2. Datenbank-Programmierung

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1 2. Datenbank-Programmierung SQL ist eingeschränkt bezüglich der algorithmischen Mächtigkeit, z.b. Berechnung einer transitiven Hülle ist in Standard-SQL nicht möglich. Die Einschränkung ist von Bedeutung für die Terminierung, die Endlichkeit von Ergebnissen und die Optimierbarkeit. Für Datenbank-Anwendungen braucht man oft die vollständige Mächtigkeit einer Programmiersprache. Ansätze hierfür: Call-Schnittstelle: Bibliothek für den Zugriff auf die Datenbank Einbettung von SQL in eine Wirtssprache Erweiterung von SQL um Kontrollstrukturen Erweiterung existierender Programmiersprachen zu persistenten Programmiersprachen Objektrelationale Datenbanksysteme Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, WS 2012/13 31

2 Prozedurale Schnittstelle / Call-Schnittstelle Dem Programmierer wird eine Bibliothek von Prozeduren (bzw. Klassen und Methoden) zur Verfügung gestellt, die den Zugriff und die Manipulation der Datenbank gewährleisten. Keine eigenständige Datenbanksprache, d.h. keine direkte Nutzung von SQL im Quelltext Stattdessen: Die auszuführenden SQL-Anweisungen werden als String-Parameter über die vordefinierten Prozeduren/Methoden an das Datenbanksystem gegeben. Benötigte Softwarewerkzeuge: Compiler der Wirtssprache, Bibliothek/Treiber Vertreter: ODBC, JDBC, SQL/CLI (call level interface) Objektrelationale Datenbanksysteme Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, WS 2012/13 32

3 Prozedurale Schnittstelle (2) SQL-Anweisungen können zur Laufzeit konstruiert werden. Aus Sicht der Wirtssprache werden die SQL-Anweisungen in Form von Zeichenketten zur Verfügung gestellt. Eine syntaktische und semantische Analyse der SQL-Anweisung findet ebenfalls erst zur Laufzeit statt. Vom Datenbanksystem werden spezifische Prozeduren für die Behandlung variabler Ergebnisrelationen bereitgestellt (Cursor-Konzept, später mehr). Objektrelationale Datenbanksysteme Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, WS 2012/13 33

4 Statische Einbettung in eine Wirtssprache SQL wird als eigenständige Sprache in eine existierende Sprache (Wirtssprache, z.b. Java) eingebettet und somit direkt eingesetzt. hierzu syntaktische Kennzeichnung der SQL-Anweisungen Die Syntax und der Compiler der Wirtssprache wird nicht modifiziert. zusätzlich notwendige Softwarewerkzeuge: Precompiler Vertreter: Embedded SQL, SQLJ Objektrelationale Datenbanksysteme Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, WS 2012/13 34

5 Statische Einbettung (2) SQL-Anweisungen werden in den Programmtext eingestreut und syntaktisch gekennzeichnet. Ein Precompiler ersetzt die SQL-Anweisungen in Anweisungen für eine prozedurale Schnittstelle der Wirtssprache. Schon zur möglich. Übersetzungszeit ist eine syntaktische und semantische Analyse Das vom Precompiler generierte Programm kann anschließend von einem gewöhnlichen Compiler für die Wirtssprache übersetzt werden. Die SQL-Anweisungen müssen zur Übersetzungszeit (nahezu) feststehen. Nur Werte in Ausdrücken der Where-Klausel sind variabel. Objektrelationale Datenbanksysteme Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, WS 2012/13 35

6 Prozedurale Spracherweiterung von SQL SQL wird um Konzepte einer Programmiersprache erweitert: Variable, Kontrollstrukturen, etc.. Vorteil: engere Verbindung mit SQL möglich, Übernahme des SQL-Typsystems, kein Impedance Mismatch Nachteil: es muss eine komplett neue Sprache gelernt werden dedizierte Softwarewerkzeuge sind notwendig Vertreter: PL/SQL (und dessen Nachbauten, z.b. bei IBM DB2 oder Postgres) Objektrelationale Datenbanksysteme Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, WS 2012/13 36

7 Cursor-Konzept Gewöhnliche Programmiersprachen bieten zwar Strukturen aber keine Mengen als Datentyp an. Eine Ergebnisrelation in SQL ist aber eine Menge von Tupeln. Das Ergebnis einer SQL-Anfrage kann nicht direkt in einen Wert eines Datentyps der Wirtssprache abgebildet werden (Impedance Mismatch). Das Konzept des Cursors bietet eine abstrakte Sichtweise auf eine Ergebnisrelation. Objektrelationale Datenbanksysteme Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, WS 2012/13 37

8 Cursor Ein Cursor stellt eine Art Zeiger auf die Zeilen einer Ergebnisrelation dar. Ein gutes Bild ist es, sich den Cursor als einzeiliges Fenster auf die Ergebnisrelation vorzustellen. Dieses Fenster wird schrittweise über die Ergebnisrelation geschoben. Anwendungsprogramm C++ Cursor Datenbank SQL Anfrage Ergebnisrelation Objektrelationale Datenbanksysteme Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, WS 2012/13 38

9 Cursor-Anweisungen nach SQL-Standard DECLARE CURSOR: Mit einer Cursordeklaration wird u.a. der Name des Cursors und die zugehörige Cursortabelle (Ergebnisrelation) definiert. DECLARE Cursorname [SCROLL] CURSOR [WITH HOLD] FOR Abfrageausdruck [ORDER BY-Klausel] [Modifikationsklausel] Modifikationsklausel: FOR READ ONLY UPDATE [OF Spaltenname {, Spaltenname}] Beispiel: declare caddr cursor for select customer_id, name Objektrelationale Datenbanksysteme Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, WS 2012/13 39

10 from customer where address = Stanford Der Abfrageausdruck (Cursorformel) ist der wichtigste Bestandteil einer Cursor- Anweisung. Er legt die Cursortabelle fest. Durch SCROLL stehen zusätzliche Positionierungsmöglichkeiten des Cursors bei FETCH INTO zur Verfügung. Nur in Zusammenhang mit READ ONLY möglich. Ohne SCROLL: nur sequentieller Durchlauf WITH HOLD: Cursor bleibt über ein COMMIT hinaus im geöffneten Zustand. OPEN CURSOR: Berechnung der Ergebnisrelation OPEN Cursorname Beispiel: open caddr Objektrelationale Datenbanksysteme Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, WS 2012/13 40

11 FETCH INTO: Positioniert den Cursor auf ein bestimmtes Tupel der Cursortabelle und überträgt die Attributwerte dieses Tupels in Variablen der Wirtssprache. FETCH [[FETCH-Orientierung] FROM] Cursoname INTO Zielspez {, Zielspez } FETCH-Orientierung: NEXT PRIOR FIRST LAST ABSOLUTE wert RELATIVE wert fetch caddr into :cid, :name cid undname sind hier Hostvariablen, d.h. Variablen der Wirtssprache, die zur Aufnahme von Werten aus der Datenbank dienen. Objektrelationale Datenbanksysteme Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, WS 2012/13 41

12 UPDATE CURRENT: Ändern des aktuellen Tupels UPDATE Relationenname SET-Klausel WHERE CURRENT OF Cursorname DELETE CURRENT: Löschen des aktuellen Tupels DELETE FROM Relationenname WHERE CURRENT OF Cursorname CLOSE: Freigabe der Ergebnisrelation CLOSE Cursorname Objektrelationale Datenbanksysteme Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, WS 2012/13 42

13 2. Datenbank-Programmierung JDBC JDBC Auf separaten Folien! Objektrelationale Datenbanksysteme Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, WS 2012/13 43