Vorlesung Informatik II

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1 Vorlesung Informatik II Universität Augsburg Sommersemester 2011 Prof. Dr. Robert Lorenz Lehrprofessur für Informatik 10. Java: Datenhaltung mit Datenbanken 1

2 Datenbank-Programme Derby (Hersteller: Apache Foundation) Für die lokale Installation auf ihrem Rechner Download von Datenbank und Treiber (jar-datei): Datei entpacken und Pfad merken Pfad im Classpath eintragen: java Xbootclasspath/a: <Pfad der jar-datei> Beim ersten Programmstart muss man Tabellen erzeugen -(create-anweisung) Bei erneutem Start stehen diese Tabellen zur Verfügung. 2

3 Datenbank-Programme MySQL Haben wir auf unserem Server installiert (aioml.informatik.uni-augsburg.de): Nur erreichbar über Uni-Netz oder VPN-Verbindung Download des Treibers (jar-datei): Datei entpacken und Pfad merken Pfad im Classpath eintragen: java Xbootclasspath/a: <Pfad der jar-datei> Tabellen zum Abfragen sind angelegt (keine neuen Tabellen anlegen!) 3

4 ODBC - Schnittstelle Open Database Connectivity (ODBC) Für alle kommerziellen und freien DBMS gibt es die einheitliche, standardisierte Benutzerschnittstelle ODBC ODBC verwendet SQL Der ODBC-Treiber eines DBMS bietet eine Programmier- Schnittstelle (API) für C-Programme Über ODBC kann eine Anwendung eine Datenbank unabhängig von ihrer Implementierung über SQL-Befehle verwaltet werden 4

5 JDBC - Schnittstelle Java Database Connectivity (JDBC) Für den Zugriff über Java-Programme existiert die entsprechende Schnittstelle JDBC Das Paket java.sql stellt Klassen für den Zugriff auf Datenbanken über ihre JDBC-Schnittstelle bereit Über diese Schnittstelle können wir einheitlich sowohl auf die Derby-, als auch auf die MySQL-Datenbank zugreifen! 5

6 Schritt 1: Laden einer JDBC-Treiber-Klasse (DB-spezifisch) Klassenoperation der Klasse Class: static Class forname(string classname) A call to forname("x") causes the class named X to be initialized. Returns: Class object for the class with the specified name. classname fully qualified name of the desired class. Class Metaklasse zur Verwaltung von Datentypen 6

7 Schritt 1: Laden einer JDBC-Treiber-Klasse (DB-spezifisch) Class.forName( org.apache.derby.jdbc.embeddeddriver ); Class.forName( com.mysql.jdbc.driver ); 7

8 Schritt 2: Verbindung zur DB herstellen (DB-spezifisch) Klassenoperation der Klasse DriverManager static Connection getconnection(string url, String User, String password) Attempts to establish a connection to the given database URL. Attempts to select a driver from the set of registered JDBC drivers. url DriverManager a database url of the form jdbc:subprotocol:subname Verwaltet geladene Treiber-Klassen 8

9 Schritt 2: Verbindung zur DB herstellen (DB-spezifisch) Connection c = DriverManager.getConnection( jdbc:derby:derbydb;create=true,, ); Connection c = DriverManager.getConnection( jdbc:mysql://aioml.informatik.uniaugsburg.de:3306/thedatabase, user, password ); 9

10 Schritt 3: Anweisungs-Objekt für SQL-Anfragen (einheitlich!) Operation der Schnittstelle Connection Statement createstatement() Creates a Statement object for sending SQL statements to the database. Connection A connection (session) with a specific database. SQL statements are executed within the context of a connection. 10

11 Schritt 3: Anweisungs-Objekt für SQL-Anfragen (einheitlich!) Statement abfrage = c.createstatement(); 11

12 Schritt 4: SQL-Anweisung ausführen (einheitlich!) Operationen der Schnittstelle Statement ResultSet executequery(string query) executes the given SQL statement, returns a single ResultSet object. ResultSet Statement contains the data produced by the given query; never null The object used for executing a static SQL statement and returning the results it produces. 12

13 Schritt 4: SQL-Anweisung ausführen (einheitlich!) Operationen der Schnittstelle Statement boolean execute(string sql) executes the given SQL statement, which may return multiple results. use getresultset,getmoreresults to get the result(s). 13

14 Schritt 4: SQL-Anweisung ausführen (einheitlich!) Operationen der Schnittstelle Statement int executeupdate(string sql) executes INSERT, UPDATE, or DELETE statements Returns: the row count for statement 14

15 Schritt 4: SQL-Anweisung ausführen (einheitlich!) Operationen der Schnittstelle Statement ResultSet getresultset() Returns data from previous execute 15

16 Schritt 4: SQL-Anweisung ausführen (einheitlich!) Operationen der Schnittstelle Statement void close() Releases database and JDBC resources 16

17 Tabelle kreieren: String befehl = CREATE TABLE Vorlesung ( ID INTEGER NOT NULL, Name VARCHAR(20) NOT NULL, Jahr CHAR(4) NOT NULL, Semester CHAR(2) NOT NULL, DozentID INTEGER) ; abfrage.execute(befehl); (Hochkommas bei Bezeichnern, Unterscheidung Gross/Klein- Schreibung) 17

18 Tupel einfügen: String befehl = INSERT INTO Vorlesung VALUES (1, Informatik 2, 2009, SS,null) ; abfrage.executeupdate(befehl); (Hochkommas bei Zeichenketten, nicht bei Zahlen, nicht bei null) 18

19 Tupel löschen: String befehl = DELETE FROM Vorlesung WHERE semester = SS ; abfrage.executeupdate(befehl); 19

20 Tupel ändern: String befehl = UPDATE Vorlesung SET DozentID = 13 WHERE ID = 1 ; abfrage.executeupdate(befehl); 20

21 Tupel ausgeben: String befehl = SELECT * FROM Vorlesung ; ResultSet ergebnis = abfrage.executequery(befehl); 21

22 Tupel ausgeben: Schnittstelle ResultSet A table of data representing a database result set Maintains a cursor pointing to its current row of data (initially 1 st row) Default: not updatable, has a cursor that moves forward only. 22

23 Tupel ausgeben: Schnittstelle ResultSet Vorwärts/Rückwärts durchlaufbar und aktualisierbar machen durch Aufruf anderer Version von createstatement unter Benutzung geeigneter Konstanten: Statement stmt = c.createstatement( ResultSet.TYPE_SCROLL_INSENSITIVE, ResultSet.CONCUR_UPDATABLE); ResultSet rs=stmt.executequery("..."); 23

24 Tupel ausgeben: Schnittstelle ResultSet Operationen zur Positionierung des Cursors: boolean absolute(int row) void movetoinsertrow() void movetocurrentrow() boolean first() boolean last() boolean next() boolean previous() 24

25 Tupel ausgeben: Schnittstelle ResultSet Operationen, um Daten zu lesen (für jeden Datentyp): boolean getboolean(int columnindex) boolean getboolean(string columnname)... 25

26 Tupel ausgeben: Schnittstelle ResultSet Operationen, um Daten zu aktualisieren (für jeden Datentyp): void updateboolean(int columnindex, boolean x)... void insertrow() void updaterow() void deleterow() 26

27 Tupel ausgeben: String befehl = SELECT * FROM Vorlesung ; ResultSet ergebnis = abfrage.executequery(befehl); while (ergebnis.next()){ System.out.println(ergebnis.getString( Name )); //oder Operationen zum Erzeugen von Objekten } 27

28 Zusammenfassung des Codes: Class.forName( org.apache.derby.jdbc.embeddeddriver ); Connection c = DriverManager.getConnection( jdbc:derby:derbydb;create=true,, ); Statement abfrage = c.createstatement(); String befehl = SELECT * FROM Vorlesung ; ResultSet ergebnis = abfrage.executequery(befehl); while (ergebnis.next()){ //Operationen zum Erzeugen von Objekten } 28

29 Zusammenfassung des Codes: Programmabbruch bei Fehler Klasse nicht vorhanden Class.forName( org.apache.derby.jdbc.embeddeddriver ); Connection c = DriverManager.getConnection( jdbc:derby:derbydb;create=true,, ); Kein Treiberzugriff Statement abfrage = c.createstatement(); String befehl = SELECT * FROM Vorlesung ; ResultSet ergebnis = abfrage.executequery(befehl); while (ergebnis.next()){ Kein Datenbankzugriff //Operationen zum Erzeugen von Objekten } 29

30 Zusammenfassung des Codes: Fehler abfangen try{ Class.forName( org.apache.derby.jdbc.embeddeddriver ); Connection c = DriverManager.getConnection( jdbc:derby:derbydb;create=true,, ); Statement abfrage = c.createstatement(); String befehl = SELECT * FROM Vorlesung ; ResultSet ergebnis = abfrage.executequery(befehl); while (ergebnis.next()){ //Operationen zum Erzeugen von Objekten } }catch(exception e){<code für Fehlerbehandlung>} 30

31 Einfügen in Datenhaltungsschicht: Klassendiagramm <Container> -daten<container> -root DatenContainer -root -store <<interface>> Datenhaltung <Container> -daten<container> Datei 31

32 Einfügen in Datenhaltungsschicht: Klassendiagramm <<interface>> Datenhaltung + load + save + add + delete + modify Laden und Speichern aller Objekte Speichern, Löschen und Modifizieren einzelner Objekte 32

33 Einfügen in Datenhaltungsschicht (eine Alternative): Klassendiagramm Datei - DriverClassName :String =... - databaseurl :String =... con :Connection user :String password :String + Datei() + load(out con :DatenContainer) + save(in con :DatenContainer) + add(in o :Object) + delete(in o :Object) + modify(in o :Object) 33

34 Einfügen in Datenhaltungsschicht (eine Alternative): Implementierung in Java public Datei() { try{ Class.forName(driverClassName); con = DriverManager.getConnection (databaseurl,user,password); } }catch(exception e){ <Code für Fehlerbehandlung> } 34

35 Einfügen in Datenhaltungsschicht (eine Alternative): Implementierung in Java public void load(datencontainer con){ try{ Statement abfrage = con.createstatement(); String befehl = <Select-Ausdruck passend zu Klasse>; ResultSet ergebnis = abfrage.executequery(befehl); while (ergebnis.next()){ <Objekte erzeugen in Containern über datacon> } }catch(exception e){ <Code für Fehlerbehandlung> } } [Bei mehreren Klassen: viele select-anweisungen nacheinander] 35

36 Daten aus Datenbank laden AnwendungsGUI starten In AnwendungsGUI DatenContainer initialisieren In DatenContainer Objekt-Container initialisieren In DatenContainer Datei-Objekt store initialisieren und store.load(this) aufrufen 36

37 Einfügen in Datenhaltungsschicht (eine Alternative): Implementierung in Java public void add(oblect o){ try{ Statement abfrage = con.createstatement(); String befehl = <insert-ausdruck passend zu o>; abfrage.executeupdate(befehl); }catch(exception e){ <Code für Fehlerbehandlung> } } [Bei mehreren Klassen: Viele alternative insert-anweisungen] 37

38 Neues Objekt in Datenbank speichern Speichern -Button klicken In actionperformed(): Objekt erzeugen und in Objekt- Container einfügen Im Container: Aufruf von root.getstore().add(o) 38

39 Verwaltung der Werte der (zusätzlichen) ID-Spalten? Zusätzliche ID-Attribute in den Fachkonzeptklassen (Vor-/Nachteile?) Übernehmen der Werte beim Laden/Abspeichern Wie stellt man die Eindeutigkeit der ID-Werte sicher? ID-Attribut in der Fachkonzeptschicht verwenden? Identifizieren von Tupeln in Tabellen über die ID 39

40 Verwaltung der Werte der (zusätzlichen) ID-Spalten? Keine solchen zusätzlichen Attribute (Vor-/Nachteile?) Erzeugung der Werte beim Abspeichern (Datenhaltung) Ignorieren der ID-Werte beim Laden Wie identifiziert man Tupel in Tabellen? Wie stellt man die Eindeutigkeit der ID-Werte sicher? 40

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