2. Web-Anbindung von Datenbanken

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1 2. Web-Anbindung von Datenbanken Architekturen Web-Informationssysteme Serverseitige Web-Anbindung Common Gateway Interface (CGI) Java Server Pages (JSP) Web-Anbindung mit PHP PHP Überblick DB-Anbindung in PHP Beispiele SS13, Prof. Dr. E. Rahm 2-1 statische Ansätze ohne DB Web-Informationssysteme Daten liegen nur in Dateien statisch festgelegter Informationsgehalt relativ einfache Datenbereitstellung (HTML) einfache Integration von Multimedia-Objekten (Bild, Video,...) sowie externen Quellen Aktualitätsprobleme für Daten und Links oft Übertragung wenig relevanter Daten, hohe Datenvolumen... Statische WebIS Request (HTTP) Response HTML-Seiten, Bild-Dateien... Client (Browser) Internet Web-Server (HTTP-Server) SS13, Prof. Dr. E. Rahm 2-2

2 Architektur-Varianten WebIS mit DB-Anbindung HTML-Seiten, Bild-Dateien... Client (Browser) Web-Server DBS-Server Anbindung von Datenbanksystemen dynamischer Informationsgehalt durch Zugriff auf Datenbanken Bereitstellung aktueller Informationen bessere Skalierbarkeit Transaktionsunterstützung / Mehrbenutzerfähigkeit (auch bei Änderungen)... Verwaltung/Speicherung von HTML/XML-Seiten, Dokumenten, Multimedia-Daten etc. durch DBS Content Management / Website Management hohe Flexibilität, bessere Konsistenzwahrung für Links... SS13, Prof. Dr. E. Rahm 2-3 Architektur-Varianten (2) Applikations- Orientierte WebIS HTML-Seiten, Bild-Dateien... Client (Browser) Web-Server DBS-Server Applikations- Server Vorteile der Applikations-Server-Architektur Unterstützung komplexer (Geschäfts-) Anwendungen Skalierbarkeit (mehrere Applikations-Server) Einbindung mehrerer DBS-Server / Datenquellen Transaktions-Verwaltung ggf. Unterstützung von Lastbalancierung, Caching, etc. SS13, Prof. Dr. E. Rahm 2-4

3 Übersicht Techniken zur Web-Anbindung von Datenbanken Client (Browser) Request (HTTP) Response (HTML, XML, ) HTTP-Server JavaScript, AJAX, ActiveX, Plugin, Applet CGI Servlet SSI generiert HTML Server API JSP, ASP PHP erweitert HTML Struts, Spring, Ruby on Rails Web-Frameworks ODBC ADODB JDBC SQLJ OR-Mapper, z.b. Hibernate DB- Server SS13, Prof. Dr. E. Rahm 2-5 Server-seitige Anbindung: CGI-Kopplung CGI: Common Gateway Interface plattformunabhängige Schnittstelle zwischen Web-Server (HTTP-Server) und externen Anwendungen wird von jedem Web-Server unterstützt Web-Browser 1 URL + Parameter HTML 6 Web-Server HTML-Seiten, Bild-Dateien... CGI-Programm 4 DBS CGI-Programme (z.b. realisiert in Perl, PHP, Python, Ruby, Shell-Skripte) erhalten Benutzereingaben (aus HTML-Formularen) vom Web-Server als Parameter können beliebige Berechnungen vornehmen und auf Datenbanken zugreifen Ergebnisse werden als dynamisch erzeugte HTML-Seiten an Client geschickt SS13, Prof. Dr. E. Rahm 2-6

4 CGI-Kopplung (2) CGI-Programme generieren HTML- Ausgabe aufwendige / umständliche Programmierung mögliche Performance-Probleme Eingabefehler werden erst im CGI- Programm erkannt für jede Interaktion erneutes Starten des CGI-Programms für jede Programmaktivierung erneuter Aufbau der DB-Verbindung #!/bin/perl use Msql; # Seitenkopf ausgeben: print"content-type: text/html\n\n"; # [...] # Verbindung mit dem DB-Server herstellen: $testdb = Msql->connect; $testdb->selectdb("infbibliothek"); # DB-Anfrage $q = $testdb->query ("select Autor, Titel from..."); # Resultat ausgeben: print"<table BORDER=1>\n"; print"<tr>\n <TH>Autor<TH>Titel</TR>"; $rows = $q -> numrows; while ($rows>0) = $q->fetchrow; print tr>\n"; $rows--; } print"</table>\n"; # Seitenende ausgeben SS13, Prof. Dr. E. Rahm 2-7 Server-seitige Web-Anbindung: weitere Ansätze Integration von CGI-Programmen in Web-Server kein Starten eigener CGI-Prozesse DB-Verbindungen können offen bleiben Einsatz von Java-Servlets herstellerunabhängige Erweiterung von Web-Servern (Java Servlet-API) Integration einer Java Virtual Machine (JVM) im Web-Server -> Servlet-Container server-seitige Erweiterung von HTML- Seiten um Skript-/Programmlogik Java Server Pages Active Server Pages (Microsoft-Lösung) PHP-Anweisungen Integration von Auswertungslogik in DB-Prozeduren (stored procedures) JVM Servlet DBS Web-Browser Web-Server JSP/ASP/PHP HTTP JSP/ASP/PHP-Seiten HTML-Seiten, Bild-Dateien... SS13, Prof. Dr. E. Rahm 2-8

5 Java Server Pages (JSP) Entwurf von dynamischen HTML-Seiten mittels HTML-Templates und XML-artiger Tags Trennung Layout vs. Applikationslogik durch Verwendung von Java-Beans Erweiterbar durch benutzerdefinierte Tags (z.b. für DB-Zugriff, Sprachlokalisierung,...) JSP-Prozessor oft als Servlet realisiert JSP-Seite wird durch JSP-Prozessor in ein Servlet übersetzt JSP kann überall eingesetzt werden, wo ein Servlet-Container vorhanden ist JSP-Seite: <HTML> <BODY> <jsp:usebean id="empdata" class="fetchempdatabean scope="session"> <jsp:setproperty name="empdata property="empnumber" value="1" /> </jsp:usebean> <H1>Employee #1</H1> <B>Name:</B> <%=EmpData.getName()%><BR> <B>Address:</B> <%=EmpData.getAddress()%><BR> <B>City/State/Zip:</B> <%=EmpData.getCity()%>, <%=EmpData.getState()%> <%=EmpData.getZip()%> </BODY> </HTML> SS13, Prof. Dr. E. Rahm 2-9 Employee #1 Name: Jaime Husmillo Address: 2040 Westlake N City/State/Zip: Seattle, WA Bean: class FetchEmpDataBean { private String name, address, city, state, zip; private int empnumber = -1; JSP (2) public void setempnumber(int nr) { empnumber = nr; try { Connection con = DriverManager.getConnection( jdbc:db2:mydb, login, pwd ); Statement stmt = con.createstatement(); ResultSet rs = stmt.executequery ( SELECT * FROM Employees WHERE EmployeeID= + nr); if (rs.next()) { name = rs.getstring ( Name ); address=rs.getstring( Address ); city = rs.getstring ( City ); state=rs.getstring( State ); zip=rs.getstring( ZipCode ); } rs.close(); stmt.close(); con.close(); } catch (SQLException e) { //...} } public String getname() { return name; } public String getaddress() { return address; }... SS13, Prof. Dr. E. Rahm 2-10

6 PHP (PHP: Hypertext Preprocessor) Open Source Skriptsprache zur Einbettung in HTML-Seiten angelehnt an C, Java und Perl besonders effizient bei der Erzeugung und Auswertung von HTML-Formularen Prinzip PHP Server generiert dynamisch HTML Übergabe an den Web-Server Weiterleitung an Web-Browser Web-Browser interpretiert HTML-Code vom Web-Server Beispiel echo <b>diesen Text bitte fett darstellen!</b> ; generiert <b>diesen Text bitte fett darstellen!</b> interpretiert Diesen Text bitte fett darstellen! SS13, Prof. Dr. E. Rahm 2-11 PHP Variablen und Arrays Variablen und Datentypen Variablennamen beginnen mit $: $name, $address, $city, $zip_code Keine Deklaration von Variablen Variablen-Type wird automatisch zugewiesen / angepasst $name = Ernie ; (String) $zip_code = 04103; (Integer Ganze Zahl) $price = 1.99; (Double Gleitkomma Zahl) Arrays Indexiert: Zugriff auf Inhalt über numerischen Index $zahlen = array(1, 2, 3, 4); $zahlen[3] = 0; Assoziativ: Zugriff über Stringschlüssel $address[ street ] = Johannisgasse 26 ; $address[ zip_code ] = 04103; $address[ city ] = Leipzig ; Kombination möglich (mehrdimensionale Arrays), z.b. $addresses[4][ zip_code ] SS13, Prof. Dr. E. Rahm 2-12

7 PHP DB Anbindung Grundlegendes Vorgehen 1. Aufbau einer Verbindung zum Datenbank-Server 2. Auswahl einer Datenbank 3. Interaktion mit Datenbank über SQL 4. Verarbeitung und Präsentation von Ergebnissen DB-Anbindungsmöglichkeiten Spezielle Module je nach DBS - MySQL, MS SQL, PostgreSQL,... - Nachteil: spezielle Funktionen (Routinen) Nutzung erweiterter Bibliotheken/Module für DBS-unabhängigen Zugriff - einheitliche Schnittstelle für unterschiedliche DBS - Beispiele: DBX, PDO, PEAR::DB,... - Vorteil: DBS kann ausgetauscht werden, Implementierung bleibt SS13, Prof. Dr. E. Rahm 2-13 MySQL MS SQL PHP DB Anbindung (Beispiele) $con = mysql_connect( host, login, password ); mysql_select_db( mydb, $con); $result = mysql_query( SELECT * FROM Employees WHERE EmployeeID = 1, $con);... $con = mssql_connect( host, login, password ); mssql_select_db( mydb, $con); $result = mssql_query( SELECT * FROM Employees WHERE EmployeeID = 1, $con);... SS13, Prof. Dr. E. Rahm 2-14

8 PHP DB Anbindung (Beispiele 2) MySQL / MS SQL via DBX $module = DBX_MYSQL; ($module = DBX_MSSQL) $con = dbx_connect($module, host, mydb, login, password ); or DIE ( Verbindungsfehler! ); $result = dbx_query($con, SELECT * FROM Employees WHERE EmployeeID = 1 );... MySQL / MS SQL via PDO $module = mysql ; ($module = mssql ) $db = new PDO( $module:host=mydb;dbname=mydb, login, password ); $result = $db->query( SELECT * FROM Employees WHERE EmployeeID = 1 );... SS13, Prof. Dr. E. Rahm 2-15 PHP Beispiel-Anwendung Beispiel: Webbasierte Verwaltung von Mitarbeitern 1. Anwendungsfall: Einfügen eines neuen Mitarbeiters Eingabemaske: <form method = post action = insert_employee.php > Name:<br> <input type = text name = full_name > <br> Address:<br> <input type = text name = address > <br> Zip Code:<br> <input type = text name = zip_code > <br> City:<br> <input type = text name = city > <br> <input type = submit name = add_employee value = Add employee > </form> SS13, Prof. Dr. E. Rahm 2-16

9 PHP Beispiel-Webanwendung (2) Verarbeitung der Daten in PHP Variablen aus der Form werden auf PHP Variablen abgebildet, z.b. address $address Verbindung zum DB-Server erstellen $module = DBX_MYSQL; $con = dbx_connect($module, host, mydb, login, password ); or DIE ( Verbindungsfehler! ); Anwendungsfall abarbeiten if (isset($add_employee)) { //Variablen aus Form in DB einfügen $sql = INSERT INTO Employees(Name, Address, ZipCode, City) VALUES ( $full_name, $address, $zip_code, $city ) ; $result = dbx_query($con, $sql); if ($result == 0 ) { echo Error adding new employee! ; } else { echo New employee sucessfully inserted! ; } } SS13, Prof. Dr. E. Rahm 2-17 PHP Beispiel-Webanwendung (3) 2. Anwendungsfall: Auflisten aller Mitarbeiter <html> <body> $con = dbx_connect(dbx_mysql, host, mydb, login, password ) or die( Verbindungsfehler!</body></html> ); $result = dbx_query($con, SELECT * FROM Employees ); if ( is_object($result) and ($result->rows > 0) ) { while($record = dbx_fetch_row($result)) { <h2>employee # echo $record[ EmployeeID ]? > </h2><br> <b>name:</b> echo $record[ Name ]? > <br> <b>address:</b> echo $record [ Address ] <br> <b>zip/city:</b> echo $record [ ZipCode ].,. $record [ City ]; <br><br> } } else { echo No employees available! ; } </body> </html> SS13, Prof. Dr. E. Rahm 2-18

10 Vergleich JSP - PHP beides sind serverseitige Skriptsprachen zur Einbindung in HTML-Seiten Seiten müssen gelesen und interpretiert werden JSP Java-basiert, plattformunabhängig, Nutzung von JDBC für einheitlichen DB-Zugriff unterstützt Trennung von Layout und Programmlogik (Auslagerung in Beans möglich) großer Ressourcenbedarf für Java-Laufzeitumgebung PHP einfache Programmierung durch typfreie Variablen und dynamische Arraystrukturen, fehlertolerant, Automatismen zur Verarbeitung von Formularfeldern viele Module z. B. für Bezahldienste, XML-Verarbeitung PHP-Nachteile: unterstütze DB-Funktionalität abhängig von jeweiligem DBS; umfangreiche Programmlogik muss als externes Modul (meist in C, C++) realisiert werden SS13, Prof. Dr. E. Rahm 2-19 Zusammenfassung Notwendigkeit dynamisch erzeugter HTML-Seiten mit Zugriff auf Datenbanken server-seitige Programmierschnittstellen: CGI, ASP, JSP, PHP... CGI Standardisierte Schnittstelle, die von allen HTTP-Server unterstützt wird pro Interaktion erneutes Starten des CGI-Programms + Aufbau der DB-Verbindung notwendig keine Unterstützung zur Trennung von Layout und Programmlogik Java Server Pages (JSP), Active Server Pages (ASP), PHP Einbettung von Programmcode in HTML-Seiten Programmlogik kann in externe Komponenten (z. B. Beans, COM) ausgelagert werden JSP: Verwendung von Java (Servlets) mit Datenbankzugriff über JDBC, SQLJ PHP: Typfreiheit von Variablen / dynamische Arraystrukturen; vers. DB-Module Weitergehende Programmiererleichterung durch Web-Frameworks komplexe Anwendungen erfordern Einsatz von Applikations-Servern SS13, Prof. Dr. E. Rahm 2-20

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