Java-Datenbankzugriff mit JDBC

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1 Java-Datenbankzugriff mit JDBC Vorlesungsmaterial zu JDBC von Prof. Dr. Stefan Böttcher Inhaltsverzeichnis: 1. Praktische Hinweise zum Arbeiten mit JDBC, ODBC und dem Datenbanksystem 2. Übungsaufgaben 2.1. Datenbestände aufbauen und abfragen in JDBC (mit Access) 2.2. Meta-Datenbestände aufbauen und abfragen in JDBC (mit Access) 2.3. Anbindung von Excel-Tabellen 2.4. Nutzung einer entfernten Oracle-Datenbank (Oracle-Anmeldung erforderlich!!) 2.5. Nutzung einer entfernten Sybase-Datenbank (Sybase-Anmeldung erforderlich!!) 3. Überblick über JDBC (Auswahl der Folien) 4. Beispielprogramme 4.1. Datenbankinitialisierung : Programmlisting dbinit.java 4.2. Datenselektion : Programmlisting dbselect.java 4.3. Metadaten der Datenbank abfragen: Programmlisting dbinf.java 4.4. Metadaten einer Tabelle abfragen: Programmlisting dbtab.java 1. Praktische Hinweise zum Arbeiten mit JDBC, ODBC und dem Datenbanksystem 1.1. Systemvoraussetzungen prüfen (nur 1x nur zuhause nicht im PC Pool in F2) Folgende Voraussetzungen benötigen Sie, um die Programme auf Ihrem Rechner zu starten (für Ihren Rechner zuhause müssen Sie ggf. die Pfade entsprechend abändern) alle Voraussetzungen sollten auf Ihrem Rechner im PC-Pool in F2 an der Uni bereits gegeben sein: 1. Sie brauchen ein Datenbanksystem, z.b. Access 2000 unter Windows 95/98/NT/2000/Me/XP (wenn entsprechende Pfade gesetzt sind, kann man auch beliebige relationale DBMS (z.b. unter Windows oder unter Unix) verwenden, z.b. Oracle oder Sybase siehe Extra-Anleitung in den Abschnitten 2.4 bzw Das Java Development Kit von Sun, z.b. für Windows XP muss installiert sein, z.b. unter c:\j2sdk1.4.0_01. Von können Sie sich Java kostenlos herunterladen (Java-Version 1.3. genügt aber auch). 3. ODBC muss installiert sein. Seite 1 von 12

2 1.2. So wurde die Access-Datenbank erzeugt (nur 1x ist jetzt nicht mehr nötig) Für die Übungen genügt eine leere Access-Datenbank. Unter Access97 starten Sie Access und wählen Sie "Erstellen einer neuen Datenbank unter Verwendung von leerer Datenbank" Wählen Sie "erstellen", speichern Sie Ihre Datenbank (z.b. unter C:\db2.mdb), und verlassen Sie Access. 1 Die mitgelieferte Datenbank db2000.mdb wurde unter Access 2000 durch Konvertierung aus db2.mdb erstellt Datenbank unter ODBC anmelden (nur 1x, ist aber an der Uni und zuhause nötig) Wählen Sie unter Windows 95/98/NT Arbeitsplatz Systemsteuerung ODBC und die Karte Benutzer-DSN bzw unter Windows2000 Arbeitsplatz Systemsteuerung Verwaltung ODBC und die Karte Benutzer-DSN bzw. unter Windows XP Arbeitsplatz Systemsteuerung Verwaltung Datenquellen(ODBC) und die Karte Benutzer-DSN. Falls der Name "odbc2access" noch nicht eingetragen ist, tun Sie folgendes: clicken Sie auf "Hinzufügen", und wählen Sie dann aus der Liste als Treiber den Namen "Microsoft Access-Treiber (*.mdb)". Clicken Sie auf "Fertigstellen". Wählen Sie als Datenquellenname "odbc2access". Im Panel Datenbank clicken Sie dann auf "Auswählen" und wählen Sie die erstellte Access-Datenbank aus, und zwar die mitgelieferte Datenbank db2000.mdb für Access 2000 (bzw. db2.mdb für Acsess 97). Wählen Sie mehrfach OK, um den ODBC-Datenquellen-Administrator zu verlassen Java-Pfade setzen am PC im Pool in F2 (welche Pfade hängt vom Pool-Rechner ab!) Um Java 1.4. am PC-Pool der Uni zu benutzen, setzen Sie die Umgebungsvariablen path und classpath in jeder DOS-Box mit einem Aufruf der Batch-Datei j13pool oder j14pool auf set classpath=.;c:\j2sdk1.4.0_01\lib\dt.jar;c:\c:\j2sdk1.4.0_01\lib\tools.jar;%classpath% set path=c:\j2sdk1.4.0_01\bin;%path% oder auf set classpath=.;c:\jdk1.3.1_04\lib\dt.jar;c:\jdk1.3.1_04\lib\tools.jar;%classpath% set path=c:\jdk1.3.1_04\bin;%path% Anschließend können Sie Java-Programme, z.b. dbinit.java mit javac dbinit.java übersetzen und das übersetzte Programm danach mit java dbinit starten. Arbeitsverzeichnis > j14pool <oder> j13pool Arbeitsverzeichnis > javac dbinit.java Arbeitsverzeichnis > java dbinit 1.5. Überblick über die Beipielprogramme Das Programm dbinit.java erzeugt Ihnen unsere Beispieldatenbank. Es zeigt Ihnen, wie man Tabellen anlegt und löscht und wie man Datensätze im Java-Programm zusammenbaut und in die Datenbank einträgt. Ein anderes Programm dbselect.java zeigt Ihnen, wie man mit JDBC Anfragen an die Datenbank stellt und die Ergebnisse im Java-Programm weiter verarbeitet. dbinf.java und dbtab.java zeigen den Zugriff auf Meta-Information für die Datenbank bzw. für einzelne Tabellen. Die Programn exinit.java, exselect.java, exselect.java, exinf.java und extab.java zeigen dieselben Dinge für eine Excel-Tabelle. Das Programm excel2db.java zeigt die Umwandlung von excel und access-tabellen ineinander. oracleinit.java bzw. sybinit.java zeigen die Initialisierung einer Oracle- bzw. Sybase-Datenbank. Schließlich existiert unter auch noch eine Web-Seite mit Beispielen für den Anschluss an Oracle. 1 Unter Access XP existiert dieses Fenster nicht mehr. Stattdessen gibt es am rechten Rand eine Leiste, in der man Neu /Leere Datenbank wählen muss. Seite 2 von 12

3 2. Übungsaufgaben 2.1. Übungsaufgabe 1: Datenbestände aufbauen und abfragen A1.1. Übersetzen und starten Sie erst dbinit.java und dann dbselect.java, um zu sehen, wie die Datenbank initialisiert wird. A1.2. Ergänzen Sie zwei stmt.executeupdate Befehle in dbinit.java, nämlich für folgende Informationen: "Dell liefert auch noch einen pc400 für 1800 in 2 Tagen" und "Reich gibt auch noch einen pc500 in Auftrag". Übersetzen und starten Sie dbinit.java erneut, und starten Sie dann dbselect.class, um sich die Änderungen anzusehen. A1.3. Programmieren Sie in der Datei dbselect.java die Queries: Wer liefert (mindestens) ein Teil, das Reich bestellt hat und lassen Sie das Ergebnis via JDBC von Java ausgeben. Ändern Sie ggf. Ihren Datenbestand, um die Korrektheit Ihrer Programme zu testen Übungsaufgabe 2: Meta-Datenbestände aufbauen und abfragen A2: Schreiben Sie ein Programm, das den kompletten Datenbestand aller Tabellen der Datenbank ausgibt. (Tipp: Eine Kombination aus dbinf.java und dbtab.java) 2.3. Übungsaufgabe 3: Excel anschließen Vorbereitung der Übungen zu Excel: Excel-Tabelle anschließen Die Übung aus zum Zugriff auf eine Access-Datenbank mit JDBC wird vorausgesetzt. In dieser Übung geht es insbesondere darum, diese Übung auf Excel zu erweitern. Beim Einrichten des ODBC-Treibers ist folgendes zu beachten (getestet unter Windows 2000 mit Office 2000 bzw. Excel2000): Excel-Treiber hinzufügen Datenquellennamen ausdenken (könnte z.b. odbc2excel heißen) und an eine existierende Excel-Datei anschließen. (Die Excel-Datei muß bereits existieren, sie kann aber leer sein.) Unbedingt den Schreibschutz für diese Excel-Datei aufheben! im ODBC-Fenster (wo auch Name und Excel-Tabelle verknüpft werden) Optionen wählen und Schreibschutz aufheben (rechts: Kästchen Schreibgeschützt muss OHNE Kreuz sein). Seite 3 von 12

4 Evtl. muss zusätzlich im Windows-Explorer der Schreibschutz aufgehoben werden mit: Excel-Datei anklicken, dann rechte Maustaste Eigenschaften Karte Allgemein wählen und ggf den Haken bei Schreibschutz entfernen Im Programm (z.b. exinit.java) muss der Excel-Datenquellenname angesprochen werden, z.b. odbc2excel. Ändern Sie in Excel-Tabelle das Datenblatt zu Auftrag von Hand, und schließen Sie die Excel unbedingt, bevor Sie dann mit einer für Excel geschriebenen Variante des Programms dbtab.java darauf zugreifen. Wenn die Excel-Tabelle schreibgeschützt ist und hängt, d.h. nicht mehr zugreifbar ist (passierte mir nach dem Zugriff auf eine gesperrte Tabelle), empfehle ich, über ODBC eine andere Excel-Tabelle anzubinden. Excel unter Office XP Bei Office XP (an der Uni) muss zusätzlich in der Excel-Tabelle, die man beschreiben möchte, der beschreibbare Tabellenbereich auf die richtige Größe eingestellt werden. Nach dem die Excel-Tabelle durch JDBC initiiert wurde (mit exinit.java) muss man dafür folgende Schritte ausführen: 1. Die Excel-Mappe öffnen 2. Menüpunkt Einfügen -> Namen -> Definieren wählen 3. Im Auswahlfeld die zu erweiternde Tabelle auswählen 4. Unten im Fenster die maximale Tabellengröße vorwählen, z.b. =Auftrag!$A$1:$B10 für eine Auftragstabelle mit 2 Spalten (A und B) und 10 Zeilen (1 bis 10) 5. Mit OK bestätigen. Wenn man dieses für alle Tabellen der "Excel-Datenbank" durchführt, können diese Tabellen beliebig mit Excel oder über die JDBC erweitert werden Aufgabe 3.1. Zugriff auf Excel statt auf Access A3.1. In den Beispielprogrammen mitgeliefert sind Dateien dbinit.java (2 Tabellen anlegen), dbselect.java (Query an eine Tabelle stellen), dbinf (Datenbankschema abfragen), dbtab.java (Tabelle ausgeben). Ändern Sie die 4 Programme so, dass Sie einen ODBC-Treiber für Excel (z.b. odbc2excel) anstatt einem ODBC- Treiber für Access (odbc2access) benutzten, und schreiben Sie z.b. ein Programm excelinit.java statt dbinit.java, usw. und testen Sie die Programme mit einer Excel-Datei aus (z.b. mit Mappe1.xls) Datenaustausch von Access nach Excel Entwickeln Sie aus den Programmen excel2db.java, dbinf.java und dbtab.java ein Programm, das eine möglichst beliebige Access-Datenbank als Excel-Datei mit je einem Excel-Datenblatt pro Access-Tabelle abspeichert. Sie sollen bzw. dürfen voraussetzen, dass zu jeder Access-Tabelle ein Excel-Datenblatt vorliegt, das genügend groß ist (falls nötig legen Sie dieses per Hand an) Datenaustausch von Excel zurück nach Access Entwickeln Sie ein Programm für die Rückrichtung, das eine ggf. geänderte Excel-Datei in einer Access- Datenbank mit je einer Access-Tabelle pro Excel-Datenblatt abspeichert (ohne Blatt1-3). Sie sollen bzw. dürfen voraussetzen, dass jedes Excel-Datenblatt zuvor aus einer Access-Tabelle erzeugt wurde (wie im Programm zur Aufgabe ). Seite 4 von 12

5 2.4. Übung 4: Datenbankzugriff mit JDBC auf das Oracle-Datenbanksystem unter Windows Vorbereitung der Übungsaufgabe 4 Sie müssen sich zuerst registrieren auf unserer Webseite ( Die 2 Beispielprogramme oracleinit.java und oracleinf.java finden Sie unter : Um die Programme unter Oracle zu nutzen, müssen Sie in diesen Programmen Ihr Oracle-Login und Ihr Oracle-Passwort einsetzen. Wenn Sie dass Passwort nicht im Quelltext speichern wollen, können Sie die Programme so abändern, dass Oracle-Login und Passwort interaktiv erfragt werden, z.b. über Kommandozeilenparameter Ändern Sie das Programm excel2db.java so, dass Sie Daten einer Excel-Tabelle in eine Oracle- Datenbank übernehmen können und umgekehrt Formulieren Sie die SQL-Anfrage Wer liefert alle Teile, die Reich bestellt hat (und testen Sie diese Anfrage mit geeigneten Daten) Alternative: Datenbankzugriff mit JDBC auf das Sybase-Datenbanksystem unter Unix (für diejenigen, die lieber unter Unix arbeiten Sie müssen Ihren alten Sybase-Datenbank- Account aus TSE2 verwenden) Vorbereitung der Alternativübung: Sybase statt Access zugreifen Zuerst auf einem Unix-Rechner einloggen, vom PC aus z.b. mit ssh: Start Ausführen ssh Im ssh-fenster: open waterway.upb.de (oder ein anderer Unix-Rechner) + einloggen In den classpath zusätzlich eintragen:.:/homes/beethoven/sybase/jconnect/classes:$classpath Dateien dbinit.java etc. auf diesen Unix-Rechner übertragen und folgendes anpassen: Treiber laden Class c = Class.forName( com.sybase.jdbc.sybdriver ) ; Verbindung herstellen con = DriverManager.getConnection( "jdbc:sybase:tds:beethoven.uni-paderborn.de:4100/datenbanken01", "userid", "password" ); Dabei sind die Strings userid und password durch Ihre Datenbank-Userid und Ihr Datenbank-Passwort zu ersetzen. Alles weitere wie für Access: Statement-Objekt definieren, Datenbank zugreifen, Statement und Verbindung zum DBMS schließen Java-Programm compilieren und starten (jedoch mit jconnect im classpath) Ändern Sie das Programm excel2db.java so, dass Sie statt auf Access auf Sybase zugreifen Formulieren Sie die SQL-Anfrage Wer liefert alle Teile, die Reich bestellt hat (und testen Sie diese Anfrage mit geeigneten Daten). Seite 5 von 12

6 3. Folien Überblick über JDBC Was ist und was bietet JDBC Paket von Java-Klassen zum DB-Zugriff mit SQL vom Ziel-DBMS unabhängige API Standard seit Java 1.1 Java-Programm JDBC: API Treibermanager Treiber Zieldatenbanksystem Java-Interfaces von JD B C SQ LD river: Treiber für ein Ziel-D B M S oder O D B C SQ LD riverm anager : registriert Treiber C onnection : Für Verbindungen Statem ent : für Statem ent-o bjekt, z.b. Q uery R esultset : für Ergebnism enge D ie K lassen zu diesen Interfaces w erden von D B -H erstellern im plem entiert JD B C -O D B C -B rücke w ird von SU N m itgeliefert Seite 6 von 12

7 Datenbankzugriffe mit JDBC Treiber laden Verbindung herstellen con = DriverManager.getConnection("jdbc:odbc:odbc2access"); Statement-Objekte definieren Statement stmt = con.createstatement() ; Datenbank zugreifen, z.b. einfügen insert into Liefert values( IBM, pc500, 2500,6) ); Statement und Verbindung zum DBMS schließen stmt.close( ) ; con.close( ) ; Datenbank-Anfragen mit JDBC con = DriverManager.getConnection("jdbc:odbc:odbc2access"); Statement stmt = con.createstatement() ; Datenbankanfrage stellen ResultSet rsliefert = stmt.executequery( select * from Liefert where Teil = pc500 ); while ( rsliefert.next( ) ) // hole nächstes Tupel aus Result-Set ausgabe += rsliefert.getstring( "Lieferant" ) ; // ggf. weitere Spalten ausgeben stmt.close( ) ; con.close( ) ; Seite 7 von 12

8 4. Die Beispielprogramme (Auszug) 4.1. Datenbankinitialisierung : Programmlisting dbinit.java import java.sql.*; public class dbinit public static void main( String[] args ) String ergebnis = "" ; try // Treiber für ODBC Connection con = DriverManager.getConnection("jdbc:odbc:odbc2access"); // : :DB-Name unter ODBC ergebnis = makedb( con ) ; System.out.println( ergebnis ) ; con.close() ; // darf nicht von einer Exception aus makedb übersprungen werden! catch (Exception e) System.out.println( e ) ; public static String makedb( Connection con ) String ausgabe="" ; // String zum Sammeln der Ausgabe try Statement stmt = con.createstatement() ; try "drop table Liefert" ); catch (Exception e) "create table Liefert( Lieferant char(10), Teil char(10), " + " Preis int, Lieferzeit int ) " ); "Insert into Liefert values('vobis ','pc400',1700,3)" ); "Insert into Liefert values('dell ','pc500',2000,6)" ); "Insert into Liefert values('ibm ','pc500',2500,6)" ); "Insert into Liefert values('vobis ','pc500',2000,3)" ); "Insert into Liefert values('ibm ','pc600',3500,4)" ); "Insert into Liefert values('vobis ','pc600',2500,3)" ); Seite 8 von 12

9 try "drop table Auftrag" ); catch (Exception e) "create table Auftrag( Kunde char(10), PC char(10) ) " ); "Insert into Auftrag values('arm ','pc400') " ); "Insert into Auftrag values('meier','pc500') " ); "Insert into Auftrag values('reich','pc600') " ); stmt.close(); // Statement schließen ausgabe += "\ndatenbank initialisiert.\n" ; catch (Exception e) ausgabe += "\n" + "Fehler: " + e ; return ausgabe ; // makedb zuende // class zuende Dasselbe mit Excel (statt Access) // Treiber für ODBC Connection con = DriverManager.getConnection("jdbc:odbc:odbc2excel"); // : ODBC-Name der ExcelTabelle Dasselbe mit Oracle (statt Access) Class c = Class.forName("oracle.jdbc.OracleDriver"); // Treiber für Oracle Connection con = DriverManager.getConnection( "oracle_login", "oracle_passwort"); Dasselbe mit Sybase (statt Access) Class c = Class.forName("com.sybase.jdbc.SybDriver"); // Treiber für Sybase Connection con = DriverManager.getConnection( "jdbc:sybase:tds:beethoven.uni-paderborn.de:4100/datenbanken01", "sybase-userid", "sybase-password" ) ; Seite 9 von 12

10 4.2. Datenselektion : Programmlisting dbselect.java import java.sql.*; public class dbselect public static void main( String[] args ) String ergebnis = "" ; try // Treiber für ODBC Connection con = DriverManager.getConnection("jdbc:odbc:odbc2access"); // : :DB-Name unter ODBC ergebnis = selecttab( con, "2200" ) ; System.out.println( ergebnis ) ; con.close() ; catch (Exception e) System.out.println( e ) ; public static String selecttab( Connection con, String limit ) String ausgabe="" ; // String zum Sammeln der Ausgabe try Statement stmt = con.createstatement() ; ResultSet rsliefert = stmt.executequery( "SELECT * FROM Liefert WHERE Preis < " + limit ) ; // Strings in SQL müßten zusätzlich in einfache Hochkommas: // "SELECT * FROM Liefert WHERE Teil = '" + limit + "'" ) ; ausgabe += "\n\nliefert:\n( Lieferant Teil" + " Preis Lieferzeit )" ; while (rsliefert.next()) // hole nächstes Tupel aus Result-Set ausgabe += "\n" + rsliefert.getstring("lieferant") + " " + rsliefert.getstring("teil") + " " + rsliefert.getint("preis") + " " + rsliefert.getint("lieferzeit") ; rsliefert.close() ; // Result-Set schließen stmt.close() ; // Statement schließen catch (Exception e) ausgabe += "\nfehler bei Anfrage an die Datenbank:\n" + e ; return ausgabe ; // selecttab zuende // class zuende Seite 10 von 12

11 4.3. Metadaten der Datenbank abfragen : Programmlisting dbinf.java import java.sql.*; public class dbinf public static void main( String[] args ) String ergebnis = "" ; try // Treiber für ODBC Connection con = DriverManager.getConnection("jdbc:odbc:odbc2access"); // : :DB-Name unter ODBC ergebnis = accessdb( con ) ; System.out.println( ergebnis ) ; con.close() ; catch (Exception e) System.out.println( e ) ; public static String accessdb( Connection con ) String ausgabe="" ; // String zum Sammeln der Ausgabe try DatabaseMetaData md = con.getmetadata(); // Metadaten holen // Hilfsvariable final String[] tabellen = "TABLE"; // Hole Tabellennamen ResultSet tablesnames =md.gettables(null,null,null,tabellen); while (tablesnames.next()) // Hole Tabellenname String tablename = new String(tablesNames.getString(3)); ausgabe += tablename + "\n" ; catch (Exception e) ausgabe += e ; return ausgabe; // accessdb // dbinf Seite 11 von 12

12 4.4. Metadaten einer Tabelle abfragen : Programmlisting dbtab.java import java.sql.*; public class dbtab public static void main( String[] args ) String ergebnis = "" ; try // Treiber für ODBC Connection con = DriverManager.getConnection("jdbc:odbc:odbc2access"); // : :DB-Name unter ODBC ergebnis = accesstab( con, "Auftrag" ) ; System.out.println( ergebnis ) ; con.close() ; catch (Exception e) System.out.println( e ) ; public static String accesstab( Connection con, String tabelle ) int spalte; String ausgabe="" ; // String zum Sammeln der Ausgabe try Statement stmt = con.createstatement(); // Statement anlegen ResultSet rs = stmt.executequery("select * from " + tabelle); // Hole Meta-Daten für dieses Result Set ResultSetMetaData rsmd= rs.getmetadata(); int spaltenanzahl = rsmd.getcolumncount(); for( spalte=1 ; spalte <= spaltenanzahl ; spalte++ ) ausgabe += rsmd.getcolumnlabel( spalte ) + "\t\t" ; ausgabe += "\n \n" ; while (rs.next()) for( spalte=1 ; spalte <= spaltenanzahl ; spalte++ ) ausgabe += rs.getstring(spalte) + "\t" ; ausgabe += "\n" ; catch (Exception e) ausgabe += e ; return ausgabe; // accesstab // dbtab Seite 12 von 12

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