Kapitel 5 SQL und Java. Folien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 LMU München

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1 Kapitel 5 SQL und Java Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 LMU München 2010 Thmas Bernecker, Tbias Emrich, Erich Schubert unter Verwendung der Flien des Datenbankpraktikums aus dem Wintersemester 2007/08 vn Dr. Matthias Schubert Übersicht 5.1 SQL-Unterstützung in Java 5.2 Java Database Cnnectivity 5.3 Embedded SQL in Java 5.4 Java Stred Prcedures LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 2

2 Überblick über Java in ORACLE Auf SQL-Daten kann in Java über JDBC und SQLJ zugegriffen werden. Java Stred Prcedures: Es ist möglich Java-Prgramme vn PL/SQL aus und PL/SQL-Przeduren vn Java aus zu starten. Entwicklung verteilter Anwendungen mit Object Request Brkern (ORB/CORBA) und Enterprise JavaBeans (EJB) Unterstützung tüt (wird hier nicht besprchen). Dynamic HTML-Pages durch Servlets und Java Server Pages realisierbar (siehe Vrtrag: Datenbanken und WWW). Als persistent strage über bject-relatinal-mapping (ORM) z.b. mit Hibernate. LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 3 RDBMS und Java Sftware-Entwicklung in Java wird in ORACLE über flgende Schnittstellen unterstützt: Java Database Cnnectivity y( (JDBC): Klassenbiblithek zum kmfrtablen dynamischen Zugriff auf eine (bjekt-)relatinale Datenbank aus Java heraus. Embedded SQL in Java (SQLJ): Erlaubt die direkte Integratin vn statischem SQL in Java hne Benutzung einer Klassenbiblithek. Setzt meist auf JDBC auf und kann mit JDBC kmbiniert werden. Datenbank-Zugriffe sind clientseitig (Java Applikatinen und Applets) und serverseitig (Java Stred Prcedures) ) möglich. Für letztere bietet der Oracle Server eine Laufzeitumgebung (JServer) und persistente Verwaltung an, ähnlich zu den Stred Prcedures in PL/SQL. Standards Versin Oracle 11g unterstützt Java 1.5 / 1.6 und JDBC 4.0 Versin Oracle 10g unterstützt Java 1.4.x und JDBC 3.0 Versin Oracle 9i unterstützt Java 1.3.x und JDBC 2.0 LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 4

3 Übersicht 5.1 SQL-Unterstützung in Java 5.2 Java Database Cnnectivity 5.3 Embedded SQL in Java 5.4 Java Stred Prcedures LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 5 JDBC: Aufbau einer Datenbank-Verbindung (clientseitig) Anmelden der benötigten Packages: imprt java.sql.*; // JDBC-Package Die Packages racle.jdbc.driver.* und racle.sql.* können außerdem für die Verwendung vn Erweiterungen "imprtiert" werden. Dazu $ORACLE_HOME/jdbc/lib/jdbc14.jar in den CLASSPATH legen. JDBC-Treiber laden: Oracle bietet zwei clientseitige JDBC-Treiber an: OCI und Thin. Diese müssen einmalig im Prgramm registriert werden: DriverManager.registerDriver(new racle.jdbc.driver.oracledriver()); Verbindung öffnen (OCI-Client): Wenn ein OCI-Client (Oracle Call Interface) installiert ist, sllte man den schnellen JDBC-OCI-Treiber benutzen. Da dieser plattfrmabhängig ist, funktiniert er allerdings nicht bei Applets. Cnnectin cnn = DriverManager.getCnnectin ("jdbc:racle:ci:@dbprakt","user","passwrd"); Cnnectin cnn = DriverManager.getCnnectin g ("jdbc:racle:ci:@flres.dbs.ifi.lmu.de:1521:dbprakt","user","passwrd"); LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 6

4 Verbindung öffnen (Thin-Client): Der JDBC-Thin-Treiber hingegen ist plattfrmunabhängig. Eine Verbindung flgendermaßen aufgebaut: Aus einer Applikatin: Cnnectin cnn = DriverManager.getCnnectin ("jdbc:racle:thin:@dbprakt","user", "passwrd"); Cnnectin cnn = DriverManager.getCnnectin ti ("jdbc:racle:thin:@flres.dbs.ifi.lmu.de:1521:dbprakt","user","passwrd"); Aus einem signierten Applet: imprt netscape.security.*;... PrivilegeManager.enablePrivilege( enableprivilege("universalcnnect"); Cnnectin cnn = DriverManager.getCnnectin ("jdbc:racle:thin:user/passwrd@dbprakt");... PrivilegeManager.revertPrivilege("UniversalCnnect"); Applet Security: Aufgrund der Hst f rigin -Plitik des Java Sicherheitsmdells dürfen unsignierte Applets nur auf ihren eigenen WWW- Server zugreifen. LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 7 JDBC: Aufbau einer Datenbank-Verbindung (serverseitig) Über den Oracle JServer können Java Methden auch im Datenbankserver gespeichert und ausgeführt werden. Für den serverseitigen JDBC-Treiber und Verbindungsaufbau sind einige Besnderheiten zu beachten. Cnnectin cnn = DriverManager.getCnnectin("jdbc:default:cnnectin"); g Siehe dazu: Oracle Dcumentatin Library, JDBC Develper's Guide and Reference, Kap. 1, Abschnitt: Server-Side Basics. LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 8

5 Absetzen und Verarbeiten vn SQL-Anfragen Instanziieren vn Anweisungen: Auf einer ffenen Verbindung cnn werden Statement-Objekte instanziiert, um SQL- Anweisungen an das DBS zu senden. Statements können wiederverwendet werden: Statement stmt = cnn.createstatement(); Anfragen absetzen: Über das Statement-Objekt stmt kann nun z.b. eine Anfrage abgesetzt werden: ResultSet rset = stmt.executequery ("SELECT * FROM mytable"); Ergebnisse verarbeiten: Abhängig vm Datentyp <Type> der Spalte <cl_nr> können nun die Ergebnisse tupelweise aus dem ResultSet rset (Cursr!) ausgelesen werden: while (rset.next()) System.ut.println (rset.get<type>(<cl_nr>)); Objekte nach Gebrauch schließen (Reihenflge beachten!): rset.clse(); stmt.clse(); cnn.clse(); LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 9 Eine kleine Anfrage: (Beispiele unter $DBPRAKT_HOME/Beispiele/JDBC/ HOME/Beispiele/JDBC/*) imprt java.sql.*; class Emplyee { public static vid main (String args []) thrws SQLExceptin { DriverManager.registerDriver(new racle.jdbc.driver.oracledriver()); Cnnectin cnn = DriverManager.getCnnectin g ("jdbc:racle:ci:@dbprakt", "sctt", "tiger"); Statement stmt = cnn.createstatement(); ResultSet rset = stmt.executequery("select ENAME frm EMP"); while (rset.next()) System.ut.println(rset.getString(1)); rset.clse(); stmt.clse(); cnn.clse(); LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 10

6 Verarbeiten vn ResultSets Navigatin: Der Cursr kann mit der Methde next() des ResultSets geprüft und weitergesetzt werden. JDBC ab Versin 2.0 erlaubt bereits eine weitgehend freie Psitinierung des Cursrs im ResultSet. Datentypen: t Mit den get<type>()-methden werden die Ergebnisse spaltenweise eingelesen. Die Java-Variablen müssen dabei zu den JDBC-Datentypen kmpatibel sein. Die Spalten werden dabei entweder durch ihre Psitin (beginnend mit 1) der durch ihren Namen (als String) identifiziert. INTEGER FLOAT DOUBLE DECIMAL CHAR VARCHAR DATE getint getflat getduble getbigdecimal getstring getdate Kmbinatinen: rt: empfhlen schwarz: möglich LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 11 Verwendung vn Platzhaltern: Platzhalter: entweder als? der benannt als :name (SQLJ) Beispiel: PreparedStatement pstmt = cnn.preparestatement("delete frm test where cl =?"); pstmt.setstring(1,"a"); pstmt.executeupdate(); Vrteile: Weniger Stringperatinen und Parsing-Aufwand Optimierung durch DBMS Weniger Fehleranfällig (String-Serialisierung, Snderzeichen!) Weniger Sicherheitsprbleme (SQL Injectin!) Verwenden bei: Häufigen Statements (wegen Optimierung) Variablen, unsicheren Werten (Fehler, Sicherheit) LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 12

7 Weitere SQL-Anweisungen DDL-Befehle: stmt.executeupdate("create table test(cl varchar2(10))"); stmt.executeupdate("drp table test"); Einfügen, Ändern und Löschen vn Daten: stmt.executeupdate("insert ec teupdate("insert int test values ( A )"); stmt.executeupdate("update test set cl= B where cl= A "); stmt.executeupdate("delete frm test where cl = B "); Vrcmpilierte Anweisungen: PreparedStatement pstmt = cnn.preparestatement("delete frm test where cl =?"); pstmt.setstring(1,"a"); pstmt.executeupdate(); Aufrufen vn Stred Prcedures: CallableStatement cstmt = cnn.preparecall("{ call prc(?) "); cstmt.setint(1,var); cstmt.executeupdate(); LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 13 Allgemeine SQL-Anweisungen: Wenn der Typ der SQL-Anweisung (select, insert, create,...) erst zur Laufzeit bekannt ist, kann man die allgemeinere execute()-methde verwenden: String runtime_stmt; t t... if (stmt.execute(runtime_stmt)) { // runtime_stmt war eine Anfrage rset = stmt.getresultset();... else if (stmt.getupdatecunt() > 0) { // runtime_stmt war ein insert-, update- der delete-befehl... else { // runtime_stmt hat keinen Rueckgabewert (z.b. DDL)... LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 14

8 Transaktinen Aut-Cmmit: Standardmäßig wird jede SQL-Anweisung Anweisung, die über ein Statement abgesetzt wird, als eigenständige Transaktin betrachtet. Wenn mehrere DML- Anweisungen in einer Transaktin geblckt werden sllen, muss man den Aut-Cmmit-Mdus abstellen: cnn.setautcmmit(false); Aut-Cmmit kann reaktiviert werden mit: cnn.setautcmmit(true); Cmmit Transactin: cnn.cmmit(); Rllback Transactin: cnn.rllback(); Daneben gibt es eine Fülle vn Erweiterungen, z.b. zur Verwaltung vn Batch Updates der des Islatin Levels einer Transaktin. LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 15 Fehlerbehandlung Exceptins: JDBC macht Fehlersituatinen des DBMS über Java Exceptins sichtbar: try { // Cde, der eine SQL-Exceptin erzeugt catch(sqlexceptin ex) { System.err.println("SQLExceptin: " + ex.getmessage()); Warnings: Instanzen vn Cnnectin, Statement und ResultSet können SQL-Warnmeldungen erzeugen. Diese werden mit der Methde getwarning() sichtbar: SQLWarning warn = stmt.getwarnings(); if (warn!= null) { System.ut.println("SQLWarning: t " + warn.getmessage()); Warnungen unterbrechen den nrmalen Prgrammlauf nicht. Sie machen auf mögliche Prblemfälle aufmerksam (z.b. DataTruncatin). ) LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 16

9 Übersicht 5.1 SQL-Unterstützung in Java 5.2 Java Database Cnnectivity 5.3 Embedded SQL in Java 5.4 Java Stred Prcedures LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 17 Embedded SQL in Java: SQLJ Entwicklungs- und Laufzeitumgebung zur Einbettung statischer SQL-Befehle in Java Kmpnenten vn SQLJ: SQLJ Translatr: Präcmpiler, der SQLJ-Cde (*.sqlj) in Java Quellcde (*.java) umwandelt und anschließend autmatisch in Java Bytecde cmpiliert (*.class). Aufruf: sqlj <prg>.sqlj SQLJ Runtime: JDBC-basierende Laufzeitumgebung für kmpilierte (*.class) SQLJ-Prgramme. Die SQLJ Runtime Packages werden autmatisch zur Laufzeit benutzt. Aufruf: java <prg> Installatin vn SQLJ: Sämtliche SQLJ-Klassen (100% Java-Cde) befinden sich in der Biblithek $ORACLE_HOME/sqlj/lib/translatr.zip (in den CLASSPATH legen). LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 18

10 Ein kleines Beispiel: (unter $DBPRAKT_HOME/Beispiele/SQLJ/QueryDem.sql sql*) /* Cpyright (c) 1997 Oracle Crpratin */ imprt java.sql.sqlexceptin; imprt racle.sqlj.runtime.oracle; imprt sqlj.runtime.ref.defaultcntext; #sql cntext QueryDemCtx; // Cnnectin-Kntext #sql iteratrt SalByName(Duble sal, String ename); // Cursr 1 #sql iteratr SalByPs(Duble sal, String ename); // Cursr 2 public class QueryDem { LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 19 public static vid main(string[] args) thrws SQLExceptin { if (args.length!= 2) { System.ut.println("usage: QueryDem ename newsal"); System.exit(1); exit(1); // Verbindung auf die Datenbank über die im File "cnnect.prpeties" // abgelegten Infrmatinen, Cnnectin String, User, Passwrd vgl. JDBC Oracle.cnnect(QueryDem.class, "cnnect.prperties"); // Cnnectin-Kntext-Objekt erzeugen (zur Nutzung vn Methden der aktuellen Cnnectin) QueryDemCtx ctx = new QueryDemCtx(DefaultCntext.getDefaultCntext().getCnnectin()); String ename = args[0]; int newsal = Integer.parseInt(args[1]); System.ut.println("befre update:"); getsalbyname(ename, ctx); getsalbyps(ename); LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 20

11 updatesal(ename, newsal, ctx); System.ut.println("after update:"); getsalbycall(ename, ctx); getsalbyint(ename); ctx.clse(ctx.keep_connection); public static vid getsalbyname(string ename, QueryDemCtx ctx) thrws SQLExceptin { SalByName iter = null; #sql [ctx] iter = {SELECT ename, sal FROM emp WHERE ename = :ename; while (iter.next()) printsal(iter.ename(), iter.sal()); iter.clse(); LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 21 public static vid getsalbyps(string ename) thrws SQLExceptin { SalByPs iter = null; Duble sal = new Duble(0); #sql iter = {SELECT ename, sal FROM emp WHERE ename = :ename; while (true) { #sql {FETCH :iter INTO :ename, :sal; if (iter.endfetch()) break; printsal(ename, sal); iter.clse(); public static vid updatesal(string ename, int newsal, QueryDemCtx ctx) thrws SQLExceptin { #sql [ctx] {UPDATE emp SET sal = :newsal WHERE ename = :ename; LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 22

12 public static vid getsalbycall(string ename, QueryDemCtx ctx) thrws SQLExceptin { Duble sal = new Duble(0); #sql [ctx] sal = {VALUES(get_sal(:ename)); printsal(ename, sal); public static vid getsalbyint(string ename) thrws SQLExceptin { Duble sal = new Duble(0); #sql {SELECT sal INTO :sal FROM emp WHERE ename = :ename; printsal(ename, sal); public static vid printsal(string ename, Duble sal) { System.ut.println("salary f "+ ename +" is "+ sal.dublevalue()); LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 23 Übersicht 5.1 SQL-Unterstützung in Java 5.2 Java Database Cnnectivity 5.3 Embedded SQL in Java 5.4 Java Stred Prcedures LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 24

13 Java Stred Prcedures: Eigenschaften Die ORACLE Java Virtual Machine ist eigene JVM im DB-Server. Kmpnenten wie Garbage Cllectin und Class Lader sind auf die Serverumgebung abgestimmt. Prinzipiell sind alle Java-Methden aufrufbar (Ausnahme: GUI-Prgramme). D.h. Java Stred Prcedures als Functins, Prcedures, Trigger, PL/SQL- Unterprgramme und Packages. Objektrelatinale User-Defined Datatypes (siehe Kapitel 6) können ebenfalls unter Java angesprchen werden. Die geschieht über explizites Mapping der über das Interface Struct, das ein Standard-Mapping bereitstellt. Java-Klassen können vn PL/SQL und SQL aus angesprchen werden. Hierzu müssen die Klassen über sgenannte Call Specs im Data-Dictinary publiziert werden. LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 25 Schritte zum Aufruf einer Java Stred Prcedure: Erstellen der Java-Klasse auf dem Clientrechner: public class Hell { public static String wrld () { return "Hell wrld"; Kmpilieren auf Clientrechner: > javac Hell.java Laden des generierten Class-Files in den DB-Server mit ladjava. > ladjava -user sctt/tiger Hell.class LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 26

14 Für Methden die in ORACLE direkt aufgerufen werden sllen werden Call Specs angelegt. Dies ist nur für Tp-Level-Methden erfrderlich. Klassen die vn anderen Klassen verwendet werden brauchen nicht publiziert werden. SQL> cnnect sctt/tiger cnnected SQL> create r replace functin HELLOWORLD return VARCHAR2 as 2 language java name 'Hell.wrld () return java.lang.string'; 3 / Functin created. Aufruf der Prcedure SQL> variable mystring varchar2[20]; SQL> call HELLOWORLD() int :mystring; Call cmpleted. SQL> print mystring; MYSTRING Hell wrld SQL> LMU München Flien zum Datenbankpraktikum Wintersemester 2010/11 27