einstellungen – Systemsteuerung – System - Erweitert
-
CLASSPATH  .;C:\j2sdk1.4.2_08\lib\firebirdsql-full.jar
-
JAVA_HOME  C:\j2sdk1.4.2_08
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JDBC-Beispiel
 Firebank-Datenbank mittels DDL aufsetzen
 Java-Programm implementieren
- Treiber laden Class.forName("org.firebirdsql.jdbc.FBDriver");
- Variable für Connection-Objekt: private Connection con;
- Datenbankverbindung (Treiber:Server:Datenbank) herstellen mit:
 DriverManager.getConnection("jdbc:firebirdsql:localhost/3050:C:/Pro
gramme/Firebird/examples/employee.gdb","sysdba","masterkey");
- Treiber: jdbc:firebirdsql
- Server: localhost/3050
- Datenbank: C:/Programme/Firebird/examples/employee.gdb
- Nutzername/Passwort: sysdba/masterkey
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JDBC-Beispiel
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JDBC-Beispiel
import java.sql.*;
public class JDBCTest {
// A. Schmietendorf – Fachhochschule für Wirtschaft Berlin – WS06/07
// JDBC-Testbeispiel im Rahmen der Vorlesung Programmierung C/S-Systeme
private Connection con;
private java.sql.Statement stm;
public static void main(String argv[]) {
new JDBCTest().access();
}
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JDBC-Beispiel
public void access() {
try {
Class.forName("org.firebirdsql.jdbc.FBDriver");
} catch(ClassNotFoundException ex) {
System.out.println("Class.forName : " + ex.getMessage());
}
try {
con =
DriverManager.getConnection("jdbc:firebirdsql:localhost/3050:C:/Programme/Firebird/
examples/employee.gdb","sysdba","masterkey");
stm = con.createStatement();
stm.executeUpdate("INSERT INTO country VALUES ('Bulgaria','Leva')");
System.out.println("Daten erfolgreich in die Datenbank eingetragen");
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JDBC-Beispiel
System.out.println("Daten aus der Datenbanktabelle auslesen");
ResultSet rs = stm.executeQuery ("SELECT * FROM country");
while (rs.next ()) {
String country = rs.getString (1);
String currency = rs.getString (2);
System.out.println(country + " " + currency);
}
System.out.println("Ende der Datenausgabe - A. Schmietendorf");
// Ressourcenffreigabe
rs.close();
con.close();
} catch (SQLException ex) { System.out.println(ex.getMessage()); }
}
}
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JDBC-Beispiel

Verwendung eines ResultSet-Objektes zur Ergebnisverwaltung der Anfrage

Navigation über die Ergebnismenge erfolgt nach dem Cursor-Prinzip

Weitersetzen des Cursors mit der Methode next

Zeilenauswahl entspricht der aktuellen Position des Cursors

Spaltenauswahl der aktuellen Tupel mit getXXX-Methode und Spaltenindex
ResultSet rs = stm.executeQuery ("SELECT * FROM country");
while (rs.next ()) {
String country = rs.getString (1);
String currency = rs.getString (2);
System.out.println(country + " " + currency);
}
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JDBC-Beispiel
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Verwendung von Prepared Statements
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Prepared Statements

Prepared Statements sind parametrisierte SQL-Anweisungen

Werden deklariert und zum Vorkompilieren der DB übergeben

Können später beliebig of ausgeführt werden

Vorteile:
-
Vorbereitungssarbeiten werden nur einmal erledigt
• Syntaxanalyse
• Vorbereitung der Abfragestrategie und -optimierung
-

Bessere Performance
JDBC  Prepared Statements im Interface PreparedStatement
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Prepared Statements
 Methode preparedStatement:
PreparedStatement pst = con.preparedStatement (
“SELECT * FROM ?“
);
 Parametrisierung von executeQuery bzw. executeUpdate
- Aufruf einer entsprechenden set-Methode je Fragezeichen
 Ausführung mittels executeQuery bzw. executeUpdate
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Prepared Statements
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Prepared Statements
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Prepared Statements
public class DBClient {
public static void main(String[] args) throws Exception {
DBConnect MyDBConnect = new DBConnect();
// Suche ueber den Namen
String res1 = MyDBConnect.searchForName("Mueller");
System.out.print(res1);
// Suche ueber die email-Adresse
String res2 = MyDBConnect.searchForEMail("[email protected]");
System.out.print(res2);
// Suche ueber die Raumnummer
String res3 = MyDBConnect.searchForRaum("113");
System.out.print(res3);
}
}
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Prepared Statements
public class DBClient {
public static void main(String[] args) throws Exception {
DBConnect MyDBConnect = new DBConnect();
// Suche ueber den Namen
String res1 = MyDBConnect.searchForName("Mueller");
System.out.print(res1);
// Suche ueber die email-Adresse
String res2 = MyDBConnect.searchForEMail("[email protected]");
System.out.print(res2);
// Suche ueber die Raumnummer
String res3 = MyDBConnect.searchForRaum("113");
System.out.print(res3);
}
}
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Prepared Statements
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Prepared Statements
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Prepared Statements
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Prepared Statements
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Weiterführende Themenstellungen
zum JDBC-Interface
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Transaktionssicherung

Steuerung des Transaktionsverhalten der Datenbank über 3 Methoden des
Connection-Objektes


-
void commit()
-
void rollback()
-
void setAutoCommit (boolean autoCommit)
Nach dem Aufbau einer JDBC-Verbindung
-
DB im Auto-Commit-Modus (Vorgabe JDBC)
-
Jede einzelne Anweisung gilt als separate TA
Änderung mittes setAutoCommit (false)
-
TA müssen explizit durch Aufruf von commit bestätigt werden
-
Mittels rollback kann eine TA zurückgesetzt werden
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Transaktionssicherung
Transaction Isolation Level (Beeinflussung des Sperrverhalten)
- Steuerung des Grades der Parallelität
- Hoher Transaction Level
 desto weniger Konsistenzprobleme
 geringerer Durchsatz, d.h. Performanceprobleme
- Niedriger Tranaction Level
 ggf. potentielle Konsistenzprobleme
 besseres Performanceverhalten
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Transaktionssicherung
 Verfügbare Transaction Isolation Level
- Connection.TRANSACTION_NONE
- Connection.TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED
- Connection.TRANSACTION_READ_COMMITTED
- Connection.TRANSACTION_REPEATABLE_READ
- Connection.TRANSACTION_SERIALIZABLE
 Lesen und Ändern des Transaction Isolation Level
- int getTransactionIsolation ( )
- void setTransactionIsolation ( )
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