Folien

Kai Jannaschk || [email protected]
DATENBANKEN UND SWENTWICKLUNG
03.06.2008
JDBC, SQLJ, O/R-Mapping
Motivation
Reine SQL bietet keine intuitive Benutzerschnittstelle
Geringe Möglichkeiten der Ablaufsteuerung und
Bedingungskontrolle
Realisierung von Algorithmen in
Programmiersprachen
Überwachung und Erzwingung von
Integritätsbedingungen in DBMS unterschiedlich
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03.06.2008
Stored Procedure
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03.06.2008
Stored Procedure
Funktionen im DBMS
Kapselung des direkten Zugriffes auf Tabellen durch
Applikationen mgl.
Unterstützt Befehle zur Ablaufsteuerung und/oder
Auswertung von Bedingungen
Vergleichbar mit Makros
Geschwindigkeitsvorteil gegenüber einfachen SQLAnfragen, da Syntaxprüfung und Prüfung auf logische
Korrektheit bei Aufruf nicht mehr nötig und Ablaufplan
bereits im DBMS hinterlegt
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03.06.2008
Aufbau Stored Procedure
create or replace procedure newPart(
pno IN OUT char, thePrice IN OUT NUMBER, part_description IN varchar,
quantity_on_hand IN OUT integer, reorder IN OUT integer )
as newPno CHAR(8); quan integer := 0;
BEGIN
newPno := UPPER(pno);
IF (quantity_on_hand IS NOT NULL) THEN
quan := quantity_on_hand;
END IF;
IF (reorder IS NULL) THEN
reorder := 10;
END IF;
INSERT INTO INVENTORY (PART_NUMBER, DESCRIPTION, PRICE,
QUANTITY_ON_HAND, REORDER_QUANTITY)
VALUES (newPno, part_description, thePrice, quan, reorder);
SELECT PART_NUMBER, PRICE, QUANTITY_ON_HAND,REORDER_QUANTITY
INTO pno, thePrice, quantity_on_hand, reorder
FROM INVENTORY WHERE PART_NUMBER = newPno;
END
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03.06.2008
JDBC
Funktionsweise
Aufbau
Implementierung
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03.06.2008
Schritte
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Laden des Treibers
Herstellen einer Verbindung zur Datenquelle
Vorbereiten einer Abfrage
Ausführen einer Abfrage
Auswerten von Ergebnissen
Schließen der Verbindung zur Datenquelle
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03.06.2008
JDBC Driver Types
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03.06.2008
1. Laden des Treibers
JDBC-Treiber Bibliothek mit Implementierung der
Interfaces „java.sql“ und “javax.sql“
Hauptklasse implementiert Interface „java.sql.Driver“
Abschluss des Ladens eines Treibers erfolgt mit
Registrierung des Treibers beim Treibermanager
try {
Class.forName(”com.ibm.db2.jcc.DB2Driver”);
} catch (ClassNotFoundException e) {
// Fehlerbehandlung, falls Klasse nicht
// gefunden wurde
}
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03.06.2008
2. Herstellen einer Verbindung
DB-Verbindung entspricht einem Objekt vom Typ Connection
Dient zur Erzeugung von Statements
Parameter:
URL jdbc:<dialect>://<host>:<port>/<database>:<parameter>
~ ist DBMS spezifisch
Nutzername für DB
Passwort für Nutzer der DB
mgl. Methodenaufrufe
Connection con = DriverManager.getConnection(
String url
String url, String user, String passwd
);
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03.06.2008
3. Vorbereiten einer Abfrage
Kapselung von Abfragen im Objekt Statement
Jede Abfrage in eigenem Statement
Verarbeitung eines Ergebnisses vor Absenden einer neuen Abfrage mit erzeugten
Statement-Objekt
3 Typen von Statements
Einfaches Statement: statisches Statenment; Kompilierung in DBMS zur Laufzeit
PreparedStatement: Vorbereiten eines Statements mit Möglichkeit zur Angabe von
Parametern Prüfung der Gültigkeit von Parameterwerten in DBMS
PreparedStatement stmt = con.preparedStatement(String
Statement stmt = con.createStatement();
sql);
Callable Statement: Aufruf von z.B. Stored Procedures in der DB
CallableStatement stmt = con.preparedStatement(String
sql);
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03.06.2008
4. Ausführen einer Abfrage
Augenmerk auf 2 Fkt.
stmt.executeUpdate(<String sql>); DDL & DML
ResultSet result = executeQuery(<String sql>);
Bsp. preparedStatement:
String sql = „select nachname from Student
where matrikel like ?“;
PreparedStatement stmt =
con.preparedStatement(sql);
stmt.setString(1,’81%‘);
ResultSet result = stmt.executeQuery();
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03.06.2008
5. Auswerten des Ergebnisses
Ergebnismenge i.d.R. forward-only, not updatable
Durchlauf durch Ergebnismenge nach Iterator-Pattern Zeiger auf Tupel der Ergebnismenge
Zugriff auf einzelne Attributwerte des Tupels mittels
get<Standarddatentyp>()
Bsp.:
while (result.next()) {
System.out.println(result.getString(„nachname“));
System.out.println(result.getString(1));
}
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03.06.2008
6. Schließen der Verbindung
Nach Abschluss freigeben der nicht mehr benötigten
Objekte ResultSet, Statement, Connection
result.close();
stmt.close();
con.close();
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03.06.2008
Hinweise
Nutzung von Metadaten
Verarbeitung von Ergebnismengen
Connection.getMetaData(): Informationen über die DB im
Allgemeinen (Tab-Struktur, Prozeduren, …)
ResultSet.getMetaData(): Informationen über Ergebnismenge
(Attributsnamen, Datentypen, …)
Beliebiges Setzen eines Zeigers innerhalb der Ergebnismenge
Änderbarkeit des Ergebnisses
Transaktionen
Standard: jede SQL-Anweisung in eigener Transaktion
Gezieltes Abspeichern bzw. Rollback von DB-Transaktionen
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03.06.2008
SQLJ
Typen
Aufbau
Vergleich zu JDBC
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03.06.2008
Typen von SQLJ
SQLJ Teil 0: Einbettung von SQL in JavaProgrammen mit standardisierter Syntax und
Semantik
SQLJ Teil 1: Implementierung von Prozeduren und
Funktionen in Java zur Speicherung und Ausführung
in DBMS
SQLJ Teil 2: Möglichkeiten zum Ablegen von JavaDatentypen und –Klassen als SQL-Datentyp
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03.06.2008
Aufbau
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03.06.2008
Beispiel
// Erzeugen der Connection via JDBC
// Connection con = DriverManager.getConnection(…);
// Iterator
#sql iterator StudentenItr (String name, String matrikel);
StudentenItr studentenItr;
// Anfrage deklarieren
String matr = „81%“;
#sql studentenItr = {SELECT * FROM Studenten WHERE matrikel like
:matr};
while (studentenItr.next())
System.out.println(studentenItr.name());
studentenItr.close();
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03.06.2008
Vergleich zu JDBC
Vorteile:
Vorkompilierung der Statements Überprüfung vor
Programmlaufzeit
Parameterbinding einfach, da direkter Zugriff auf HOSTVariablen, Funktionen, …
Performanz der Abfrage, da Ausführungsplanerstellung
bereits zur Kompilierung
Nachteile:
SQLJ-Programm muss erst in Java-Programm transformiert
werden Aufwändigere Entwicklung
Schema muss am Anfang eindeutig feststehen
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03.06.2008
O/R-Mapping
Was ist das?
Warum?
Wie?
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03.06.2008
Idee
Kopplung von
objektorientierter PS
und relationaler DB
Füge zwischen
Anwendung und RDBMS
eine zusätzliche
Softwareschicht ein, die
das O/R-Mapping
automatisch und
transparent durchführt
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03.06.2008
O/R-Mismatch
unterschiedliche Paradigmen
OO: Identität, Zustand, Verhalten, Kapselung von
Eigenschaften, Pointer
ER: relationale Algebra (Tabellen, Schlüssel)
Objektidentität (Identifizierung, Gleichheit) und
Objektlebenszyklus (transient vs. persistent)
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03.06.2008
Probleme des O/R-Mapping
Das OO Modell enthält reichere
Strukturierungsmechanismen als das relationale Modell.
Die folgenden Konzepte müssen transformiert werden:
Klassen
Aggregation
Assoziationen
Komposition
Vererbung
Objektidentität (OO vs. ER) und Objektlebenszyklus
(transient vs. persistent)
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03.06.2008
Umsetzung
Einfaches Bsp.:
eine Klasse für Tabelle
+ ein Klassenattribut je Tabellenspalte
=> ein Tupel der Tabelle entspricht einer konkreten
Klasseninstanz
Fremdschlüssel in Relationen werden zu
Objektassoziationen Problem des „Lazy
Loadings“
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03.06.2008
Hibernate
Kai Jannaschk || [email protected]
03.06.2008
Aufbau von Hibernate
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03.06.2008
Objektlebenszyklus
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03.06.2008
Von der Tab zum POJO
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!DOCTYPE hibernate-mapping PUBLIC "-//Hibernate/Hibernate Mapping DTD
3.0//EN“ "http://hibernate.sourceforge.net/hibernate-mapping-3.0.dtd">
<hibernate-mapping>
<class name="hib.Vorlesung" table="VORLESUNG" schema="VL">
<id name="vlnr" type="java.lang.String">
<column name="VLNR" length="10" />
<generator class="assigned" />
</id>
<property name="name" type="java.lang.String">
<column name="NAME" length="40" not-null="true" />
</property>
<property name="stunden" type="java.lang.Long">
<column name="STUNDEN" precision="22" scale="0" not-null="true" />
</property>
</class>
</hibernate-mapping>
Von der Tab zum POJO
public class Vorlesung implements java.io.Serializable {
private static final long serialVersionUID = -433311394853267882L;
private String vlnr;
private String name;
private Long stunden;
/** default constructor */
protected Vorlesung() {
}
/** minimal constructor */
public Vorlesung(String vlnr, String name, Long stunden) {
this.vlnr = vlnr;
this.name = name;
this.stunden = stunden;
}
// Property accessors
public String getVlnr() {
return this.vlnr;
}
protected void setVlnr(String vlnr) {
this.vlnr = vlnr;
}
// …
}
ID-Generatoren
Dienen der Schlüsselerzeugung und damit zur
Bestimmung der Objektidentität in OO bzw. ER
<id name="id" type="long" column="cat_id">
<generator class="org.hibernate.id.TableHiLoGenerator">
<param name="table">uid_table</param>
<param name="column">next_hi_value_column</param>
</generator>
</id>
Generatoren: increment, identity, sequence, hilo,
uuid, assigned, select, foreign
Vererbung: Tab je Klassenhierarchie
1 Tabelle für alle Subklassen
<class name="Payment" table="PAYMENT“>
<id name="id" type="long" column="PAYMENT_ID“>
<generator class="native"/>
</id>
<discriminator column="PAYMENT_TYPE"
type="string"/>
<property name="amount" column="AMOUNT"/>
…
<subclass name="CreditCardPayment" discriminatorvalue="CREDIT“>
…
</subclass>
</class>
Spalten in der Tab der Subklassen dürfen keinen NOT
NULL-Constraint besitzen!
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03.06.2008
Vererbung: Tab je Subklasse
Jede Subklasse eigene Tabelle + eigene Tabelle der Superklasse
<class name="Payment" table="PAYMENT“>
<id name="id" type="long" column="PAYMENT_ID“>
<generator class="native"/>
</id>
<property name="amount" column="AMOUNT"/>
…
<joined-subclass name="CreditCardPayment"
table="CREDIT_PAYMENT“>
<key column="PAYMENT_ID"/>
…
</joined-subclass>
</class>
Primärschlüssel der abhängigen Tabs sind gleichzeitig Fremdschlüssel auf
Superklasse
Superklasse implementiert als Abstract Class
Entspricht XOR von (H)ERM
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03.06.2008
Vererbung: Tab je konkreter Klasse
Jede Subklasse als eigene Klasse
<class name="CreditCardPayment" table="CREDIT_PAYMENT“>
<id name="id" type="long" column="CREDIT_PAYMENT_ID“>
<generator class="native"/>
</id>
<property name="amount" column="CREDIT_AMOUNT"/>
…
</class>
Eigenschaften der Superklasse in jeder Subklasse
Superklasse ist Interface
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03.06.2008
Collections
Unterstützung der Persistierung von Map, Set,
SortedMap, SortedSet, List
List benötigt ein spezielles Sortierattribut (index)
Speichern von neuen Objekten in assoziierten
Collections mit Speicherung des Eigner-Objektes
mgl.
Bidirektionale Assoziation vs. Unidirektionale
Assoziation
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03.06.2008
Abfragesprachen
HQL
Ähnlich SQL
Objektorientierte Abfragesprache
Criteria Query
Abfrage weniger mächtig als HQL
Dynamische Entwicklung von Abfragen (keine einfache
Stringmanipulation)
Geringe Unterstützung von Projektion u. Aggregation
SQL (Migrationsmöglichkeit)
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03.06.2008
Anforderungen
Die Hibernate-Bibliothek
Hibernate-Config-File
Mapping entweder per eigener xml-Datei oder per
Annotation in Java-Klasse
Klassen sind serialisierbar
Jede zu persistierende Klasse benötigt einen DefaultKonstruktor
Für jedes Klassenattribut muss es entsprechende set() +
get() bzw. is()-Methoden geben
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03.06.2008
Probleme und Gefahren
Schlechte Unterstützung von zusammengesetzten
Schlüsseln in Hibernate
Hoher Einmalaufwand zur Erstellung der ganzen
Umgebung (Mapping, POJOs, DAOs)
Wo modelliere ich die Integritätsbedingungen, und
überwache sie?
OO-Design beeinflusst ER-Modellierung
SQL-Abfragen werden implementiert (all-Quantor)
Quellen
www.hibernate.org
„Hibernate in Action“
CHRISTIAN BAUER, GAVIN KING
ISBN 1932394-15-X
Natürlich viele weitere Quellen im www
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03.06.2008