Anwendungsentwicklung für relationale Datenbanken setzt voraus, dass prozedurale Abläufe programmiert werden können!

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1 Datenbanken: Standard CLI und JDBC Anwendungsentwicklung für relationale Datenbanken setzt voraus, dass prozedurale Abläufe programmiert werden können! (Endanwendern ist nicht zuzumuten, SQL zu lernen und selbst Anfragen oder Manipulationsstatements zu formulieren) Es gibt zwei Ansätze: 1. SQL erweitern um prozedurale Sprachkonstrukte (siehe die Folien Prozedurales SQL) 2. bestehende 3GLs erweitern um die Möglichkeit, SQL Statements zu verarbeiten Ergebnis: Standard SQL-99 Call Level Interface und Realisierungen in C (ODBC), C++, Java (JDBC), etc.... 1

2 Datenbanken: Standard CLI und JDBC 2. Standard Erweiterung bestehender 3GL zur Verarbeitung von SQL. Der Standard SQL-99 beschreibt 2 Möglichkeiten der Erweiterung: 1. Embedded SQL 2. Call Level Interface CLI Bis in die 1990-er Jahre war Embedded SQL die am meisten verbreitete Technik zur Verarbeitung von SQL in 3GL. Inzwischen hat sich CLI als führende Technik durchgesetzt. 2

3 Beispiel (JDBC): Datenbanken: Standard CLI und JDBC import java.sql.*; import java.io.*; class Beispiel_JDBC { public static void main (String args [ ]) throws SQLException, ClassNotFoundException, IOException { // Laden des Oracle JDBC driver DriverManager.registerDriver ( new oracle.jdbc.driver.oracledriver() ); // Aufbau einer Verbindung: Connection conn = DriverManager.getConnection user, password); // Erzeugen eines selects, das alle Personendaten aus der Tabelle Personentab selektiert und ausgibt: String stmt1 = "select persnr, vorname, name, geschlecht from Personentab"; Statement s1 = conn.createstatement (); ResultSet rs1 = s1.executequery (stmt1); String jerg1 = new String(); while (rs1.next ()) { for (int i=1;i <= 4; i++) { jerg1 = jerg1 + rs1.getstring(i) + " "; System.out.println (jerg1); jerg1 = ""; s1.close(); rs1.close(); conn. commit(); 3

4 Datenbanken: Standard CLI und JDBC Unterschiede zwischen Embedded SQL und CLI: Embedded SQL: SQL-Statements werden direkt als 3GL-Code im Programmtext formuliert, zum Beispiel:... EXEC SQL insert into personentab values(111, Meier, Kurt );... Notwendig zur Verarbeitung ist dann ein Precompiler der 3GL! Standard Erweiterungen gibt es für Ada, C, COBOL, FORTRAN, MUMPS, Pascal und PL/I. CLI: Zur Verarbeitung von SQL-Statements wird eine Bibliothek des DBMS aufgerufen, die Statements sind dann Parameter dieses Calls! 4

5 Datenbanken: Standard CLI und JDBC Standard CLI Der Standard SQL-99 beschreibt 62 vorgeschriebene Funktionen, die in der entsprechenden 3GL-Bibliothek vorhanden sein müssen (Auszug siehe nächste Folie). Diese Funktionen sind jeweils einer der Kategorien env, dbc, stmt, Statement, Cursor, desc, Deferred Parameters, Diagnostic, General, Locator, Handles oder Catalog zugeordnet. Da kein Precompiler notwendig ist, müssen die zur Ausführung gedachten Statements erst zur Laufzeit definiert werden! (Dynamisches SQL) 5

6 Datenbanken: Standard CLI und JDBC Standard CLI Funktionen (Auswahl): 6

7 Datenbanken: Standard CLI und JDBC Standard CLI Die Kategorie dbc enthält die Funktionen zur grundsätzlichen Kommunikation mit einer Datenbank (session handling), insbesondere die Funktionen: SQLConnect Es wird eine SQL-Connection zur Datenbank erzeugt. Dabei werden als Parameter die notwendigen Informationen über Host, User, Password, etc mitgegeben. SQLDisconnect Die SQL-Session wird beendet. 7

8 Datenbanken: Standard CLI und JDBC Standard CLI Zur eigentlichen Verarbeitung von SQL-Statements stehen im Standard 4 Funktionen zur Verfügung (Kategorie Statement): SQLExecDirect Das SQL-Statement, das dieser Funktion als Parameter über geben wird, wird an das DBMS geschickt, auf Syntaxfehler überprüft, übersetzt und sofort ausgeführt SQLPrepare Das SQL-Statement, das dieser Funktion als Parameter über geben wird, wird an das DBMS geschickt, auf Syntax überprüft und übersetzt. SQLExecute Ein vorher präpariertes SQL-Statement wird ausgeführt. SQLEndTran Beendigung einer Transaktion mit commit oder rollback. 8

9 Datenbanken: Standard CLI und JDBC CLI Realisierungen Es gibt Hersteller-abhängige Realisierungen von CLI, d.h. APIs der Datenbankhersteller für ihre speziellen Datenbanken (z.b. das Oracle Call Interface (OCI) des Datenbankherstellers ORACLE für die 3GL C oder C++, oder das Package oracle.sql für Java) Vorteil: Das API ist optimiert für die Kommunikation mit dem DBMS (Performance, SQL-Sprachumfang) Nachteil: Mit dem API kann ausschließlich nur auf die eine Datenbank zugegriffen werden 9

10 Datenbanken: Standard CLI und JDBC CLI Realisierungen Es gibt Hersteller-unabhängige Realisierungen von CLI, z.b. ODBC (Open DataBase Connectivity) für C (Microsoft) oder JDBC (Java DataBase Connectivity) für Java (Sun) Vorteil: Das API kann benutzt werden, um in einer Applikation auf verschiedene DBMS zuzugreifen! Nachteil: Das API ist nicht bzgl. der Kommunikation mit einem DBMS optimiert (Performance, Sprachumfang). Um festzustellen, welche Funktionen implementiert sind und welches SQL-Sprachlevel (Core, Level1, Level2) unterstützt wird, gibt es die Standard-Funktionen SQLGetInfo und SQLGetFunctions der Kategorie 10 General.

11 Die Sprache Java wurde um das Package java.sql erweitert, das die notwendigen Klassen, Interfaces und Methoden enthält als Realisierungen von CLI. Mit diesem Datenbank-unabhängigen API kann auf alle Datenbanken zugegriffen werden, die ihrerseits eine Schnittstelle (Driver) anbieten zur Kommunikation mit dem API. Solche Driver-Pakete sind zum Beispiel die Jar-Dateien classes12.jar (Oracle), ojdbc6.jar (Oracle), jeweils zu finden im jdbc/lib-unterverzeichnis des Datenbanksystems, oder auch mysql-connector-java bin.jar (MySQL). 11

12 Eine Datenbank-Anwendung mit Java hat also grob die folgende Struktur: 12

13 Genauer: 13

14 Es gibt 4 Typen von Java Driver-Software zur Kommunikation mit einem Datenbanksystem: Typ 1 : (JDBC-ODBC-Bridge) Dieser Treiber greift auf einen bereits vorhandenen ODBC-Treiber zu. Damit kann ein Java Programm auf sämtliche ODBC- Datenbanken zugreifen. Der Typ 1-Treiber ist Plattform abhängig, da er zum gutem Teil aus C-Code besteht. Typ 2 : Dieser Treiber verlangt proprietären C-Treiber für das jeweilige DBMS und setzt eine JDBC-Schicht darüber. Ein Beispiel ist der JDBC OCI Treiber von ORACLE, der auf dem speziell für das ORACLE RDBMS entwickelten CLI OCI aufsetzt. Typ 3 : Dieser Treiber ist ein 100%-iger Java-Treiber, also Plattform unabhängig. Er kommuniziert nicht direkt mit dem DBMS, sondern über eine sogenannte Middleware (Applicationserver). Typ 4 : Ein reiner proprietärer 100%-iger Java-Treiber eines DBMS-Herstellers. ORACLE bietet einen solchen Treiber mit dem Namen JDBC THIN an! 14

15 Die zu benutzende Treiber-Software wird zum Beispiel mit der Methode registerdriver() der Klasse DriverManager des java.sql-package vom Javaprogramm geladen: Bzgl. Oracle: DriverManager.registerDriver( new oracle.jdbc.driver.oracledriver() ); Bzgl. PostgreSQL: DriverManager.registerDriver( new org.postgresql.driver() ); 15

16 Aufbau einer Verbindung: Bzgl. Oracle: String dburl = Connection conn = DriverManager.getConnection (dburl, user, password); Bzgl. PostgreSQL: String dburl = "jdbc:postgresql://localhost:5432/gbir"; Connection conn = DriverManager.getConnection (dburl, user, password); Anschließend kann mit den übrigen Klassen und Methoden des java.sql- Package eine Kommunikation mit einem DBMS gestartet werden. 16

17 What the java.sql Package Contains Making a connection with a data source DriverManager class Driver interface DriverPropertyInfo class Connection interface Sending SQL statements to a database Statement interface for sending basic SQL statements PreparedStatement interface for sending prepared statements or basic SQL statements (derived from Statement) CallableStatement interface for calling database stored procedures (derived from PreparedStatement) Retrieving and updating the results of a query ResultSet interface 17

18 Mapping an SQL value to the standard mapping in the Java programming language Array interface Blob interface Clob interface Date class Ref interface Struct interface Time class Timestamp class Types class Custom mapping an SQL user-defined type (UDT) to a class in the Java programming language SQLData interface SQLInput interface SQLOutput interface 18

19 Providing information about the database and the columns of a ResultSet object DatabaseMetaData interface ResultSetMetaData interface Throwing exceptions SQLException thrown by most methods when there is a problem accessing data and by some methods for other reasons SQLWarning thrown to indicate a warning DataTruncation thrown to indicate that data may have been truncated BatchUpdateException thrown to indicate that not all commands in a batch update executed successfully Providing security SQLPermission interface 19

20 Aufbau eines JDBC-Programms zur direkten Ausführung eines SQL-Statements: import java.sql.*; import java.io.*; class <Name> { public static void main (String args [ ]) throws SQLException, ClassNotFoundException, IOException { // Laden des Oracle JDBC driver DriverManager.registerDriver(new oracle.jdbc.driver.oracledriver()); // Aufbau einer Verbindung: Connection conn = DriverManager.getConnection (" user, password); // Aufbau und Ausführung eines SQL-statements String stmt1 = "SQL-statement"; Statement s1 = conn.createstatement (); ResultSet rs1 = s1.executequery (stmt1); // Behandlung der Ergebnismenge // Auflösung der Ressourcen und Schließen der Verbindung: s1.close(); rs1.close(); conn.commit(); //falls notwendig conn.close(); 20

21 Aufbau eines JDBC-Programms zur direkten Ausführung einer SQL-Query Behandlung möglicher Exceptions: import java.sql.*; import java.io.*; class Test { public static void main (String args [ ]) { try { // Laden des Oracle JDBC driver DriverManager.registerDriver(new oracle.jdbc.driver.oracledriver()); // Aufbau einer Verbindung: Connection conn = DriverManager.getConnection (" user, password); // Aufbau und Ausführung eines SQL-statements String stmt1 = "select persnr, name, ort from person natural join adresse where persnr = 4711"; Statement s1 = conn.createstatement (); ResultSet rs1 = s1.executequery (stmt1); // Behandlung der Ergebnismenge // Auflösung der Ressourcen und Schließen der Verbindung: s1.close(); rs1.close(); conn.commit(); //falls notwendig conn.close(); catch (Exception sqle) { sqle.printstacktrace(); 21

22 Aufbau eines JDBC-Programms zur präparierten Ausführung einer SQL-Query; import java.sql.*; import java.io.*; class Test { public static void main (String args [ ]) { try { // Laden des Oracle JDBC driver DriverManager.registerDriver(new oracle.jdbc.driver.oracledriver()); int ipersnr = 27; // Aufbau einer Verbindung: Connection conn = DriverManager.getConnection (" user, password); // Aufbau und Ausführung eines SQL-statements String stmt1 = select persnr, vorname, name from person where persnr =?"; PreparedStatement ps1 = conn.preparestatement (stmt1); ps1.setint(1, ipersnr); ResultSet rs1 = ps1.executequery(); // Behandlung der Ergebnismenge // Auflösung der Ressourcen und Schließen der Verbindung: ps1.close(); rs1.close(); conn.commit(); //falls notwendig conn.close(); catch (Exception sqle) {sqle.printstacktrace(); 22

23 Aufbau eines JDBC-Programms zur präparierten Ausführung eines update/insert/delete; import java.sql.*; import java.io.*; class Test { public static void main (String args [ ]) { int ipersnr = 27; String iname = "Nas"; String ivorname = "Ana"; try { // Laden des Oracle JDBC driver DriverManager.registerDriver(new oracle.jdbc.driver.oracledriver()); // Aufbau einer Verbindung: Connection conn = DriverManager.getConnection (" user, password); // Aufbau und Ausführung eines SQL-statements String stmt1 = update person set name =?, vorname =? where persnr =?"; PreparedStatement ps1 = conn.preparestatement (stmt1); ps1.setstring(1,iname); ps1.setstring(2, ivorname); ps1.setint(3, ipersnr); int x = ps1.executeupdate();... // Auflösung der Ressourcen und Schließen der Verbindung: ps1.close(); rs1.close(); conn.commit(); //falls notwendig conn.close(); catch (Exception sqle) {sqle.printstacktrace(); 23

24 Aufbau eines JDBC-Programms zur präparierten Ausführung eines update/insert/delete; import java.sql.*; import java.io.*; class Test { public static void main (String args [ ]) { int ipersnr = 27; String iname = "Nas"; String ivorname = "Ana"; java.sql.date igebdat=" "; try { // Laden des Oracle JDBC driver DriverManager.registerDriver(new oracle.jdbc.driver.oracledriver()); // Aufbau einer Verbindung: Connection conn = DriverManager.getConnection (" user, password); // Aufbau und Ausführung eines SQL-statements String stmt1 = insert into person(persnr, vorname, name, gebdat) values(?,?,?,?)"; PreparedStatement ps1 = conn.preparestatement (stmt1); ps1.setint(1,ipersnr); ps1.setstring(2, ivorname); ps1.setstring(3, iname); ps1.setdate(4, igebdat); int x = ps1.executeupdate (); // Auflösung der Ressourcen und Schließen der Verbindung: ps1.close(); rs1.close(); conn.commit(); //falls notwendig conn.close(); catch (Exception sqle) {sqle.printstacktrace(); 24

25 Aufbau eines JDBC-Programms zum Aufruf einer stored procedure; import java.sql.*; import java.io.*; class Test { public static void main (String args [ ]) { try { // Laden des Oracle JDBC driver DriverManager.registerDriver(new oracle.jdbc.driver.oracledriver()); // Aufbau einer Verbindung: Connection conn = DriverManager.getConnection (" user, password); // Aufruf der stored procedure getfavorits() CallableStatement cs = conn.preparecall("{call getfavorits(?,?,?)"); cs.setstring(1,geschl); cs.setstring(2,gebdat); cs.setstring(3,kennzahl); cs.execute(); // Auflösung der Ressourcen und Schließen der Verbindung: cs.close(); conn.commit(); //falls notwendig conn.close(); catch (Exception sqle) {sqle.printstacktrace(); 25

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