Middleware Spezialist OpenLink bietet universellen Treiber für die meisten DBMS (inkl. PostgreSQL) und ODBC Datenquellen.

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1 JDBC Treiber Middleware Spezialist OpenLink bietet universellen Treiber für die meisten DBMS (inkl. PostgreSQL) und ODBC Datenquellen. JDBC Treiber kontaktiert Request Broker. Request Broker vermittelt Zugriff zur Datenbank Sun Microsystems bietet mit JDBC eine JDBC ODBC Brücke für Zugriff auf ODBC Datenquellen. Treiber Klasse: sun.jdbc.odbc.jdbcodbcdriver Weitere JDBC Treiber: Web Anwendung zur Treiberauswahl 401

2 Datenbankverbindung aufbauen Connection con = DriverManager.getConnection ("jdbc:postgresql://mark:5712/eshop", "user", "password"); JDBC URL identifiziert Datenbank. Aufbau: jdbc:subprotocol:subname Treibermanager übergibt JDBC URL der Reihe nach an registrierte Treiber. Driver.acceptsURL(String url) Liefert true, falls der Treiber das Subprotocol erkennt. Beispiel: JDBC ODBC Bridge erkennt jdbc:odbc:mydb;uid=me;pwd=secret 402

3 Connection Ergebnis von DriverManager.getConnection() ist eine Connection (oder eine SQLException). Verbindung zur Datenbank Connection ist teure Ressource: Aufbau der Verbindung kostet viel Zeit. Anzahl gleichzeitiger Verbindungen häufig beschränkt. Voreinstellung bei PostgreSQL: max. 32 Verbindungen Wichtigste Aufgaben: Erzeugen von Statement Objekten Beschreibungen von Datenbank und DBMS erfragen Transaktionen handhaben 403

4 Statement Statement stmt = con.createstatement(); Wird immer aus bestehender Connection erzeugt Ausführen einer SQL Anweisung über die Connection. Mehrere parallele Statements pro Connection möglich SELECT Anweisung ausführen: ResultSet rs = stmt.executequery("select * FROM kunden"); Daten ändern: int updates = stmt.executeupdate("delete FROM kunden..."); 404

5 ResultSet: Zeilendurchlauf ResultSet rs = stmt.executequery("select * FROM kunden"); Ergebnis einer Selektionsanweisung: Tabelle Wird aus Statement erzeugt. ResultSet enthält einen Datensatz Zeiger (Cursor) zum Durchlauf der Tabelle. Voreinstellung: sequentiell und lesend JDBC 2: nichtsequentielle und aktualisierbare ResultSets Zeiger steht initial vor der ersten Tabellenzeile. ResultSet.next() positioniert zur nächsten Zeile. Liefert false, falls bereits auf letzter Zeile 405

6 ResultSet: Attribute lesen Spaltenwerte (Attribute) einer Zeile mit getxxx() Methoden lesen Treiber konvertiert Daten, falls möglich Beispiel: Lesen einer ganzen Zahl in Spalte»anzahl«: int n = rs.getint("anzahl"); Effizientere Methode, falls Spaltenindex bekannt: int n = rs.getint(4); Spaltenindex zum Spaltennamen finden int findcolumn(string columnname) Strategie: Spaltenindex einmalig ermitteln und merken, Werte danach immer über den Index abrufen. 406

7 ResultSet: Attribute lesen Zahlreiche weitere Methoden getarray, getasciistream, getbigdecimal, getbinarystream, getblob, getboolean, getbyte, getbytes, getcharacterstream, getclob, getdate, getdouble, getfloat, getint, getlong, getobject, getref, getshort, getstring, gettime, gettimestamp 407

8 ResultSet: Attribute lesen Methode getobject Liest jeden beliebigen SQL Datentyp Liefert Ergebnis als entsprechenden Java Typ Nullwerte Spalte kann leere Zellen enthalten (Nullwert, SQL NULL). Bei leerer Zelle liefert getint() ebenfalls das Ergebnis 0. Temperaturen Datum Temperatur Unterscheidung zu echter 0 möglich durch wasnull() true, falls zuletzt mit getxxx() gelesene Zelle SQL NULL enthielt false sonst 408

9 ResultSet: Ressourcen freigeben Nach Bearbeitung ResultSet schließen void close() Gibt Ressourcen frei Ausführen einer weiteren Anweisung mit demselben Statement schließt das ResultSet implizit. 409

10 ResultSet: positionieren und ändern Statement createstatement(int resultsettype, int resultsetconcurrency) Parameter (ResultSet Konstanten) ermöglichen beliebiges Positionieren (»Scrolling«) und Ändern der Datensätze. TYPE_FORWARD_ONLY: sequentieller Durchlauf TYPE_SCROLL_INSENSITIVE: positionierbar, Änderungen an Datenbank werden nicht bemerkt. TYPE_SCROLL_SENSITIVE: positionierbar, Änderungen an Datenbank werden bemerkt. CONCUR_READ_ONLY: nur lesen CONCUR_UPDATABLE: Änderungen möglich 410

11 ResultSet: positionieren void beforefirst() Positioniert vor den ersten Satz. boolean first() Positioniert auf den ersten Satz. boolean last() Positioniert auf den letzten Satz void afterlast() Positioniert hinter den letzten Satz. 411

12 ResultSet: positionieren boolean absolute(int pos) Positioniert relativ zum Anfang (pos positiv) oder relativ zum Ende (pos negativ). boolean relative(int rows) Positioniert relativ zum aktuellen Satz vorwärts (rows positiv) oder rückwärts (rows negativ). boolean next() Positioniert auf den nächsten Satz. boolean previous() Positioniert auf den vorigen Satz. 412

13 ResultSet: positionieren int getrow() Liefert aktuelle Satznummer. boolean isbeforefirst() Liefert true, falls vor dem ersten Satz. boolean isfirst() Liefert true, falls auf dem ersten Satz. boolean islast() Liefert true, falls auf dem letzten Satz. boolean isafterlast() Liefert true, falls hinter dem letzten Satz. 413

14 ResultSet: Datensatz ändern Methoden updatexxx() ändern Werte in aktueller Zeile. rs.absolute(5); rs.updatestring("name", "Klute"); rs.updateint(2, 42); rs.updatenull(3); rs.updaterow(); void updaterow() Schreibt geänderte Zeile in die Datenbank. void cancelrowupdates() Macht Änderungen rückgängig vor updaterow(). void deleterow() Löscht aktuelle Zeile aus ResultSet und Datenbank 414

15 ResultSet: Datensatz einfügen Einfügezeile: im ResultSet, nicht in der Datenbank rs.movetoinsertrow(); rs.updatestring("name", "Klute"); rs.updateint(2, 42); rs.insertrow(); rs.movetocurrentrow(); void movetoinsertrow() Positioniert auf die Einfügezeile void insertrow() Schreibt Einfügezeile in ResultSet und Datenbank void movetocurrentrow() Positioniert von der Einfügezeile auf die aktuelle Zeile im ResultSet 415

16 ResultSet: Änderungen erkennen Datenbank kann sich jederzeit ändern......durch andere Benutzer,...durch eigene parallele Anweisungen. Ziel: beim Lesen des ResultSets Änderungen erkennen Voraussetzung: Statement mit ResultSet.TYPE_SCROLL_SENSITIVE erzeugen. Mehraufwand kostet Performance. Implementationsabhängig 416

17 ResultSet: Änderungen erkennen void refreshrow() Liest aktuelle Zeile neu aus der Datenbank. boolean rowdeleted() Liefert true, falls aktuelle Zeile in der Datenbank gelöscht wurde. boolean rowinserted() Liefert true, falls aktuelle Zeile»Einfügung hatte«. boolean rowupdated() Liefert true, falls aktuelle Zeile in Datenbank geändert wurde. 417

18 PostgreSQL und JDBC 2 Mit dem PostgreSQL beigegebenen JDBC Treiber ist nicht alles möglich, was JDBC 2 für ResultSets vorsieht. TYPE_FORWARD_ONLY: Ja TYPE_SCROLL_INSENSITIVE: Ja TYPE_SCROLL_SENSITIVE: Nein CONCUR_READ_ONLY: Ja CONCUR_UPDATABLE: Nein 418

19 Daten ändern mit UPDATE SQL Anweisung UPDATE ändert bestehende Datensätze. Viele Datensätze durch einen einzigen Befehl ändern Daten ändern auch ohne modifizierbare ResultSets Beispiele: UPDATE artikel SET preis = 100; UPDATE artikel SET preis = preis * 1.05 where id = 538; UPDATE artikel SET preis = preis * 1.05 where preis < 1000; 419

20 Daten löschen mit DELETE SQL Anweisung DELETE löscht bestehende Datensätze. Viele Datensätze durch einen einzigen Befehl löschen Daten löschen ohne modifizierbare ResultSets Beispiele: DELETE FROM artikel WHERE id = 538; DELETE FROM artikel WHERE preis < 100; DELETE FROM artikel WHERE NOT id IN (artikel FROM bestellungen); Löscht alle Artikel, die nie bestellt wurden 420

21 ResultSet: Treiberhinweise void setfetchdirection(int direction) Optimierungshinweis an den JDBC Treiber: In welcher Richtung liest die Anwendung das ResultSet? FETCH_FORWARD, FETCH_REVERSE oder FETCH_UNKNOWN int getfetchdirection() void setfetchsize(int rows) JDBC Treiber muß nicht alle Zeilen sofort aus der Datenbank holen. Optimierungshinweis an den JDBC Treiber: Wieviel Zeilen am Stück holen? int getfetchsize() 421

22 ResultSet: Diverses Statement getstatement() Statement, das dieses ResultSet erzeugt hat int gettype() TYPE_FORWARD_ONLY, TYPE_SCROLL_INSENSITIVE oder TYPE_SCROLL_SENSITIVE int getconcurrency() CONCUR_READ_ONLY oder CONCUR_UPDATABLE String getcursorname() Zum Ändern oder Löschen der aktuellen Zeile UPDATE table SET n = 42 WHERE CURRENT OF cursor DELETE FROM table WHERE CURRENT OF cursor 422

23 ResultSet: Metadaten Informationen über das ResultSet public ResultSetMetaData getmetadata() Anzahl der Spalten Spaltentyp, name und titel Kann man Spalte nur lesen oder auch schreiben? Entsteht Spaltenwert durch automatische Numerierung (Sequenz)? Läßt sich Spalte in WHERE Klausel verwenden? Darf Spalte Nullwert enthalten? usw. 423

24 Statement: Daten ändern ResultSet executequery(string) führt SELECT Anweisung aus. int Statement.executeUpdate(String) führt INSERT, UPDATE oder DELETE Anweisung aus. Liefert Anzahl betroffener Zeilen (»Update count«). Auch für sonstige Befehle (»CREATE...«) geeignet. boolean execute(string) führt beliebige SQL Anweisung aus. Liefert true, falls Ergebnis ein ResultSet ist ResultSet rs = stmt.getresultset(); Liefert false, falls Ergebnis ein Update count ist int count = stmt.getupdatecount(); 424

25 Statement: vorbereitete Anweisungen Aufbau der Anweisung fest, Parameter wechseln Beispiel PreparedStatement pstmt = con.preparestatement ("INSERT INTO temperaturen VALUES (?,?)"); pstmt.setstring(1, "{d }"); pstmt.setint(2, 2); pstmt.executeupdate(); pstmt.setstring(1, "{d }"); pstmt.setint(2, 0); pstmt.executeupdate(); pstmt.setstring(1, "{d }"); pstmt.setnull(2, Types.INTEGER); pstmt.executeupdate(); pstmt.setstring(1, "{d }"); pstmt.setint(2, 2); pstmt.executeupdate(); Läßt sich auch für Queries nutzen. 425

26 Statement: Stapelverarbeitung Mehrere SQL Anweisungen in einem Rutsch ausführen (optionale JDBC Operation) Schritt 1: Anweisungen sammeln Schritt 2: Stapel ausführen void clearbatch() Stapel löschen void addbatch(string sql) SQL Anweisung zum Stapel hinzufügen int[] executebatch() Stapel ausführen Ergebniscode pro Anweisung 426

27 DBMS Metadaten Connection Methode public DatabaseMetaData getmetadata() Methoden liefern Informationen über das DBMS, SQL Features, JDBC Treiber, Tabellen, Datenbankprozeduren u.v.a.m. Nicht jeder JDBC Treiber unterstützt jede Methode von DatabaseMetaData. Richtig: SQLException Falsch: Fehlende oder falsche Informationen 427

28 DBMS Metadaten int Methoden: beschreiben technische Einschränkungen Maximale Anzahl von Spalten je Tabelle Größte Länge einer SQL Anweisung usw. boolean Methoden: Fähigkeit verfügbar oder nicht. Beispiele: boolean supportsansi92entrylevelsql() boolean supportsansi92fullsql() Ergebnisse häufig als ResultSet Beispiel: unterstützte Datentypen mittels Servlet anzeigen 428

29 Beispiel: DBMS Metadaten anzeigen 429

30 Beispiel: DBMS Metadaten anzeigen 430

31 Beispiel: DBMS Metadaten anzeigen package de.rainer_klute.jdbc; import java.io.*; import java.sql.*; import javax.servlet.*; import javax.servlet.http.*; public class DBInfo extends HttpServlet { /** * initializes the servlet by setting the * jdbc.drivers system property from the * "databasedrivers" servlet context init * parameter. * * fixme: The method should * append only those driver class names that are not * already in the "jdbc.drivers" property. */ public void init(servletconfig config) throws ServletException 431

32 Beispiel: DBMS Metadaten anzeigen { } final String driverprop = "jdbc.drivers"; super.init(config); StringBuffer newdrivers = new StringBuffer(); String olddrivers = System.getProperty(driverProp); if (olddrivers!= null) { newdrivers.append(olddrivers); newdrivers.append( : ); } String s; if ((s = config.getservletcontext(). getinitparameter ("databasedrivers"))!= null) newdrivers.append(s); System.setProperty (driverprop, newdrivers.tostring()); 432

33 Beispiel: DBMS Metadaten anzeigen public void doget(httpservletrequest req, HttpServletResponse resp) { PrintWriter out = null; try { out = resp.getwriter(); dogetlocal(req, resp, out); } catch (SQLException ex) { out.println("<pre>"); ex.printstacktrace(out); out.println("</pre>"); } catch (IOException ex) { out.println("<pre>"); ex.printstacktrace(out); out.println("</pre>"); } } 433

34 Beispiel: DBMS Metadaten anzeigen private void dogetlocal(httpservletrequest req, HttpServletResponse resp, PrintWriter p) throws SQLException { // Parameter für Connection ermitteln: ServletContext sc = getservletcontext(); String url = sc.getinitparameter("databaseurl"); String user = sc.getinitparameter("databaseuser"); String password = sc.getinitparameter("databasepassword"); // Datenbankverbindung aufbauen: Connection con = DriverManager.getConnection (url, user, password); DatabaseMetaData dbmd = con.getmetadata(); 434

35 Beispiel: DBMS Metadaten anzeigen p.println("<div>"); p.println("database system: " + dbmd.getdatabaseproductname() + " " + dbmd.getdatabaseproductversion() + ""); p.println("jdbc driver: " + dbmd.getdrivername() + " " + dbmd.getdriverversion() + ""); ResultSet rs; /* Schemas */ p.println("schemas:"); rs = dbmd.getschemas(); Util.printAsHTML(p, rs); /* Catalogs */ p.println("catalogs:"); rs = dbmd.getcatalogs(); Util.printAsHTML(p, rs); 435

36 Beispiel: DBMS Metadaten anzeigen /* TableTypes */ p.println("table types:"); rs = dbmd.gettabletypes(); Util.printAsHTML(p, rs); /* Tables */ p.println("tables:"); rs = dbmd.gettables(null, null, null, null); Util.printAsHTML(p, rs); /* Data types */ p.println("data types supported by " + "this database system:"); rs = dbmd.gettypeinfo(); Util.printAsHTML(p, rs); // Datenbankverbindung schließen: con.close(); } } p.println("</div>"); 436

37 Beispiel: Klasse Util package de.rainer_klute.jdbc; import java.io.*; import java.sql.*; import java.util.*; /** * contains static methods for dealing with JDBC * objects. * Rainer Klute <klute@rainer klute.de> */ public class Util { 437

38 Beispiel: Klasse Util /** * prints the contents of a {@link ResultSet} to * a {@link PrintWriter} as an HTML table with cell * borders. * p The HTML table is rendered to this * {@link PrintWriter} re The {@link ResultSet} to print * #printashtml(printwriter, ResultSet, Map) */ public static void printashtml(printwriter p, ResultSet rs) throws SQLException { Map m = new HashMap(1); m.put("border", "1"); printashtml(p, rs, m); } 438

39 Beispiel: Klasse Util /** * prints the contents of a {@link ResultSet} to * a {@link PrintWriter} as an HTML table. * p The HTML table is rendered to this * {@link PrintWriter} re The {@link ResultSet} to print tableattr Attributes to use for the * HTML table * #printashtml(printwriter, ResultSet) */ public static void printashtml(printwriter p, ResultSet rs, Map tableattr) throws SQLException { p.print("<table"); /* Print table attributes */ for (Iterator i = tableattr.keyset().iterator(); i.hasnext();) 439

40 Beispiel: Klasse Util { String attr = (String) i.next(); p.print( ); p.print(attr); p.print("=\""); p.print((string) tableattr.get(attr)); p.print( \" ); } p.println(">"); /* Get number of columns */ ResultSetMetaData rsmd = rs.getmetadata(); int columns = rsmd.getcolumncount(); /* Get column names from metadata and print them * to the first table row. */ p.print("<tr>"); for (int i = 1; i <= columns; i++) p.print("<th>" + rsmd.getcolumnname(i) + "</th>"); p.println("</tr>"); 440

41 Beispiel: Klasse Util } /* Print result set lines. */ while (rs.next()) { p.print("<tr>"); for (int i = 1; i <= columns; i++) { /* Print cell contents. */ String s; Object o; if ((o = rs.getobject(i))!= null) s = o.tostring(); else s = " "; p.print("<td>" + s + "</td>"); } p.println("</tr>"); } p.println("</table>"); } 441

42 Transaktionen Zusammengehörende Datenbankoperationen Entweder alle ausführen oder keine Beispiel: Überweisung int amount = 100; /* Transaktion einleiten. */ con.setautocommit(false); fromaccount(con, 1, amount); if (Math.random() > 0.5) throw new RuntimeException("Crash"); toaccount(con, 2, amount); /* Transaktion abschließen: Ergebnisse endgültig * in Datenbank schreiben. */ con.commit(); con.setautocommit(true); 442

43 Transaktionen /* * lastschrift */ private static void fromaccount (Connection c, int account, int amount) throws SQLException { /* Alten Kontostand holen. */ PreparedStatement s; s = c.preparestatement ("SELECT saldo FROM konten WHERE konto =?"); s.setint(1, account); ResultSet rs = s.executequery(); rs.next(); int balance = rs.getint(1); /* Neuen Kontostand berechnen. */ balance = amount; 443

44 Transaktionen } /* Neuen Kontostand in Datenbank speichern. */ s = c.preparestatement ("UPDATE konten SET saldo =? " + "WHERE konto =?"); s.setint(1, balance); s.setint(2, account); s.executeupdate(); s.close(); /* * gutschrift */ private static void toaccount (Connection c, int account, int amount) throws SQLException { fromaccount(c, account, amount); } 444

45 Transaktionen void setautocommit(boolean autocommit) true: Jede SQL Anweisung ist separate Transaktion. false: SQL Anweisungen sind zu Transaktionen gruppiert. boolean getautocommit() Zustand erfragen void commit() Transaktion abschließen: Änderungen endgültig in Datenbank schreiben void rollback() Transaktion zurücksetzen: Änderungen verwerfen 445

46 Transaktionen voreinander schützen void settransactionisolation(int level) Legt fest, wie stark Transaktionen voneinander abgeschottet sind. Sind Änderungen während einer Transaktion T1 bereits in einer Transaktion T2 sichtbar? Daumenregel: geringe Abschottung = hoher Durchsatz int gettransactionisolation() Aktuellen Wert abfragen 446

47 Transaktionen voreinander schützen Schmutzlesen (»dirty read«): T1 schreibt Satz, T2 liest Satz, T1 bricht ab Satz ist»dirty«. Einmallesen (»non repeatable read«) T1 liest Satz, T2 ändert Satz, T1 liest Satz noch einmal Satz ist bei jedem Lesen anders. Phantomlesen (»phantom read«) T1 selektiert Relation mit Selektionsbedingung B, T2 fügt Satz ein, der B erfüllt, T1 selektiert Relation mit B noch einmal Relation enthält zusätzlichen»phantomsatz«. 447

48 Transaktionen voreinander schützen TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED Erlaubt Schmutzlesen, Einmallesen und Phantomlesen TRANSACTION_READ_COMMITTED Verhindert Schmutzlesen Erlaubt Einmallesen und Phantomlesen TRANSACTION_REPEATABLE_READ Verhindert Schmutzlesen und Einmallesen Erlaubt Phantomlesen TRANSACTION_SERIALIZABLE Verhindert Schmutzlesen, Einmallesen und Phantomlesen 448

49 Parallele SQL Anweisungen Datenbankoperationen benötigen viel Zeit In separatem Thread ausführen und in der Wartezeit datenbankunabhängige Aktivitäten erledigen Benutzeroberfläche aktualisieren usw.... weitere Datenbankoperation parallel ausführen C C C C C S S S S S S RS RS RS RS RS RS RS 449

50 Parallele Anweisungen: Varianten Paralleles ResultSet erzeugen Statement für weitere SQL Anweisung nutzen Nicht möglich, da Statement.execute() das geöffnete ResultSet schließt Paralleles Statement erzeugen Connection für weiteres Statement nutzen JDBC Treiber synchronisiert, falls nötig Güte der Synchronisierung abhängig von DBMS und Treiber Parallele Connection erzeugen