JDBC - ssw.jku.at

Java Database Connectivity-API (JDBC)
Motivation
Design
Grundlagen
Typen
Metadaten
Transaktionen
JOHANNES KEPLER UNIVERSITY LINZ
Research and teaching network
Pratikum SWE 2
© M. Löberbauer, T. Kotzmann, H. Prähofer
1
Motivation
 Problem: Zugriff auf ein DBMS ist Herstellerabhängig
Anwendung
Anwendung
Anwendung
MySQL API
DB2 API
Oracle API
MySQL
DB2
Oracle
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2
Motivation
 Lösung: Zwischenschicht
Anwendung JDBC API
JDBC
MySQL API
DB2 API
Oracle API
MySQL
DB2
Oracle
JDBC Treiber
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Design





Entwicklung seit: 1995
Erster Ansatz: Java erweitern
Zweiter Anzatz: Treiber der Datenbankhersteller
Vorbild: ODBC
Unterschiede:
•
•
•
•
ODBC wenige Befehle, viele Optionen
JDBC viele einfache Methoden
ODBC nutzt void-Zeiger
Java kennt keine Zeiger
 Flexibilität: JDBC erlaubt beliebige Zeichenfolgen
•
Anpassung an Datenbank möglich.
-
Optimierung 
Bindung 
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4
Design
Java Anwendung
JDBC-Treibermanager
JDBC/ODBC
-Brücke
JDBCTreiber
ODBCTreiber
Datenbank
Datenbank
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Treiber
 Typ 1: JDBC/ODBC-Brücke
•
•
•
•
•
ODBC ist sehr weit verbreitet 
Leistung 
Wartung 
Testen, Experimentieren
kein JDBC Treiber verfügbar
Windows Plattformen
JDBCAnwendung
ODBC
Brücke
•
DB
Client
Server
 Typ 2: Partial Java Driver
•
•
•
•
konvertiert JDBC Aufruf in DB abhängigen API Aufruf
schnell, weil API Aufruf kompiliert ist 
A
DB + OS abhängig 
JDBCP
Nutzer braucht plattformabhängige API 
Anw.
I
Client
DB
Server
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6
Treiber
 Typ 3: Reiner Java Treiber zu Middleware
•
•
•
•
Keine plattformabhängigen Treiber am Client 
DB unabhängig 
JDBCFlexibel, mehrere DB möglich 
Anw.
DB abhängiger Code in Middleware
Client
M
W
DB
Server Server
 Typ 4: Reiner Java Treiber direkt zur DB
•
•
•
•
JDBC in DB spezifische Netzwerkaufrufe verpackt
Schnell 
Keine plattformabhängigen Treiber am Client 
Client braucht für verschiedene DB verschiedene
Treiber 
JDBCAnw.
DB
Client
Server
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7
Treiberinstallation
 Download
•
•
http://servlet.java.sun.com/products/jdbc/drivers
Datenbankhersteller
 Installation
•
Eintragen in den Klassenpfad
 Registrieren
•
Bei dem Programmstart durch Parameter:
-
•
Setzen der Systemeigenschaft "jdbc.drivers":
-
•
java –Djdbc.drivers=com.mysql.jdbc.Driver <Programm>
System.setProperty("jdbc.drivers",
"com.mysql.jdbc.Driver");
Händisches Instanzieren der Treiber-Klasse:
-
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
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Verbindungsaufbau
 Verbindungsaufbau erfolgt mit
•
•
Url zur Datenbank
Benutername, Passwort
 Datenbank Url
•
•
jdbc:<Datenbanktreiber>:<treiberspezifische Angaben>
MySql:
-
•
jdbc:mysql://<host>:<port>/< Datenbankname>
HSQLDB:
-
jdbc:hsqldb:<Dateipfad>
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9
Grundlagen: DriverManager
 DriverManager
•
•
Verwaltet registrierte Treiber
Aufbau von Verbindungen
getConnection(String url, String user, String password)
-
Liefert eine Connection zu der gegebenen url wenn ein passender Treiber
registriert ist.
/* Registrieren des Treibers */
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver").newInstance();
/* Anfordern einer Datenbankverbindung */
Connection con = DriverManager.getConnection(url, user, pass);
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Grundlagen: Connection
 Connection: Verwaltet die Verbindung (Session) zu einer Datenbank.
•
close()
-
•
commit()
-
•
Schließen der Verbindung
Bestätigen alle bisher vorgenommenen Änderungen, standard ist auto-commit
Statement createStatement()
-
Erzeugt ein Statement mit dem SQL-Statements an die Datenbank
abgegeben werden können.
Statement stat = con.createStatement();
stat.executeUpdate("INSERT INTO test VALUES ('Hallo')");
•
PreparedStatement prepareStatement(String sql)
-
Erzeugt Statements welche von der Datenbank vorkompiliert werden können.
PreparedStatement stat;
stat = con.prepareStatement("INSERT INTO test VALUES ('Welt')");
...
stat.executeUpdate();
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Grundlagen: Statement
 Statement:
•
ResultSet executeQuery(String sql)
-
•
int executeUpdate(String sql)
-
•
-
Ausführen einer beliebigen SQL Anweisung.
Rückgabewert Zeigt an ob eine Ergebnismenge geliefert wurde.
int getUpdateCount()
-
•
Ausführen eines Updates (UPDATE, INSERT, DELETE, CREATE).
Rückgabewert zeigt die Anzahl der betroffenen Zeilen.
boolean execute(String sql)
-
•
Ausführen einer SQL Abfrage (SELECT)
Anzahl der von der letzten Anweisung betroffenen Zeilen oder -1 wenn die
Anweisung keinen Zähler hatte.
ResultSet getResultSet()
-
Ergebnismenge der letzten Abfrage oder null wenn wenn die Anweisung
keine Ergebnismenge hatte.
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Grundlagen: PreparedStatement
 PreparedStatement: Absetzen von vorkompilierten Statements.
•
void set<Typ>(int n, <Typ> x)
-
•
void clearParameters()
-
•
Löschen aller Parameterwerte.
ResultSet executeQuery()
-
•
Setzen des Parameters an der Stelle n (1 .. m).
Ausführen der vorkompilierten SQL Abfrage (SELECT)
int executeUpdate()
-
Ausführen des vorkompilierten Updates (UPDATE, INSERT, DELETE,
CREATE).
Rückgabewert zeigt die Anzahl der betroffenen Zeilen.
PreparedStatement stat;
stat = con.prepareStatement("INSERT INTO test VALUES (?)");
stat.setString(1, "Hallo");
stat.executeUpdate();
stat.setString(1, "Welt!");
stat.executeUpdate();
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Grundlagen: Callable Statement
 CallableStatement: Ausfüren von Datenbankprozeduren (SQL stored
procedures) über spezielle SQL strings:
•
•
•
•
Parameterlose Prozedur: {call procedure_name}
Prozedur: {call procedure_name[(?, ?, ...)]}
Funktion: {? = call procedure_name[(?, ?, ...)]}
Das setzen der Parameter erfolgt analog zu den PreparedStatements
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14
Grundlagen: ResultSet
 ResultSet: Ermöglicht das zeilenweise Abarbeiten der Ergebnistabelle.
•
boolean next()
-
•
•
•
Anspringen der nächsten Zeile, begonnen wird vor der ersten Zeile.
true solange noch eine gültige Zeile erreicht wurde.
<Typ> get<Typ>(int spalte)
<Typ> get<Typ>(String spaltenName)
int findColumn(String spaltenName)
getString(3) => 25
getString("Name") => Max
findColumn("Nr") => 1
next()
Nr
1
2
...
Name
Max
Kurt
...
Age
25
27
...
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15
Grundlagen: ResultSet Fortsetzung
•
boolean first()
-
•
beforeFirst()
-
•
-
Letzte Zeile im ResultSet.
true wenn eine gültige Zeile erreicht wurde.
afterLast()
-
•
Vor die erste Zeile im ResultSet.
boolean last()
-
•
Erste Zeile im ResultSet.
true wenn eine gültige Zeile erreicht wurde.
Nach letzter Zeile im ResultSet.
boolean absolute(int row)
-
Eine Zeile anspringen


-
•
row > 0 ... von oben gezählt (1 erste Zeile, 2 zweite Zeile, ...)
row < 0 ... von unten gezählt (-1 letzte Zeile, -2 vorletzte Zeile, ...)
true wenn eine gültige Zeile erreicht wurde.
int getRow()
-
Nummer der aktuellen Zeile
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16
Grundlagen: Beispiel ResultSet
 Wie viele Zeilen hat ein ResultSet?
Connection con;
...
Statement stat = con.createStatement();
ResultSet result = stat.executeQuery("SELECT ...");
int rowAmount;
result.last();
rowAmount = result.getRow();
result.beforeFirst();
// Mit ResultSet arbeiten
while (result.next()) {
...
}
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Typen
 Standard-Typemapping zwischen SQL und JAVA
SQL Type
Java Type
CHAR, VARCHAR, LONGVARCHAR
String
NUMERIC, DECIMAL
java.math.BigDecimal
BIT
boolean
TINYINT
byte
SMALLINT
short
INTEGER
int
BIGINT
long
REAL
float
FLOAT, DOUBLE
double
BINARY, VARBINARY, LONGVARBINARY
byte[]
DATE
java.sql.Date
TIME
java.sql.Time
TIMESTAMP
java.sql.Timestamp
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Metadaten
 Beschreibung der Struktur der Datenbank und deren Tabellen
 DatabaseMetaData:
•
•
•
<Connection>.getMetaData()
ResultSet getTables(String catalog, String schema,
String table, String[] types)
ResultSet getColumns(String catalog, String schema,
String table, String column)
-
catalog: Name des Katalogs

-
scheme: Schemaname

-
null nicht berücksichtigen
column: Spaltenname

-
"" Tabellen ohne Schema, null nicht berücksichtigen
table: Tabellenname

-
"" Tabellen ohne Katalog, null Katalognamen nicht berücksichtigen
null nicht berücksichtigen
types:

Typische namen: "TABLE", "VIEW", "SYSTEM TABLE", "GLOBAL TEMPORARY",
"LOCAL TEMPORARY", "ALIAS", "SYNONYM"
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Metadaten
 ResultSetMetaData:
•
•
-
•
•
•
•
•
Nr
1
2
...
<ResultSet>.getMetaData()
int getColumnCount()
Anzahl der Spalten im ResultSet.
Name Title ...
Max Mag. ...
Kurt DI
...
...
...
Age
25
27
...
String getColumnName(int column)
int getColumnType(int column)
String getColumnTypeName(int column) SELECT Nr, Name,
Age
String getTableName(int column)
FORM users;
...
getColumnCount() => 3
getColumnName(1) => "Nr"
getColumnType(3) => 4
getColumnTypeName(3) => "int"
getTableName(2) => "users"
Nr
1
2
...
Name Age
Max 25
Kurt 27
...
...
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20
Transaktionen
 Auto Commit: Jede Anweisung ist eine abgeschlossene Transaktion.
•
Abfragen:
-
•
<Connection>.getAutoCommit()
Setzen:
-
<Connection>.setAutoCommit(bool)
 Abschliessen einer Transaktion:
•
<Connection>.commit()
 Rücksetzen im Fehlerfall (z.B.: SQLException):
•
<Connection>.rollback()
Connection con;
...
try {
con.setAutoCommit(false);
Statement stat = con.createStatement();
stat.executeUpdate("INSERT ...");
stat.executeUpdate("INSERT ...");
stat.executeUpdate("UPDATE ...");
con.commit();
} catch (SQLException e) { con.rollback(); }
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Zusammenfassung
 Datenbankunabhängigkeit
•
•
Zwischenschicht
Treiberschnittstelle (mind. SQL 92)
-
4 Treiberarten:




•
JDBC -> ODBC
Teilweise Java
Nur Java zu einer Middleware
Nur Java zur Datenbank
Einfachere Programmentwicklung
 Beliebige SQL-Kommandos absetzbar
•
Optimierung / Datenbankabhängigkeit
 Arten von Statements
•
java.sql.Statement
-
•
java.sql.PreparedStatement
-
•
Statisch oder vom Benutzer frei wählbar (Achtung: SQL injection)
Vorbereitete Statements (Sicher gegen SQL injection, schnell)
java.sql.CallableStatement
-
Ausführen von SQL stored procedures
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