Fakultät für Informatik & Wirtschaftsinformatik DB & IS II SS XML und Datenbanken. Dr. Christian Senger. XML und Datenbanken 1

Transkript

1 XML und Datenbanken XML und Datenbanken 1

2 Anwendungsszenarien Fakultät für Informatik & Wirtschaftsinformatik XML und Datenbanken Generierung von XML aus Datenbanken Visualisierung von Datenbankinhalten Speicherung von XML-Dokumenten in bestehenden Datenbanken Austausch von Datenbankinhalten Electronic Data Interchange Verbindung verschiedener Softwarekomponenten SOAP, REST, RDF XML und Datenbanken 2

3 Anwendungsszenarien DB XML- Generierung XML- Dok. XML- Dok. HTML. Dok. XSLT- Dokument (Stylesheet) XSLT- Transformation sonst. Dok. Generierung/Visualisierung von Datenbankinhalten XML und Datenbanken 3

4 Anwendungsszenarien II XML- Dok. XML- Anfrage XML- Dok. Abspeicherungsmodul Anfragemodul Speicherung von XML-Dokumenten in bestehende Datenbanken DB XML und Datenbanken 4

5 Anwendungsszenarien III DB1 Programm I Generierung XML- Dok. Abspeicherung XML-Prozessor DB2 Programm II Austausch von Datenbankinhalten, Electronic Data Interchange (EDI) XML und Datenbanken 5

6 Oracle und XML Generierung von XML aus relationalen Daten (SQLX) Speicherung von XML in Datenbanktabellen Datentyp XMLType Speicherung von XML im Oracle Repository Dateisystem, das von Oracle verwaltet wird Anfragesprachen SQL + XPATH XQuery auf... XMLType Datensätze Repository (object) relationale Datenbestände XML und Datenbanken 6

7 mögliche (interne) Speicherarten Speichern der XML-Dokumente als CLOB XML-Schema auf relationales Schema abbilden Anzahl von anwendungsspezifischen Tabellen zum Speichern einer Bestellung: z.b.: Kunde, Posten, Artikel,... benötigen Schema zum Designzeitpunkt (zur Ermittlung der Tabellenstruktur) bevorzugt für datenorientiertes XML feste Menge von vorgegebenen Datenbankstrukturen die XML-Dokumente speichern können vorgegebene Tabellen für Speicherung von Elementen, Attributen, Text,... kein Schema notwendig bevorzugt für dokumentenorientiertes XML Nativ Baumstruktur sonstwie... XML und Datenbanken 7

8 Zoo <Zoo> <Tier art="giraffe" gewicht="250"> <Gehege> <Ort>Zentralpark</Ort> </Gehege> <Pfleger>Sarah Sonderbar</Pfleger> </Tier> <Tier art="elefant" gewicht="500"> <Gehege> <Ort>Eingang</Ort> </Gehege> <Pfleger>Sabine Sonnenschein</Pfleger> <Pfleger> Susi Sorglos<frei tag="do"/> </Pfleger> </Tier> <Tier art="delphin" gewicht="80"> <Aquarium> <Ort>Aquahouse</Ort> </Aquarium> <Pfleger> Sascha Sportlich<frei tag="mo"/> </Pfleger> </Tier> </Zoo> XML und Datenbanken 8

9 XML-Schema auf relationales Schema abbilden create table zoo ( id number primary key ); create table tier ( id number primary key, gewicht number, art varchar2(40), position number, zoo_fk number references zoo ); create table pfleger ( id number primary key, name varchar2(40), freier_tag char(2), position number, tier_fk number references tier ); Tabelle Tier ID GEWICHT ART POSITION ZOO_FK Elefant Giraffe Delfin 3 1 Tabelle Pfleger ID NAME FREI POSITION TIER_FK Sabine Sonnenschein Susi Sorglos Do Sarah Sonderbar Sascha Sportlich Mo XML und Datenbanken 9

10 Mixed-Content bei Pfleger <Pfleger> </Pfleger> Susi Sorglos<frei tag="do"/> XML und Datenbanken 10

11 Mixed-Content bei Pfleger create table pfleger ( id number primary key, tier_fk number references tier, position number ); create table pfleger_text ( id number primary key, text varchar2(255), position number not null, pfleger_fk number references pfleger ); create table pfleger_frei ( id number primary key, tag char(2) not null, position number not null, pfleger_fk number references pfleger );... Tabelle Pfleger ID TIER_FK POSITION Tabelle Pfleger_text ID TEXT POSITION PFLEGER_FK Sabine Sonnenschein Susi Sorglos Sarah Sonderbar Sascha Sportlich 1 4 Tabelle Pfleger_Frei ID TA POSITION PFLEGER_FK Do Do 2 4 XML und Datenbanken 11

12 Wie könnte man noch den Inhalt von XML-Dokumenten abspeichern? XML und Datenbanken 12

13 Feste Menge vorgegebener Datenbankstrukturen create table element ( id number primary key, name varchar2(20) not null, parent_elem_fk number references element(id) on delete cascade, position number not null ); Elemente create table text ( id number primary key, text varchar2(255), element_fk number references element(id) on delete cascade, position number ); Texte create table attribut ( id number primary key, name varchar2(20) not null, value varchar2(80), element_fk references element(id) on delete cascade ); Attribute XML und Datenbanken 13

14 Feste Menge vorgegebener Datenbankstrukturen Tabelle Element ID NAME PARENT_ELEM_FK POS Zoo Tier Gehege Ort Pfleger Pfleger Frei Tier Gehege Ort Pfleger Tier Aquarium Ort Pfleger Frei 17 2 Tabelle Attribut NAME VALUE ELEMENT_FK art Elefant 2 gewicht tag Do 9 art Giraffe 10 gewicht art Delfin 14 gewicht tag Mo 18 Tabelle Text TEXT ELEMENT_FK POSITION Eingang 6 Sabine Sonnenschein 7 Susi Sorglos 8 1 Zentralpark 12 Sarah Sonderbar 13 Aquahouse 16 Sascha Sportlich 17 1 XML und Datenbanken 14

15 Feste Menge vorgegebener Datenbankstrukturen ELEMENT select lpad(' ', level) name ' (' id ')' AS Element from element e start with parent_elem_fk is null connect by prior e.id=e.parent_elem_fk order siblings by position; Zoo (1) Tier (2) Gehege (5) Ort (6) Pfleger (7) Pfleger (8) Frei (9) Tier (10) Gehege (11) Ort (12) Pfleger (13) Tier (14) Aquarium (15) Ort (16) Pfleger (17) Frei (18) 16 Zeilen ausgewählt. XML und Datenbanken 15

16 Native Speicherung z.b. Verwaltung in Index-/Baumstrukturen wie sie für den Zugriff auf Externspeicher entwickelt wurden Enge Integration mit Anfragesprachen XPath, XQuery sowie Update-Operationen z.t. auch noch Gegenstand aktueller Forschung XML und Datenbanken 16

17 SQLX (SQL/XML) XML und Datenbanken 17

18 XML Standard für SQL Fakultät für Informatik & Wirtschaftsinformatik SQLX Standard Reihe von Funktionen zur Unterstützung der Ausgabe von XML mittels SQL-Select-Statements In Oracle: XMLElement XMLAttributes XMLForest XMLAgg XMLConcat XMLRoot XML und Datenbanken 18

19 XMLElement XMLELEMENT("STADT",NAME) <stadt>marseille</stadt> <stadt>metz</stadt> <stadt>montpellier</stadt> <stadt>grenoble</stadt> Zeilen ausgewählt. XML und Datenbanken 19

20 XMLElement Schachtelung STAEDTE <stadt><name>paris</name><einwohner> </einwohner></stadt> <stadt><name>strasbourg</name><einwohner>252338</einwohner></stadt> <stadt><name>nantes</name><einwohner>244995</einwohner></stadt> <stadt><name>nice</name><einwohner>342439</einwohner></stadt>... XML und Datenbanken 20

21 XMLAttributes STAEDTE <stadt x="6,08" y="49,4"> <name>luxembourg</name> <einwohner>76600</einwohner> </stadt> <stadt> <name>armenia</name> <einwohner>220303</einwohner> </stadt> XML und Datenbanken 21

22 XMLForest Funktionsweise: Gleichzeitige Umwandlung mehrerer Spalten zu XML-Elementen (anstatt mehrerer XmlElement-Anweisungen) Beispiel: select xmlelement("country", xmlforest(code, name, capital)) from mondial.country; Ausgabe: XMLELEMENT("COUNTRY",XMLFOREST(CODE,NAME,CAPITAL)) <COUNTRY> <CODE>AL</CODE><NAME>Albania</NAME><CAPITAL>Tirane</CAPITAL> </COUNTRY>... XML und Datenbanken 22

23 XMLForest mit Alias Beispiel: select xmlelement("land", xmlforest( code AS "ID", name, capital AS "HAUPTSTADT")) from mondial.country; Ausgabe: XMLELEMENT("LAND",XMLFOREST(CODEAS"ID",NAME,CAPITALAS"HAUPTSTADT")) <LAND> <ID>AL</ID><NAME>Albania</NAME><HAUPTSTADT>Tirane</HAUPTSTADT> </LAND> XML und Datenbanken 23

24 XMLAgg Bisher: pro Datensatz eine Ergebniszeile, bei XMLElement/XMLForrest wird aus jeder Datenzeile ein XML-Objekt erzeugt Zusammenfügen der einzelnen XML-Objekte mittels XMLAgg (zu einem Dokument ) Ausgabe: XMLAGG(XMLELEMENT("CITY",XMLFOREST(CODE,NAME,CAPITAL))) <CITY><CODE>AL</CODE><NAME>Albania</NAME><CAPITAL>Tirane</CAPITAL></CITY><C ITY><CODE>GR</CODE><NAME>Greece 1 rows selected XML und Datenbanken 24

25 XMLAgg Zusammenfügen der einzelnen XML-Objekte mittels XMLAgg (zu Dokumenten ) Gruppieren Beispiel: select xmlagg( xmlelement("city", xmlforest(code, name, capital))) from mondial.country group by substr(name,1,1); Ausgabe: XMLAGG(XMLELEMENT("CITY",XMLFOREST(CODE,NAME,CAPITAL))) <CITY><CODE>AL</CODE><NAME>Albania</NAME><CAPITAL>Tirane</CAPITAL></CIT <CITY><CODE>BY</CODE><NAME>Belarus</NAME><CAPITAL>Minsk</ <CITY><CODE>CZ</CODE><NAME>Czech Republic</NAME><CAPITAL>Prague</CI 25 rows selected XML und Datenbanken 25

26 XMLConcat Zusammenfügen beliebig vieler XML-Elemente arbeitet zeilenorientiert LAND <name>albania</name><hauptstadt>tirane</hauptstadt> <name>greece</name><hauptstadt>athens</hauptstadt> <name>macedonia</name><hauptstadt>skopje</hauptstadt> rows selected XML und Datenbanken 26

27 XMLRoot Fügt den XML-Header hinzu (nicht implementiert in Oracle XE!) Beispiel: select xmlroot( xmlelement("cities", xmlagg(xmlelement("city",xmlforest(name, population))))) from mondial.city where country='f Ausgabe: <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <CITIES> <CITY><NAME>Paris</NAME><POPULATION> </POPULATION></CITY> <CITY><NAME>Strasbourg</NAME> </CITIES> 1 rows selected XML und Datenbanken 27

28 XMLType XML und Datenbanken 28

29 von Oracle vordefinierter Typ Fakultät für Informatik & Wirtschaftsinformatik XMLType XMLType zur Speicherung von nativen XML-Dokumenten Anfragen an Dokumente mittels XPath-Unterstützung Funktionen zur Unterstützung der SQL-Anfragen auf XMLType Instanzen: extractvalue(xmltype, XPath) extract(xmltype, XPath) existsnode(xmltype, XPath) xmlsequence(xmltype) transform(xmltype) XML-Schema und XQuery Unterstützung XML und Datenbanken 29

30 XMLType Beispiel create table person_xml of XMLType; insert into person_xml values (XMLType('<teilnehmer nr="10000"> <vorname>ludwig</vorname> <nachname>langsam</nachname> <adresse> <ort>karlsruhe</ort> <plz>76185</plz> <strasse>gellertrstrasse </strasse> </adresse> </teilnehmer>') ); insert into person_xml values (XMLType('<teilnehmer nr="10001"> <vorname>fritz</vorname> <nachname>fleisig</nachname> </teilnehmer>') ); XML und Datenbanken 30

31 XMLType Beispiel Rückgabe vom Typ XMLType select from person_xml p; EXTRACTVALUE(VALUE(P),'...') select extract(value(p),'/teilnehmer/adresse') from person_xml p where existsnode(value(p), '/teilnehmer[@nr=10000]')=1; EXTRACT(VALUE(P),'/TEILNEHMER/ADRESSE') <adresse><ort>karlsruhe</ort><plz>76185</plz><strasse>gellertrstrasse </strasse></adresse> XML und Datenbanken 31

32 XMLType Beispiel II insert into person_xml values (XMLType(' <teilnehmer nr="10006"> <vorname>loddar</vorname> <nachname>lotter</nachname> <adresse> <ort>karlsruhe</ort> <plz>76133</plz> <strasse> Schillerstrasse </strasse> </adresse> <adresse> <ort>karlsruhe</ort> <plz>68133</plz> <strasse> Goethestrasse </strasse> </adresse> </teilnehmer> ')); select extract(value(p), '/teilnehmer/adresse') from person_xml p where existsnode(value(p), '/teilnehmer[@nr=10006]')=1; <adresse> <ort>karlsruhe</ort> <plz>76133</plz> <strasse>schillerstr </strasse> </adresse> <adresse> <ort>karlsruhe</ort> <plz>68133</plz> <strasse>goethestr </strasse> </adresse> Wie bekommt man die Adressen wieder auseinander? XML und Datenbanken 32

33 XMLSequence select xmlsequence(extract(value(p),'/teilnehmer/adresse')) from person_xml p where existsnode(value(p),'/teilnehmer[@nr=10006]')=1; XMLTYPE(<adresse> <ort>karlsruhe</ort><plz>76133</plz> <strasse>schillerstrasse</strasse></adresse>, <adresse> <ort>karlsruhe</ort><plz>68133</plz> <strasse>goethestrasse</strasse> </adresse>) 1 Zeile wurde ausgewählt. Rückgabe vom Typ XMLSequenceType XMLSEQUENCETYPE( XMLTYPE( ), XMLTYPE( ) ) XML und Datenbanken 33

34 Rückgabe in 2 Zeilen (XMLType) Fakultät für Informatik & Wirtschaftsinformatik XMLSequence select COLUMN_VALUE from table(select xmlsequence(extract(value(p),'/teilnehmer/adresse')) from person_xml p where existsnode(value(p),'/teilnehmer[@nr=10006]')=1); <adresse><ort>karlsruhe</ort><plz>76133</plz><strasse>schillerstras se</strasse></adresse> <adresse><ort>karlsruhe</ort><plz>68133</plz><strasse>goethestrasse </strasse></adresse> 2 rows selected XML und Datenbanken 34

35 XMLType & DML DML Modifikationsfunktionen updatexml: Führt ein Update eines Wertes/Elements an der durch XPath angegebenen Stelle durch. deletexml: Löscht das/die durch XPath angegebene(n) Element(e). insertxmlbefore: Fügt eine XMLType-Instanz vor der durch XPath spezifizierten Stelle ein. appendchildxml: Fügt eine XMLType-Instanz nach der durch XPath spezifizierten Stelle ein. insertchildxml: Fügt ein XMLElement unterhalb der durch XPath spezifizierten Stelle ein (ist ein Schema angegeben erfolgt der Eintrag automatisch an der richtigen Stelle). XML und Datenbanken 35

36 updatexml select extract(value(p),'/teilnehmer/adresse') from person_xml p where existsnode(value(p), '/teilnehmer[@nr=10000]')=1; <adresse> <ort>karlsruhe</ort> <plz>76185</plz> <strasse>gellertrstrasse</strasse> </adresse> update person_xml p set value(p) = updatexml(value(p), '/teilnehmer/adresse/strasse/text()','sophienstrasse', '/teilnehmer/adresse/plz/text()','76135') where extractvalue(value(p),'/teilnehmer/@nr')=10000; <adresse> <ort>karlsruhe</ort> <plz>76135</plz> <strasse>sophienstrasse</strasse> </adresse> XML und Datenbanken 36

37 appendchildxml select extract(value(p),'/teilnehmer') from person_xml p where existsnode(value(p), '/teilnehmer[@nr=10001]')=1; <teilnehmer nr="10001"> <vorname>fritz</vorname><nachname>fleisig</nachname> </teilnehmer> update person_xml p set value(p)= appendchildxml(value(p), '/teilnehmer', XMLType('<adresse> <ort>baden Baden</ort><plz>76530</plz> <strasse>battstr 7</strasse> </adresse>')) where extractvalue(value(p),'/teilnehmer/@nr')=10001; <teilnehmer nr="10001"> <vorname>fritz</vorname><nachname>fleisig</nachname> <adresse> <ort>baden Baden</ort><plz>76530</plz><strasse>Battstr 7</strasse> </adresse> </teilnehmer> XML und Datenbanken 37

38 insertchildxml update person_xml p set value(p)= insertchildxml(value(p), '/teilnehmer', 'spitzname', XMLType('<spitzname>Mike</spitzname>')) where extractvalue(value(p),'/teilnehmer/@nr')=10001; <teilnehmer nr="10001"> <vorname>fritz</vorname> <nachname>fleisig</nachname> <adresse> <ort>baden Baden</ort> <plz>76530</plz> <strasse>metzgerstrasse 7</strasse> </adresse> <spitzname>mike</spitzname> </teilnehmer> XML und Datenbanken 38

39 update person_xml p set value(p)= deletexml( value(p), Fakultät für Informatik & Wirtschaftsinformatik deletexml '/teilnehmer/adresse') [@plz= 76530] where extractvalue(value(p),'teilnehmer/@nr')=10001; <teilnehmer nr="10001"> <vorname>fritz</vorname> <nachname>fleisig</nachname> <spitzname>mike</spitzname> </teilnehmer> XML und Datenbanken 39

40 insertxmlbefore update person_xml p set value(p)= insertxmlbefore(value(p), '/teilnehmer/spitzname', XMLType('<adresse> <ort>76189</ort> <plz>karlsruhe</plz> <strasse>breite Str. 18</strasse> </adresse>')) where extractvalue(value(p),'/teilnehmer/@nr')=10001; <teilnehmer nr="10001"> <vorname>fritz</vorname> <nachname>fleisig</nachname> <adresse> <ort>76189</ort> <plz>karlsruhe</plz> <strasse>breite Str. 18</strasse> </adresse> <spitzname>mike</spitzname> </teilnehmer> XML und Datenbanken 40

41 transform Führt XSLT-Transformation auf XMLType Instanz aus Input: XSLT-Stylesheet Beispiel (Identity Stylesheet) select value(p).transform(xmltype( <xsl:stylesheet version="1.0 xmlns:xsl=" <xsl:output method="xml" version="1.0" encoding="utf-8" indent="yes"/> <xsl:template <xsl:copy> <xsl:apply-templates node()"/> </xsl:copy> </xsl:template> </xsl:stylesheet>')) from person_xml p Das Identity-Stylesheet gibt den Input Text unverändert zurück. Durch Hinzunahme weiterer Regeln (xsl:template-elemente) können dann bestimmte Teile modifiziert werden. XML und Datenbanken 41

42 Zum Üben Generiere folgendes XML-Dokument: <geo land="frankreich "> <LANDESTEILE_T> <LANDESTEIL_T> <NAME>Haute-Normandie </NAME> <EINWOHNER> </EINWOHNER> <FLUESSE> <FLUSS_T> <NAME>Seine </NAME> <LAENGE>776</LAENGE> </FLUSS_T> </FLUESSE> </LANDESTEIL_T>... </LANDESTEIL_T>... </LANDESTEILE> </geo> XML und Datenbanken 42

43 Literatur/Quellen: Anlegen von typisierten Views: oracle-faq: Oracle, Java, XML - Integration in Oracle9iM; Rudolf Jansen ; Software & Support Verlag GmbH; 2004; 60 Seiten; ISBN ; Preis: EUR XML & Datenbanken - Konzepte, Sprachen und Systeme; Meike Klettke / Holger Meyer; dpunkt.verlag; Dezember 2002; 444 Seiten, Broschur; 42 Euro; ISBN XMLType: Vorlesung (inkl. Skript) Einführung in XML (Prof. Wegner, Uni Kassel) XML und Datenbanken 43