Datenbankzugriff mit JDBC

Transkript

1 Datenbankzugriff mit JDBC Praktikum aus Java Praktikum SS

2 Datenbankzugriff mit JDBC HSQLDB Installation und Anwendung JDBC Grundlagen, DriverManager, Connection, Java Praktikum SS

3 HSQLDB Einleitung & Installation Open Source RDBMS (SQL 93, 99, 2003) 100% Java Typ 4 JDBC-Treiber Implementierung Verfügbar unter Installation Entpacken des ZIP-Files hsqldb.jar zum CLASSPATH Default Port: 9001 Starten des Standalone-Servers c:\ java cp /hsqldb.jar org.hsqldb.server database.0 file:mydb dbname.0 xdb Java Praktikum SS 2010 Gerald.Ehmayer@borland.com 3

4 HSQLDB Verbindung herstellen JDBC-Treiber laden: try { Class.forName("org.hsqldb.jdbcDriver"); } catch (Exception e) { } Verbindung herstellen: Connection c = java.sql.drivermanager.getconnection ( "jdbc:hsqldb:hsql://localhost:9001/xdb", "sa", // user ""); // password Java Praktikum SS 2010 Gerald.Ehmayer@borland.com 4

5 HSQLDB Tools org.hsqldb.util.databasemanager org.hsqldb.util.databasemanagerswing org.hsqldb.util.transfer org.hsqldb.util.querytool org.hsqldb.util.scripttool Details siehe Doku Java Praktikum SS

6 MEMORY CREATE TABLE Daten immer vollständig im Speicher CACHED CREATE CACHED TABLE Für große Datenmengen TEXT Tabelle als CSV File, Default Trennzeichen ',' CREATE TEXT TABLE SET SOURCE TEMP HSQLDB Tabellen Typen Daten werden beim Beenden gelöscht Java Praktikum SS

7 Primary Key HSQLDB Constraints & Indizes Spalte, die Datenzeile eindeutig identifiziert Index wird automatisch erzeugt IDENTITY Typ INTEGER, wird automatisch erhöht beim Einfügen Unique Spalte mit eindeutigem Wert pro Datenzeile Index wird automatisch erzeugt Der Wert NULL darf mehrfach vorkommen Foreign Keys Eine oder mehrere Spalten, die Datenzeile einer anderen Tabelle identifizieren Java Praktikum SS

8 Datenbankzugriff mit JDBC HSQLDB Installation und Anwendung JDBC Grundlagen, DriverManager, Connection, Java Praktikum SS

9 JDBC Einleitung (1/2) Call Level Interface zu relationalen Datenbanken Übermittlung von SQL Statements Datendefinition, Manipulation, Abfrage Result Sets zur Verarbeitung von Abfrageergebnissen Package java.sql definiert die Standard-Schnittstelle JDBC 3.0 inkludiert in J2SDK 1.4 und J2EE 1.4 javax.sql neue Features seit JDBC 2.0 Optional Package Unterstütz die wichtigsten Features von SQL99 Herstellerunabhängiger Zugang zu den gemeinsamen Features Java Praktikum SS

10 JDBC Einleitung (2/2) Implementierung durch datenbankspezifische Treiber Treiber werden vom DriverManager verwaltet Kompatibilität mit unterschiedlichen Datenbanken? Ja, aber... Nicht alle Treiber implementieren JDBC vollständig Verwendung proprietärer Treiber-Erweiterungen Verwendung proprietärer SQL Konstrukte Java Praktikum SS

11 JDBC Typ 1: JDBC/ODBC Bridge Praktikum aus Java Praktikum SS

12 JDBC Typ 2: Plattformeigene JDBC-Treiber Java Praktikum SS

13 JDBC Typ 3: Universelle JDBC-Treiber Praktikum aus Java Praktikum SS

14 JDBC Typ 4: Native JDBC-Treiber Praktikum aus Java Praktikum SS

15 JDBC Treibertypen Typ 1: JDBC Api ist ein Mapping zu einem anderen Api, wie zum Beispiel ODBC JDBC-ODBC Bridge wird von Sun mitgeliefert erfordert client-seitige Installation des ODBC Treibers (native Code) Typ 2: Native-API partly-java drivers, native Library und Java Code Erfordert client-seitige Installation eines DB-spezifischen Treibers z.b. Oracle OCI Driver (basiert auf SQL*Net) Typ 3: Pure Java Treiber der mit einem Middleware Server kommuniziert Middleware-Server vermittelt auf verschiedene DBMS z.b. DataDirect (Merant) Type 4: Native-protocol all-java drivers baut DB-Client/Server-Protokoll via Java TCP/IP Sockets (Package java.net) nach z.b. Oracle Thin Driver (simuliert SQL*Net) Reines Java Java Praktikum SS

16 JDBC Essentielle Klassen und Interfaces JDBC-Treiber Laden und Registrieren java.sql.drivermanager, javax.sql.datasource Datenbankverbindung java.sql.connection Ausführen von SQL Anweisungen java.sql.statement, java.sql.preparedstatement Zugriff auf Ergebnisse einer SQL Abfrage java.sql.resultset Java Praktikum SS

17 JDBC Verbindung zur DB herstellen Praktikum aus Laden eines DB Treibers java.sql.drivermanager.registerdriver(new OracleDriver()); Verbindung herstellen Connection con = DriverManager.getConnection(datenbankURL [,username,password]); Datenbank-URL jdbc:subprotocol:details Oracle Thin Treiber: "jdbc:oracle:thin:@hostname:1521:serverid" HSQLDB: hsql://hostname:9001/xdb MySQL: "jdbc:mysql://localhost:3306/test" Java Praktikum SS 2010 Gerald.Ehmayer@borland.com 17

18 JDBC Bsp: LVA-Anmeldungen Praktikum aus Student matrnr:int vorname:string nachname:string m ist angemeldet -> n LVA lvanr:int name:string leiter:string beschreibung:url CREATE TABLE Student ( matrnr IDENTITY PRIMARY KEY, vorname VARCHAR(30), nachname VARCHAR(30)) CREATE TABLE LVA ( lvanr IDENTITY PRIMARY KEY, name VARCHAR(80), leiter VARCHAR(30)) CREATE TABLE Anmeldung ( matrnr INTEGER, lvanr INTEGER, FOREIGN KEY (matrnr) REFERENCES Student, FOREIGN KEY (lvanr) REFERENCES LVA) Java Praktikum SS 2010 Gerald.Ehmayer@borland.com 18

19 JDBC Kapselung der DB-Zugriffe (1/2) DAO Pattern Praktikum aus Java Praktikum SS

20 JDBC Kapselung der DB-Zugriffe (2/2) Data Access Objects (DAO) Kapseln und Abstraktion von Zugriffen auf Datenquellen (Files, DBMS, ODBMS ) DAO Umgebung Transfer Object (Bean) Keine Logik, nur die Daten Data Source (kapselt Datenquelle) Business Object (Anwendungslogik) Java Praktikum SS 2010 Gerald.Ehmayer@borland.com 20

21 JDBC SELECT Statement SQL-Query: Alle Anmeldungen zum PK SWE2, sortiert nach 'nachname' String select = "SELECT s.nachname, s.vorname, s.matrnr " + " FROM Student s " + " JOIN Anmeldung a ON a.matrnr=s.matrnr " + " WHERE a.lvanr =? " + " ORDERED BY s.nachname"; Statement erzeugen, Werte setzen: PreparedStatement stmt = con.preparestatement(select); stmt.setstring(1, " "); Query am DB Server ausführen: ResultSet rs = stmt.executequery(); Pro Statement nur ein ResultSet gleichzeitig Java Praktikum SS 2010 Gerald.Ehmayer@borland.com 21

22 JDBC ResultSet ResultSet: zeilenweiser Iterator über Query Ergebnis Zugriff auf Felder der aktuellen Zeile: public String getxxx(columnindex); // Index beginnt bei 1 public String getxxx("columnname"); XXX String, Date, Int, Boolean, Object,... SQL-Typen werden automatisch konvertiert. NULL-Werte liefert null für Objekttypen, aber die Zahl 0 bzw. false für primitive Datentypen; wasnull() prüft, ob das gelesene Feld NULL war. Bsp: alle Zeilen des ResultSet lesen: while(rs.next()) { String nachname = rs.getstring(1); String vorname = rs.getstring(2); int matrnr = rs.getint(3); } rs.close(); Java Praktikum SS 2010 Gerald.Ehmayer@borland.com 22

23 JDBC Prepared Statements Werden von DBMS wiederverwendet Setter für Datentypen JDBC Treiber konvertiert in native DB Typen und deren Formatierung (Dezimalzahlen, Datum ) String insstr = "INSERT INTO STUDENT VALUES(?,?,?)"; PreparedStatement updatestmt; updatestmt = con.preparestatement(insstr); updatestmt.setint(1, ); updatestmt.setstring(2, "Helge"); //für NULL-Werte updatestmt.setnull(3, java.sql.types.varchar); int i = updatestmt.executeupdate(); Java Praktikum SS 2010 Gerald.Ehmayer@borland.com 23

24 JDBC INSERT, UPDATE, DELETE Neuen Datensatz Einfügen - INSERT Datensatz Ändern - UPDATE Datensatz Löschen - DELETE Ausführung mit int executeupdate(string statement) Rückgabewert ist die Anzahl der betroffenen Tupel Java Praktikum SS 2010 Gerald.Ehmayer@borland.com 24

25 JDBC Skriptsprachen PL/SQL (Oracle), TSQL (MSSQL)... HSQLDB: SqlTool Procedural Language Art des Ergebnisses nicht im Vorhinein bekannt Aufruf von DB-Funktionen oder Prozeduren Benutzereingaben Ausführung mit boolean execute(string sqlorprogram) true, falls das Ergebnis ein ResultSet ist ResultSet getresultset(); sonst: int getupdatecount() liefert die Anzahl der verarbeiteten Rows, oder -1 Java Praktikum SS

26 Transaktion: Zusammenfassung von mehreren DB Änderungen UPDATE, INSERT, DELETE Isolation von parallelen Änderungen SELECT JDBC Transaktionssteuerung (1/3) Praktikum aus Steuerung in Business Logik implementiert, also außerhalb der DAO Schnittstellen Zeit T 1 T 2 Änderung-1 Änderung-n COMMIT Änderung-1 Änderung-n ROLLBACK Java Praktikum SS 2010 Gerald.Ehmayer@borland.com 26

27 JDBC Transaktionssteuerung (2/3) Methoden commit() und rollback() des Interfaces java.sql.connection; Weitere Methoden: getautocommit(),setautocommit(boolean b) Auto-commit: nach jeder Anweisung erfolgt commit (default); Transaction Isolation Levels int mode = con.gettransactionisolation() read uncommitted: gelesene Daten können nicht committed sein (dirty read) read committed: gelesene Daten sind committed repeatable reads: Änderungen von Rows bleiben innerhalb Transaktion unsichtbar, neue Rows werden sichtbar (phantom reads) serializable: DBMS führt keine Transaktionen parallel aus Java Praktikum SS 2010 Gerald.Ehmayer@borland.com 27

28 Optimistic Locking JDBC Transaktionssteuerung (3/3) Praktikum aus Mehrere Benutzer ändern gleichzeitig bestimmten Datensazt Erkennung durch spezielle Spalte modify_counter oder version Transaktion: SELECT // modify_counter = 1 UPDATE SET modify_counter = 2 WHERE modify_counter = 1 COMMIT // im Fehlerfall ROLLBACK Falls UPDATE fehlschlägt Concurrent Update Exception Transaktion abbrechen (rollback) und wiederholen Java Praktikum SS 2010 Gerald.Ehmayer@borland.com 28

29 JDBC 2.0 Batch-Updates (1/2) Praktikum aus Batch-Updates: mehrere Updates werden am DB-Server in einem Durchgang abgarbeitet Normales Update mit: executeupdate() 100 Aufrufe = 100 Client-Server Round Trips Ab JDBC 2.0: executebatch() 100 Aufrufe = 1 Client-Server Round Trip Java Praktikum SS 2010 Gerald.Ehmayer@borland.com 29

30 JDBC 2.0 Batch-Updates (2/2) Beispiel: Statement stmt = con.createstatement(); stmt.addbatch( "INSERT INTO COFFEES VALUES('Amaretto', 49, 9.99)"); stmt.addbatch( "INSERT INTO COFFEES VALUES('Hazelnut', 49, 9.99)");... int [] updatecounts = stmt.executebatch(); Batch-Update Exceptions: } catch(batchupdateexception b) { for (int updatecount : b.getupdatecounts()) { System.err.printf("statement %d: %d%n", i, updatecount); } } Java Praktikum SS 2010 Gerald.Ehmayer@borland.com 30

31 JDBC Meta-Daten (1/2) ResultSetMetaData, Daten über das Ergebnis einer Abfrage: ResultSetMetaData metadata = rs.getmetadata(); columncount = metadata.getcolumncount(); String cn = metadata.getcolumnname(i); int ct = metadata.getcolumntype(i); //see java.sql.types int ds = metadata.getcolumndisplaysize(i);... Java Praktikum SS 2010 Gerald.Ehmayer@borland.com 31

32 JDBC Meta-Daten (2/2) DatabaseMetaData, umfangreiche Methoden, um Details wie Schema, Zugriffsrechte, usw. eines DBMS abfragen zu können: DatabaseMetaData dbmd = con.getmetadata(); ResultSet rset = dbmd.getcatalogs(); int mv = dbmd.getdrivermajorversion();... Java Praktikum SS 2010 Gerald.Ehmayer@borland.com 32

33 Klasse SQLException JDBC Exception Handling kann von den meisten JDBC-Methoden geworfen werden getmessage(), getsqlstate(), geterrorcode() etc. SQLException getnextexception() Klasse SQLWarning (spez. DataTruncation) Connection, Statement, ResultSet verwalten eine Liste von Warnings getwarnings() und getnextwarning() bzw. clearwarnings() Kombination mit Transaktionssteuerung rollback im catch-block einer Transaktion; ggf. Wiederholung Statement und/oder Connection sollten im finally Block geschlossen werden Java Praktikum SS

34 JDBC Abbildung von Datentypen Praktikum aus Java Praktikum SS

35 JDBC 2.0 ResultSet Erweiterungen Scrollbare ResultSets Cursor in einem ResultSet kann nach vor und zurück bewegt werden Funktionalität muss extra eingeschaltet werden Änderung der aktuellen Row eines ResultSets UPDATE, INSERT, DELETE Java Praktikum SS

36 JDBC 2.0 SQL3 Datentypen SQL3 Datentypen: Blob (Binary Large Object) Clob (Character Large Object) Array Struct Ref getblob(), setblob(), updateblob()... Java Praktikum SS

37 JDBC 3.0 Neuerungen in JDBC 3.0 (1/3) Praktikum aus Änderungen in der Metadata API Änderungen an den Datentypen (z.b. neuer Datentyp java.sql.types.boolean) Auswerten von automatisch generierten Keys Statement stmt = conn.createstatement(); // Obtain the generated key that results from the query. stmt.executeupdate("insert INTO authors " + "(first_name, last_name) " + "VALUES ('George', 'Orwell')", Statement.RETURN_GENERATED_KEYS); ResultSet rs = stmt.getgeneratedkeys(); if ( rs.next() ) { // Retrieve the auto generated key(s). int key = rs.getint(1); } Java Praktikum SS 2010 Gerald.Ehmayer@borland.com 37

38 JDBC 3.0 Neuerungen in JDBC 3.0 (2/3) Connection pooling Prepared Statement pooling Savepoints in Transaktionen Java Praktikum SS

39 Beispiel: JDBC 3.0 Neuerungen in JDBC 3.0 (3/3) Praktikum aus conn.setautocommit(false); // Set a conservative transaction isolation level. conn.settransactionisolation(connection.transaction_serializable) ; Statement stmt = conn.createstatement(); int rows = stmt.executeupdate("insert INTO authors " + "(first_name, last_name) VALUES " + "('Lewis', 'Carroll')"); // Set a named savepoint. Savepoint svpt = conn.setsavepoint("newauthor"); //... rows = stmt.executeupdate("update authors set type = 'fiction' " + "WHERE last_name = 'Carroll'"); //... conn.rollback(svpt); //... // The author has been added, but not updated. conn.commit(); Java Praktikum SS 2010 Gerald.Ehmayer@borland.com 39

40 Ende der 4. Übung Java Praktikum SS