Java Database Connectivity API / JDBC

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1 Java Database Connectivity API / JDBC Motivation Design Treiber Grundlagen Metadaten Transaktionen Exceptions Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 1

2 Motivation Problem: Zugriff auf DBMS nicht einheitlich Anwendung MySQL API MySQL Anwendung DB2 API DB2 Anwendung Oracle API Oracle Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 2

3 Motivation Lösung: Zwischenschicht MySQL API MySQL Anwendung JDBC API J D B C DB2 API DB2 Oracle API Oracle Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 3

4 Design Entwicklung seit: 1995 Erster Ansatz: Java erweitern Zweiter Ansatz: Treiber der Datenbankhersteller Vorbild: ODBC Unterschiede: ODBC wenige Befehle, viele Optionen JDBC viele einfache Methoden ODBC nutzt void-zeiger Java kennt keine Zeiger Flexibilität: JDBC erlaubt beliebige Zeichenfolgen Anpassung an Datenbank möglich. Optimierung Bindung Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 4

5 Design Java Anwendung JDBC-Treibermanger JDBC/ODBC-Brücke JDBC-Treiber ODBC-Treiber Datenbank Datenbank Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 5

6 Treiber, Typ 1 und 2 Typ 1: Brücke zb: JDBC/ODBC ODBC ist verbreitet Testen, Experimentieren Windows Plattformen Leistung JDBC- Anwendung B r ü c k e ODBC ODBC- Treiber Wartung Wenn kein JDBC-Treiber verfügbar ist Client DB Server Typ 2: Partial Java Driver Gibt Aufruf an native API weiter DB und OS abhängig Nutzer braucht plattformabhängige API JDBC- Anwendung Client A P I DB Server Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 6

7 Treiber, Typ 3 und 4 Typ 3: Reiner Java Treiber zu Middleware Portabel DB unabhängig Flexibel, mehrere DB möglich DB abhängiger Teil in Middleware JDBC- Anwendung M W DB Typ 4: Reiner Java Treiber zur DB Portabel Schnell Verbindung Netz File I/O Embedded Client braucht DB abhängige Treiber Client Server Server JDBC- Anwendung Client DB Server Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 7

8 Download Treiber, Installation Datenbankhersteller Installation Eintragen in den Klassenpfad Laden eines JDBC Treibers System Property: jdbc.drivers java-djdbc.drivers=org.apache.derby.jdbc.embeddeddriverxyz System.setProperty("jdbc.drivers", "org.apache.derby.jdbc.embeddeddriver"); Manuelles laden der Treiberklasse Class.forName("org.apache.derby.jdbc.EmbeddedDriver"); Automatisch durch DriverManager Java Service: java.sql.driver Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 8

9 DriverManager Verbindungsaufbau Verwaltet registrierte Treiber, baut Verbindungen auf ConnectiongetConnection(Stringurl, String user, String password) Datenbank URL Aufbau: jdbc:<subprotrokoll>:<subname> jdbc:<datenbanktreiber>:<treiberspezifische Angaben> Derby jdbc:derby:/path/to/database jdbc:derby:database MySQL jdbc:mysql://<host>:<port>/<database> Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 9

10 Verbindung Connection: Verwaltet Verbindung (Session) zur DB close() Schließen der Verbindung commit() Bestätigen vorangegangener Änderungen, Standard ist auto-commit StatementcreateStatement() Statement stat = con.createstatement(); stat.executeupdate("insert INTO test VALUES ('Hallo')"); PreparedStatementprepareStatement(Stringsql) PreparedStatementstat = con.preparestatement("insert INTO test VALUES ('Hallo')");... stat.executeupdate(); Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 10

11 Statement ResultSetexecuteQuery(Stringsql) Ausführen einer SQL-Abfrage (SELECT) intexecuteupdate(stringsql) Ausführen eines Updates (UPDATE, INSERT, DELETE) Liefert die Anzahl der betroffenen Zeilen booleanexecute(stringsql) Ausführen beliebiger SQL-Anweisungen Liefert truewenn eine Ergebnismenge geliefert wurde intgetupdatecount() Anzahl der betroffenen Zeilen, oder -1 wenn Anweisung keinen Zähler hatte ResultSetgetResultSet() Ergebnismenge der letzten Abfrage, oder null wenn keine Ergebnismenge geliefert wurde voidclose() Gibt alle JDBC Ressourcen frei Keine Parameter! SQL-Injection Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 11

12 PreparedStatement voidset<typ>(int n, <Typ> x) Setzen des Parameters an der Stelle n (1..m) voidclearparameters() Löschen aller Parameterwerte ResultSetexecuteQuery() Ausführen der vorübersetzten SQL-Anfrage (SELECT) intexecuteupdate() Ausführen des vorübersetzten Updates (UPDATE, INSERT, DELETE) Gibt die Anzahl betroffener Zeilen zurück PreparedStatementstat; stat = con.preparestatement("insert INTO test VALUES (?,?)"); stat.setstring(1, "Hallo"); stat.setstring(2, "Welt"); stat.executeupdate(); stat.setstring(2, "Jane"); stat.executeupdate(); Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 12

13 CallableStatement Ausführen von DB-Prozeduren (SQL storedprocedures) Parameterlose Prozedur {callprocedure_name } Prozedur {callprocedure_name(?,?,...)} Funktion {? = callprocedure_name(?,?,...) } Eingangsparameter analog zu PreparedStatement Ausgabeparameter müssen registriert werden voidregisteroutparameter(intindex, intsqltype) CallableStatementcs = con.preparecall("{ CALL GET_NUMBER_FOR_NAME(?,?) }"); cs.registeroutparameter(2, java.sql.types.integer); cs.setstring(1, "Duke"); cs.execute(); intnumber = cs.getint(2); Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 13

14 ResultSet Zeilenweise abarbeiten der Ergebnistabelle booleannext() Anspringen der nächsten Zeile true solange gültige Zeile erreicht wird ResultSet beginnt vor der ersten Zeile <Typ>get<Typ>(int spalte) <Typ>get<Typ>(StringspaltenName) booleanwasnull() true wenn letzter Wert SQL-NULL war intfindcolumn(stringspaltenname) getint(3) => 25 wasnull() =>false getstring("name") => Max findcolumn("nr") => 1 next() Nr Name Age 1 Max 25 2 Kurt Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 14

15 ResultSet Fortsetzung booleanfirst() Erste Zeile im ResultSet true wenn gültige Zeile erreicht voidbeforefirst() Vor die erste Zeile im ResultSet boolean last() Letzte Zeile im ResultSet true wenn gültige Zeile erreicht voidafterlast() Nach letzter Zeile im ResultSet booleanabsolute(introw) Eine Zeile anspringen row> 0... von oben (1 erste Zeile, 2 zweite Zeile,...) row< 0... von unten (-1 letzte Zeile, -2 vorletzte Zeile,...) true wenn gültige Zeile erreicht intgetrow() Nummer der aktuellen Zeile Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 15

16 Typen SQL-Typ CHAR, VARCHAR, LONGVARCHAR NUMERIC, DECIMAL BIT TINYINT SMALLINT INTEGER BIGINT REAL FLOAT, DOUBLE BINARY, VARBINARY, LONGVARBINARY DATE TIME TIMESTAMP Java-Typ String java.math.bigdecimal boolean byte short int long float double byte[] java.sql.date java.sql.time java.sql.timestamp... siehe JSR-221, Appendix B, Date Type ConversionTables Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 16

17 Metadaten, Datenbank Erstellen über Verbindung DatabaseMetaData<Connection>.getMetaData() Allgemeines ConnectiongetConnection() String geturl() String getusername() booleanisreadonly() Eigenschaften boolean supportsansi92entrylevelsql() booleansupportstransactions() booleansupportsgroupby() Beschränkungen intgetmaxstatementlength() intgetmaxstatements() intgetmaxconnections() 0.. kein Limit oder unbekannt Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 17

18 Metadaten, Tabellen ResultSetgetTables(Stringcatalog, String schema, String table, String[] types) ResultSetgetColumns(Stringcatalog, String schema, String table, String column) catalog: Name des Katalogs "" Tabellen ohne Katalog, null Katalognamen nicht berücksichtigen scheme: Schemaname "" Tabellen ohne Schema, null nicht berücksichtigen table: Tabellenname null nicht berücksichtigen column: Spaltenname null nicht berücksichtigen types: zb: "TABLE", "VIEW", "SYSTEM TABLE", "GLOBAL TEMPORARY", "LOCAL TEMPORARY", "ALIAS", "SYNONYM" null nicht berücksichtigen Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 18

19 Metadaten, Ergebnismenge Erstellen ResultSetMetaData<ResultSet>.getMetaData() Eigenschaften Nr Name Title... Age intgetcolumncount() 1 Max DI String getcolumnname(int column) 2 Susi Mag intgetcolumntype(int column) String getcolumntypename(int column) String gettablename(int column) booleaniscurrency(intcolumn) getcolumncount() => 3 getcolumnname(1) => "Nr" getcolumntype(3) => 4 // INTEGER getcolumntypename(3) => "int" gettablename(2) => "users" SELECT Nr, Name, Age FROM users; Nr Name Age 1 Max 30 2 Susi Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 19

20 Transaktionen Standard: auto-commit, jedes Statement eine Transaktion boolean<connection>.getautocommit() void<connection>.setautocommit(booleanac) Transaktion startet automatisch Transaktion abschießen Auto-Commit void<connection>.commit() Transaktion rücksetzen (zb: SQLException) Savepoints void<connection>.rollback() Connection con;... try { con.setautocommit(false); Statement stat = con.createstatement(); stat.executeupdate("insert..."); stat.executeupdate("insert..."); stat.executeupdate("update..."); con.commit(); } catch (SQLException e) { con.rollback(); } Transaction- Isolation NONE READ_UNCOMMITTED READ_COMMITTED REPEATABLE_READ SERIALIZABLE Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 20

21 Exceptions SQLException SQLNonTransient Exception SQLTransient Exception SQLRecoverable Exception Erneuter Versuch wird fehlschlagen Erneuter Versuch kann durchgehen Erneuter Versuch nach Eingriffen kann durchgehen Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 21

22 JavaDB, Derby Seit Java 6.0 mitgeliefert Web-Seite: Umgebungsvariablen JAVA_HOME=Pfad zur Java JDK Installation DERBY_HOME=Pfad zur Derby Installation PATH um DERBY_HOME/bin erweitern JARs in DERBY_HOME/lib derby.jar, Engine, genügt für embedded DB derbynet.jar, Netzzugriff, Serverseitig derbyclient.jar, Netzzugriff, Clientseitig derbytools.jar, Verwaltungs-Werkzeuge derbyrun.jar verweist auf: derby.jarderbyclient.jarderbytools.jarderbynet.jar Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 22

23 JavaDB, Derby, Kommandozeilen-Werkzeuge Systeminformation: sysinfo Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 23

24 JavaDB, Derby, Kommandozeilen-Werkzeuge Kommandozeilenwerkzeug: ij Verbinden zu (und erzeugen einer) Datenbank Tabelle erzeugen Beschreibung einer Tabelle Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 24

25 JavaDB, Derby, Kommandozeilen-Werkzeuge Kommandozeilenwerkzeug: ij Abfragen von Datensätzen Aktualisieren eines Datensatzes Löschen einer Tabelle Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 25

26 Zusammenfassung Datenbankunabhängigkeit Zwischenschicht -> einfachere Programmentwicklung Treiberschnittstelle (min. SQL 92 entrylevel) 4 Treiberarten Brücke (zb: JDBC -> ODBC) Teilweise Java Java zu Middleware Java zu Datenbank Beliebige SQL-Kommandos absetzbar Optimierung vs. Datenbankunabhängigkeit Statements PreparedStatement Vorkompiliert, mit Parametern (Sicher gegen SQL-Injection) Statement Statisch, Abfragen vom Benutzer, keine Parameter CallableStatement StoredProcedures, mit IN, OUT und INOUT Parametern Praktikum aus Softwareentwicklung 2 Markus Löberbauer 26

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