Übungsaufgaben zur Klausurvorbereitung Datenbanken 2, SoSe 2016

Transkript

1 Die nachfolgenden Aufgaben sind nach Kategorien geordnet und stellen eine Auswahl von Aufgaben aus alten Klausuren des bisherigen Bachelor-WP-Fachs Datenbank Anwendungsentwicklung dar. Kategorie 1: OR-Mapping Assoziationen Aufgabe 1.1 Gegeben sind die folgenden Entity-Klassen zur Modellierung von Produkten und deren Herstellern. Alle Teilaufgaben dieser Aufgabe beziehen sich auf diese beiden Entity-Klassen. public class Produkt{ private Long id; private String private Hersteller hersteller; public class Hersteller { private Long id; private String private Set<Produkt> produkte = new HashSet(); a) Welche Entity-Klasse ist Owner der Beziehung? b) Ist es sinnvoll, in einer der beiden Entity-Klassen CascadeType.REMOVE für die Beziehung zu definieren? Begründen Sie Ihre Entscheidung. c) Wie sieht die Abbildung der Entity-Klassen aus Aufgabe 1a) mit einem OR-Mapping-Tool auf die Datenbank aus? Geben Sie die entstehenden Tabellen mit den entsprechenden Attributen sowie Primärund Fremdschlüssel an. d) Welche Rolle spielt das mappedby-attribut in der JPA-Relationship-Annotation einer ManyToMany-Beziehung bei der Synchronisation der beteiligten Entity-Instanzen mit der Datenbank? Schestag/Störl 1/9 Mai 2016

2 Aufgabe 1.2 Gegeben sind die folgenden Entity-Klassen zur Modellierung von Kunden und deren Konten. Alle Teilaufgaben dieser Aufgabe beziehen sich auf diese beiden Entity-Klassen. public class Kunde { private Long id; private String vorname; private String nachname;.... private Set<Konto> konten = new HashSet(); public class Konto { private Long kontonummer; private BigDecimal kontostand; private Set<Kunde> kunden = new HashSet(); a) Ergänzen Sie in den Entity-Klassen-Rümpfen die fehlenden JPA-Relationship-Annotationen. Implementieren Sie die Beziehung bidirektional. b) Welche Entity-Klasse ist entsprechend Ihrer Annotation aus a) Owner der Beziehung? c) Die Datenbank enthält bisher zwei Kunden kunde1 und kunde2 mit Konten wie folgt: kunde1 ist Inhaber von konto100, kunde2 ist Inhaber von konto200. Es werden nun ein neuer Kunde, kunde3 und ein neues Konto, konto300 angelegt. Ergänzen Sie im folgenden Codeausschnitt die entsprechenden Zeilen, sodass folgende Beziehungen erfüllt sind: - Der neue kunde3 ist Inhaber des neuen Kontos konto Der neue kunde3 ist Mitinhaber des bereits vorhandenen Kontos konto Der vorhandene kunde2 ist Mitinhaber des neuen Kontos konto300. Schestag/Störl 2/9 Mai 2016

3 // Laden aller vorhandener Kunden und Konten < diese Anweisungen müssen Sie nicht implementieren! > // kunde1, kunde2, konto100, konto200 sind jetzt im Persistenzkontext von em Kennzeichnen Sie diejenigen Anweisungen, die mindestens erforderlich sind, damit alle neuen Daten und Beziehungen in der DB gespeichert werden und solche, die möglicherweise nicht notwendig für die Synchronisation benötigt werden. Schestag/Störl 3/9 Mai 2016

4 Kategorie 2: JPA-Queries Aufgabe 2.1 (beide Teilaufgaben beziehen sich auf die Entity-Klassen von 1.1) a) Geben Sie eine Liste aller Herstellernamen aus. Formulieren Sie die Anfrage mit JPQL (kein natives SQL!) b) Geben Sie den Herstellernamen des Produktes mit der id 27 aus. Formulieren Sie eine effiziente(!) Anfrage mit JPQL (kein natives SQL!) Schestag/Störl 4/9 Mai 2016

5 Aufgabe 2.2 (Die Aufgabe bezieht sich auf die Entity-Klassen von Aufgabe 1.2) Gesucht sind alle Konten, deren Kontostand < 0 ist, sowie deren Kontoinhaber. Ergänzen Sie die untenstehende JPQL-Abfrage auf den Entity-Klassen geeignet: List result= em.createquery("select..").getresultlist(); Kategorie 3: ElementCollections und Embeddables a) Erläutern Sie, wann Sie Klassen und nicht als eigenständiges modellieren. b) Wann annotieren Sie ein Attribut Kategorie 4: Vererbungshierarchien im OR-Mapping Aufgabe 4.1 a) Erläutern Sie, wie die Vererbungsstrategien JOINED und TABLE_PER_CLASS funktionieren. b) Erläutern Sie, welche Vor- und Nachteile die Vererbungsstrategie JOINED gegenüber TABLE_PER_CLASS hat. Aufgabe 4.2 Das Datenmodell aus Aufgabe 1.2 wird jetzt verändert die Entity-Klasse Kunde bleibt unverändert. Alle Teilaufgaben dieser Aufgabe beziehen sich auf die veränderten Entity-Klassen sowie die Entity-Klasse Kunde aus = InheritanceType.JOINED) public abstract class Konto { private Long kontonummer; private BigDecimal kontostand; <Ihre Annotation aus Aufgabe 1.2>. private Collection<Kunde> kunden = new HashSet(); // weiter s. nächste Seite! Schestag/Störl 5/9 Mai 2016

6 @DiscriminatorValue("Spar") public class Sparkonto extends Konto { private BigDecimal public class Girokonto extends Konto { private BigDecimal kreditlimit; a) Geben Sie die bei der Abbildung der Entity-Klassen Konto, Sparkonto und Girokonto die auf die Datenbank entstehenden Tabellen mit ihren Attributen an. b) Welche Vor- und Nachteile hat in diesem konkreten Szenario die gewählte Vererbungsstsrategie JOINED gegenüber der Strategie TABLE_PER_CLASS? Kategorie 5: Transaktionsmanagement und Caching Aufgabe 5.1 a) Fügen Sie in die folgende Transaktion Methodenaufrufe ein, die ein INSERT, ein UPDATE und ein DELETE für jeweils mindestens eine Produkt-Instanz entsprechend der Entity- Klasse aus Aufgabe 1.1 bewirken: Schestag/Störl 6/9 Mai 2016

7 b) Wann werden die entsprechenden SQL-Anweisungen zum Datenbankserver geschickt und wie lautet deren exakte Formulierung? c) Notieren Sie die SQL-Anweisungen neben den Methoden aus Teil a) und / oder auf dem Rest dieser Seite mit entsprechenden eindeutigen Verweisen zu Teil a). Aufgabe 5.2 a) Welche Wirkung haben innerhalb einer Transaktion, die zu einem EntityManager em gehört, die Ausführung der folgenden Methoden: em.flush() em.gettransaction().commit() Anmerkung: Die Methoden werden nicht nacheinander ausgeführt, sondern unabhängig voneinander! b) Warum sollte normalerweise die flush-operation nicht explizit vom Anwendungsentwickler angegeben werden? c) Welche Probleme bezüglich der Datenkonsistenz können bei der Ausführung der untenstehenden Statements auftreten? Hinweis: Die Entity-Klasse Spieler besitzt ein Attribut Vorname vom Typ String und eine ID vom Typ Long. Spieler spieler = (Spieler) em.find(spieler.class, new Long(21)); spieler.setvorname("daniel"); Kategorie 6: Fetching-Strategien a) In den Entity-Klassen aus Aufgabe 1.1 sind einem Hersteller mehrere Produkte zugeordnet. Wir ergänzen jetzt die Entity-Klasse ProduktVersion: Einem Produkt sind über eine 1:n-Beziehung seine Produktversionen zugeordnet. Im folgenden Code soll für jedes Produkt eines Herstellers die aktuellste Produktversion bestimmt werden. Vorausgesetzt werden die default-fetching-strategien. Beschreiben sie anhand dieses Codeabschnitts das N+1-Problem: In welcher Zeile des Codes wird die erste Select-Anweisung (bzgl. des N+1-Problems) zur Datenbank geschickt, in welcher Zeile dann die N weiteren? Begründen Sie kurz Ihre Antwort. Schestag/Störl 7/9 Mai 2016

8 1 2 Hersteller hersteller = em.find(hersteller.class, ); 3 List<ProduktVersion> aktuelleversionen = new ArrayList<ProduktVersion>(); 4 for (Produkt produkt : hersteller.getprodukte()) { 5 ProduktVersion aktuelleversion = null; 6 for (ProduktVersion version : produkt.getproduktversionen()) { 7 if (aktuelleversion == null) { 8 aktuelleversion = version; 9 else 10 // Prüfe, ob Datum von version > Datum von aktuelleversion aktuelleversionen.add(aktuelleversion); b) In einer Datenbank sind die Daten von 700 Buchverlagen in Deutschland mit den zugehörigen Büchern wie folgt in zwei Tabellen gespeichert: Verlag (VerlagID, Name, Sitz, Rechtsform, ) Buch (ISBN, Titel, Preis, VerlagID <FK>, ), die zugehörige Beziehung ist in den Entity-Klassen bidirektional implementiert. Durch eine entsprechende JPA-Query, die mit den default Fetching-Strategien abgesetzt wird, soll eine Liste aller Bücher von Verlagen mit Sitz in Frankfurt am Main generiert werden. Beschreiben Sie anhand dieser Anforderung das N+1-Problem für eine Anzahl von 40 Verlagen in Frankfurt mit jeweils durchschnittlich 200 Büchern im Verlagsprogramm (Sie sollen nicht die exakte JPA-Query und Ausgabe formulieren!). Geben Sie insbesondere an, wie viele Select-Anweisungen zur Datenbank geschickt werden. c) Wie werden bei einem fetch join im Unterschied zu einem expliziten Join die Ergebnisdaten in der Applikation zur Verfügung gestellt? Kategorie 7: Optimierung a) Beschreiben Sie in Stichworten, wie man das Paging beim Lesen großer Datenmengen einsetzen und wie man dabei Probleme bzgl. der Reihenfolge bzw. Vollständigkeit der Daten vermeiden kann. Nennen Sie Vor- und Nachteile des Paging. Schestag/Störl 8/9 Mai 2016

9 b) Zur Durchführung von Bulk-Operationen gibt es JPQL-Anweisungen, mit denen Massen- Updates oder -Deletes auf der Datenbank durchgeführt werden können. Formulieren Sie beispielhaft eine solche Anweisung (UPDATE oder DELETE). Welchen Vorteil haben diese Bulk-Operationen gegenüber dem UPDATE bzw. DELETE aus Aufgabe 1. von Kategorie 5.? c) Was bedeutet es, wenn die Buffer-Hit-Ratio einer Datenbank den Wert 0,75 hat? Ist dies ein guter oder ein schlechter Wert? Welche Konsequenzen sind ggf. zu ziehen? d) Was bedeutet es, wenn man ein Clustering für Verbundanfragen auf der Seite des Datenbank-Servers durchführt und welche Vorteile bringt dies? e) Nennen Sie Optimierungsmöglichkeiten, die sich aus der Analyse eines Explains zu einer SQL-Anweisung ergeben. Schestag/Störl 9/9 Mai 2016