Persistenz. Workplace Solutions. Persistenz. ÿ RDBMS und OO ÿ Strukturkonflikt ÿ Object-RDBMS-Mapping. Abbildung Objekte auf RDBMS

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1 Persistenz ÿ RDBMS und OO ÿ Strukturkonflikt ÿ Object-RDBMS-Mapping APCON Abbildung Objekte auf RDBMS Der Strukturkonflikt Basisklassen und Domänen Klassen zur Kapselung der relationalen Datenbank Abbildung der benutzt Beziehung der erbt-beziehung Datenbanken als Dienstleistung 1 Apcon, 2000

2 Speicherbare Objekte DBTool store_on (Stroable s, File f) retrieve_from (File f) : Storable File Storable store (File on) retrieve (File from) Strasse Ort PLZ Gehalt Saldo Zinssatz... als Objektdiagramm ein : Peter Schmitz : : 5000 : Speicherung in einer Datei ein von 1: 2:... eine Straße: Buttermarkt 4 PLZ: Ort: Köln ein Nr: Zinssatz: 4.3 Saldo: ein Nr: Zinssatz: 3.1 Saldo: #1( Peter Schmitz, #2( Buttermarkt 4, Köln, ), 5000, #3( #4( , ), #5( , 45.60) ) ) 2 Apcon, 2000

3 ... als Datenbanktabellen Nr 1396 Peter Schmitz Maria Otten Nr Zinssatz Saldo Inhaber Nr Straße PLZ Ort 1 Buttermarkt Köln 2 Lichhof Köln SQL-Abfrage: select ko.saldo, ku., a.strasse, a.plz, a.ort from ku, ko, a where ku.nr = ko.inhaber and ku. = a.nr and ko.saldo >= 2000 Strukturkonflikt Objekt Attribut Klasse Basisdatentyp / Fachwert Systemweite Identität Objekt enthält Objekte Funktionen kapseln Daten Schnittstelle Tupel / Record / Zeile Attribut / Feld / Spalte Relation / Tabelle Domäne / Attributtyp Primärschlüssel Tupel enthält Attribute globaler Zugriff Repräsentation Ansätze zur Verbindung einer objektorientierten Anwendung mit einer relationalen Datenbank Objektorientierte Rekonstruktion der Datenbank-Elemente Transformation / Anpassung von Objektstrukturen 3 Apcon, 2000

4 Basisklassen und Domänen Vom Datenbanksystem sind einige Domänen vorgegeben, die Werterepräsentation und Wertemengen für Felder definieren, z.b. ÿ INTEGER, NUMERIC, MONEY, FLOAT, DATE, CHAR In Java sind einige Basisdatentypen vorgegeben, die Werterepräsentation definieren, z.b. ÿ Integer, Float, Double, Character, Boolean, Byte Unter Verwendung von Basisdatentypen kann man weitere Klassen definieren, die Werterepräsentationen festlegen. Durch die Klasse wird sichergestellt, daß nur erlaubte Werte existieren. Ein Objekt enthält Attribute mit Werten und Attribute mit Referenzen auf andere Objekte. Einige der Attribute werden in korrespondieren Feldern des Tupels dargestellt, welches das Objekt in der Datenbank repräsentiert. Die Domänen-Integrität wird durch das Objekt selbst aufrecht erhalten und bei der Konvertierung geprüft. Konvertierung und Speicherung Zu jeder Klasse wird eine weitere Mapper-Klasse definiert, die die Konversion von Java-Werten in Domänen-Werte definiert und auch die Zuordnung zu Feldnamen vornimmt. saldo abbuchen( b) einzahlen( b) Mapper void store ( k) load (OID id) Nr Zinssatz Saldo Inhaber Apcon, 2000

5 Objektidentität Identität der Objekte ist ihre Referenz, in der Datenbank aber eine eigene Objektidentität nötig (Primärschlüssel) Identität durch eigenes Identitätsattribut Klasse OID stellt eindeutige Identitäten dar saldo OID id abbuchen( b) einzahlen( b) Tabellen mit OIDs OID ist Primärschlüssel in den Datenbanktabellen OID Strasse PLZ Ort 10 Buttermarkt Köln 11 Lichhof Köln 12 Ahrstraße Bonn 13 Broich Schleiden OID Gehalt 3 Willi Wacker Rafael Raab 3400 Bemerkung: Alle nicht-schlüssel-attribute sind nur von der OID abhängig (eine Bedingung für die 2. Normalform) 5 Apcon, 2000

6 1:1 Beziehungen: Fremdschlüssel Strasse Ort PLZ Darstellung mit Fremdschlüssel OID 1 Peter Schmitz Maria Otten OID Straße PLZ Ort 10 Buttermarkt Köln 11 Lichhof Köln 1:1 Beziehungen: Expandierter Klasse Strasse Ort PLZ OID Straße PLZ Ort 1 Peter Schmitz Buttermarkt Köln Maria Otten Lichhof Köln 8000 Der Zugriff Objekts wird effizienter, aber der Begriff geht verloren. Normalisierung wird zurückgenommen. 6 Apcon, 2000

7 1:N-Beziehungen: Beziehungstabelle Saldo Zinssatz Darstellung mit Beziehungstabelle OID 1 Peter Schmitz Maria Otten _ OID Zinssatz Saldo :N-Beziehungen: Fremdschlüssel Saldo Zinssatz Darstellung mit Fremdschlüssel OID 1 Peter Schmitz Maria Otten OID Zinssatz Saldo Inhaber Apcon, 2000

8 Objekt-Beziehungen Kardinalität Darstellung expandierte Klasse Fremdschlüssel separate Tabelle 1:1 effizient 2.. Normalform flexibel ineffizient 1:n effizient nicht normalisiert effizient flexibel m:n Projekt nicht anwendbar nicht anwendbar effizient Vererbung: Horizontal abgebildet Gehalt OID Gehalt 3 Willi Wacker Rafael Raab information: select, from OID 1 Peter Schmitz Maria Otten Apcon, 2000

9 Vererbung: Vertikal abgebildet information: select p., k. from p, k where p.oid = k.oid Gehalt OID Gehalt OID OID 1 Peter Schmitz 10 2 Maria Otten 11 3 Willi Wacker 12 4 Rafael Raab Vertikal vs. Horizontal Oberklasse.. Darstellung horizontal vertikal.. spezifiziert, ohne Speicherstruktur Formular * Rechnung.. implementiert, mit Speicherstruktur Antrag Effizienter Zugriff auf alle Objektattribute, Alle Attribute liegen in einem Tupel vor. Aufwendige Suche des Tupels: DasObjektmußin mehreren Tabelle gesucht werden Aufwendiger Zugriff auf alle Objektattribute: Joinüber mehreretabellen. Effiziente Abfragen bzgl. der Abstraktion: Nur eine Tabelle! 9 Apcon, 2000

10 Zusammenfassung Objektorientierte Systeme i.a. kompatibel zur 2. oder 3. Normalform Integritätsbedingungen im Objekt-Modell berücksichtigt und gekapselt. Vergabe von Objektidentitäten OID vereinfacht das Modell und die Handhabung. Effizient konvertier- und zugreifbar sind einfache, flache Objekte, die als ein Tupel mit atomaren Feldwerten in einer Tabelle repräsentiert werden können. Die relationale Datenbank wird zur Dienstleistungskomponente für das objektorientierte System. Flexibilität und Tiefe der Objektstrukturen müssen mit Effizienz abgewogen werden. Der Durchsatz kann mit gezieltem Verzicht auf Normalisierung und mit cache-techniken optimiert werden. Mapping-Probleme Objektorientiert: enthält In ist ein Behälter definiert, der enthält Mapping 1:N In der RDBMS umgekehrter Verweis: In Tabelle Fremdschlüssel zur Tabelle Deshalb: Der -Mapper muß um ein Attribut erweitert werden (OID für Fremdschlüssel ) Auslesen von nach -OID Alternative: Zusätzliche Mapping-Tabelle 10 Apcon, 2000

11 Modellierungsprobleme In einer Tabelle werden Objekte in ihre Attribute zerlegt. Laden/Speichern von Objekten nur durch Zusammensetzen/ Auseinandernehmen der Attribute Jedes enthaltene Objekt muß extra modelliert werden (eventuell Tabelle anlegen) Aber: Zugriff auf Objekte über OID, oder über einige Attribute Nicht für jedes enthaltene Objekt Modellierung sinnvoll BLOBs Lösung: Objekte werden als serialisierte Datenpakete in die Datenbank geschrieben (Binary Large Objects) Dazu Binary-Datenbanktyp verwenden Nur ausgewählte Attribute bleiben sichtbar, mindestens die OIDs nobjekt OID oid Strasse Ort PLZ ntabelle OID Blob Ort 1 f8d%hdh kf92(jf/( Apcon, 2000