java_bazy_danych.pdf

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA – Rozdzia ł 9

Rozdział 9 Obsługa baz danych w języku Java

9. 1 Obs ł uga baz danych w Javie - pakiet SQL

9.2 Utworzenie po łą czenia z baz ą danych

9.3 Sterowniki

9.4 Wys ł anie polecenia SQL

9.5 Rezultaty i ich przetwarzanie

9.1 Obsługa baz danych w Javie - pakiet SQL

Ze względu na tak dużą popularność baz danych oraz z uwagi na liczne

mechanizmy pracy z bazami danych jakie dostarcza język Java warto omówić

podstawy bibliteki Java JDBC API. JDBC jest znakiem towarowym firmy SUN (nie

jest to skrót, często tłumaczony jako Java Database Connectivity) określającym

interfejs języka Java przeznaczony do wykonywania poleceń SQL (Structured Query

Language). Strukturalny język zapytań SQL jest uniwersalnym, znormalizowanym

(Java obsługuje SQL zgodnie z normą ANSI/ISO/IEC 9075:1992, inaczej SQL-2)

językiem pracy z bazami danych. W oparciu o SQL tworzone są systemy

zarządzania bazami danych (DBMS - DataBase Management System), których rolą

jest m.in tworzenie struktury bazy, wypełnianie bazy danych, usuwanie lub

aktualizacja rekordów, nadawanie praw dostępu, itp. JDBC jest interfejsem niskiego

poziomu wywołującym bezpośrednio polecenia języka SQL. Rolę JDBC można więc

ująć w trzech punktach:

1. utworzenie połączenia z bazą danych,

2. wysłanie polecenia (poleceń) SQL,

3. przetworzenie otrzymanych wyników.

JDBC może stanowić podstawę do tworzenia interfejsów wyższego rzędu. Znane są

prace nad stworzeniem interfejsu mieszającego elementy SQL i Javy (np.

umieszczenie zmiennych Javy w SQL). Określony preprocesor wbudowanego w

Javie języka SQL tłumaczyłby stworzone rozkazy na rozkazy niskiego poziomu

zgodnie z JDBC. Inna wersja interfejsu wysokiego rzędu zakłada odwzorowanie tabel

na klasy. Każdy rekord staje się wówczas obiektem danej klasy. Tworzenie

interfejsów wyższego poziomu jest również istotne z punktu widzenia planowanego

modelu dostępu do bazy danych. Popularna dwu-warstwowa metoda dostępu (two-

tier) daje bezpośredni dostęp do bazy danych (aplikacja/applet - baza danych) .

Oznacza to, że musimy znać format danych bazy by móc pobrać lub zmienić

informacje. W przypadku bardziej uniwersalnym dodaje się trzecią warstwę w modelu

dostępu do bazy (aplikacja/applet (GUI) - serwer - baza danych). W modelu trzy

punktowym stosuje się interfejs wyższego poziomu po to aby struktura dostępu do

bazy danych stanowiła pewną abstrakcję, co umożliwia tworzenie różnych klientów

bez potrzeby zagłębiania się w szczegóły protokołów wymiany danych z bazą. Tak

stworzona konstrukcja dostępu do bazy danych uwalnia klienta od znajomości

organizacji bazy danych, co za tym idzie możliwe są prawie dowolne modyfikacje

ustawień bazy danych np. kilka rozproszonych baz zamiast jednej.

Istnieją inne interfejsy dostępu do baz danych jak na przykład popularny Open

DataBase Connectivity firmy Microsoft. Jednak korzystanie z ODBC przez programy

Javy nie stanowi dobrego rozwiązania ponieważ:

9-3

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA –

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA – Rozdzia ł 9

1. występuje różnica języków programowania - ODBC jest stworzony w C, a co za

tym idzie konieczna konwersja porzuca cechy języka Java, a często staje się nie

realizowalna ze względu na inne koncepcje np. problem wskaźników

2. korzystanie z ODBC jest znacznie trudniejsze, a nauka pochłania zbyt dużo

czasu,

3. praca z ODBC wymaga ręcznych ustawień na wszystkich platformach klientów,

podczas gdy korzystanie z JDBC umożliwia automatyczne wykorzystanie kodu JDBC

na wszystkich platformach Javy począwszy od komputerów sieciowych do

superkomputerów.

W okresie wprowadzania języka Java oraz sterowników JDBC stworzono (JavaSoft)

mosty JDBC-ODBC, będące rozwiązaniem dla tych, którzy korzystają z baz danych

nie posiadających innych, "czystych" sterowników JDBC.

9.2 Utworzenie połączenia z bazą danych

Stworzenie połączenia z bazą danych polega utworzeniu obiektu Connection.

W tym celu stosuje się jedną ze statycznych metod DriverManager.getConnection().

Każda metoda getConnection() zawiera jako argument adres URL dostępu do bazy

danych. Adres ten definiowany jest poprzez trzy człony:

o l l

Pierwszy element adresu jest stały i nosi nazwę jdbc. Określa on typ protokołu.

Kolejny element stanowi nazwa sterownika lub mechanizmu połączenia do bazy

danych. Przykładowo mogą to być nazwy: msql - sterownik dla bazy mSQL, odbc -

mechanizm dla sterowników typu ODBC. Ostatna część adresu zawiera opis

konieczny do zlokalizowania bazy danych. Element ten zależy od sterownika czy

mechanizmu połączeń i może zawierać dodatkowe rozszerzenia zgodnie z koncepcją

przyjętą przez twórcę sterownika. Standardowo omawiana część adresu wygląda

następująco:

Przykładowe pełne adresy url mogą wyglądać następująco:

j j

b i i

j j

q l l

. i i

g i i

Jedna z metod getConnection() umożliwia dodatkowo przesłanie nazwy użytkownika

i hasła dostępu do bazy danych:

t i i

(

r i i

r l l

r i i

)

Połączenie byłoby niemożliwe bez istnienia sterowników. Zarządzaniem

sterownikami, które zarejestrowały się za pomocą metody

DriverManager.registerDriver() zajmuje się klasa DriverManager (np. metody

getDriver(), getDrivers()). Klasy sterowników powinny zawierać kod statyczny (static

{}), który w wyniku ładowania tych klas stwarza obiekt danej klasy automatycznie

rejestrującej się za pomocą metody DriverManager.registerDriver(). Ładowanie

sterownika (a więc jego rejestracja) odbywa się najczęściej poprzez wykorzystanie

9-4

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA –

j j

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA – Rozdzia ł 9

metody Class.forName(). Ta metoda ładowania sterownika nie zależy od ustawień

zewnętrznych (konfiguracji sterowników) i ma charakter dynamiczny. Przykładowe

ładowanie sterownika o nazwie "oracle.db.Driver" wykonane jest poprzez

zastosowanie metody Class.forName("oracle.db.Driver"). Fragment kodu obrazujący

etap łączenia się z bazą danych ukazano poniżej:

String url = "jdbc:odbc:kurs";

// przykładowa nazwa drivera - slowo "kurs" jest nazwą zasobów

//definiowaną w ODBC dla bazy np. pliku tekstowego

String username = ""; //brak parametrów dostępu do pliku tekstowego

String password = "";

try {

Class.forName("sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver");

//ładowanie sterownika - most JDBC-ODBC

} catch (Exception e) {

System.out.println("Blad ladowania sterownika JDBC/ODBC.");

return;

}

Connection c = null;

try {

c = DriverManager.getConnection (url, username, password); //połączenie

} catch (Exception e) {

System.err.println("Wystapil problem z polaczeniem do "+url);

}

Powyższy przykład zakłada rejestrację w ODBC bazy tekstowej o dostępie "kurs" i

wskazanie odpowiedniego katalogu.

9.3 Sterowniki

Sterowniki, a więc pakiety kodu zawierającego implementację deklarowanych

klas i metod (obsługa dostępu do bazy, np. implementacja metod interfejsu ResultSet

jak first() getInt(); itp.) są zazwyczaj dzielone na cztery grupy:

a. sterowniki JDBC odwzorowujące żądaną funkcjonalność na funkcjonalność

sterowników Open Database Connectivity – ODBC. Sterowniki te oznaczanę są

często jako mosty JDBC-ODBC. Sun standardowo dostarcza swoją wersję

mostu.

b. Sterowniki JDBC odwzorowujące żądaną funkcjonalność na funkcjonalność

dostępną poprzez sterowniki binarne danej bazy danych.

c. Sterowniki JDBC odwzorowujące żądaną funkcjonalność na funkcjonalność

oprogramowania pośredniczącego w komunikacji z serwerem bazy danych, czyli

z następuje tłumaczenie poleceń.

d. Sterowniki JDBC odwzorowujące żądaną funkcjonalność na funkcjonalność

serwera bazy danych. Jest to w pełni zgodne z Javą rozwiązanie, które zapewnia

najczęściej twórca oprogramowania serwera bazy danych.

Poniższy fragment kodu demonstruje zasady tworzenia połączenia i wykorzystywania

kodu zdalnego (sterowniki) dla bazy danych „qabase” pracującej na serwerze Msql:

try{

9-5

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA –

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA – Rozdzia ł 9

}

String URL = "jdbc:msql://biomed.eti.pg.gda.pl:1114/qabase";

String username ="msql";

String password="";

s=null;

con=null;

try{

con=DriverManager.getConnection(URL,username,password);

s=con.createStatement();

}catch (Exception e) {

System.err.println("Błąd połączenia z "+URL);

}

W przypadku apletu sterowniki (pakiet kodu) musi być zainstalowany na serwerze

WWW tam, skąd pochodzi aplet.

9.4 Wysłanie polecenia SQL

W celu wysłania polecenia SQL należy stworzyć obiekt Statement. Obiekt ten

stanowi kontener dla wykonywanych poleceń SQL. Wykorzystywane są dodatkowo

dwa kontenery: PreparedStatement oraz CallableStatement. Obiekt Statement jest

wykorzystywany do wysyłania prostych poleceń SQL nie zawierających parametrów,

obiekt PreparedStatement używany jest do wykonywania prekompilowanych

(przygotowanych - prepared) poleceń SQL zawierających jedno lub więcej pól

parametrów (oznaczanych znakiem "?"; tzw. parametry IN), natomiast obiekt

CallableStatement jest wykorzystywany do stworzenia odwołania (call) do

przechowywanych w bazie danych procedur. W celu stworzenia obiektu dla

opisanych wyżej interfejsów wykorzystuje się trzy odpowiednie metody interfejsu

Connection: createStatement() - dla interfejsu Statement, prepareStatement() - dla

interfejsu PreparedStatement oraz prepareCall() dla interfejsu CallableStatement.

Przykładowo fragment kodu tworzący obiekt wyrażenia Statement może wyglądać

następująco:

Connect i ion c = nu l l l l;

try {

c = Dr i iverManager.getConnect i ion (ur l l, username, password); //po ł ł ł ą ączen i ie

Statement s = c.createStatement(); // tworzymy ob i iekt wyra ż żen i ia

} catch (Except i ion e) {

System.err.pr i int l ln("W ystap i i l l prob l lem z po l laczen i iem do "+ur l l);

}

Posiadając obiekt Statement można wykorzystać trzy podstawowe metody

umożliwiające wykonanie polecenia SQL. Pierwsza z metod executeQuery() jest

używana do wykonywania poleceń, których efekt daje pojedynczy zbiór rezultatów

ResultSet np. wyrażenie SELECT - wybierz. Drugą metodę executeUpdate()

wykorzystuje się przy wykonywaniu poleceń INSERT, UPDATE oraz DELETE a

9-6

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA –

Class.forName("com.imaginary.sql.msql.MsqlDriver");

}catch (Exception e){

System.out.println("Błąd wczytywania sterowników");

return;

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA – Rozdzia ł 9

także wyrażeń typu SQL DDL (Data Definition Language - język definicji danych) jak

CREATE TABLE i DROP TABLE. Efekt działania pierwszych trzech poleceń daje

modyfikację jednej lub więcej kolumn w zero i więcej wierszach tabeli. Zwracana

wartość w wyniku działania metody executeUpdate() to liczba całkowita wskazująca

ilość rzędów, które podlegały modyfikacjom. Dla wyrażeń SQL DDL zwracana

wartość jest zawsze zero. Metoda execute() jest rzadko używana, ponieważ jest

przygotowana do obsługi poleceń zwracających więcej niż jeden zbiór danych (więcej

niż jeden obiekt ResultSet). Obsługa zwracanych danych jest więc kłopotliwa stąd

metoda ta jest wykorzystywana dla obsługi specjalnych operacji. W przypadku

obiektu PreparedStatement interfejs definiuje własne metody execute(),

executeUpdate() oraz executeQuery(). Dlaczego? Czy nie wystarczy, że interfejs

PreparedStatement dziedziczy wszystkie metody interfejsu Statement, a więc i te

omawiane. Otóż nie. Obiekty Statement nie zawierają wyrażenia SQL, które musi być

podane jako argument do ich metod. W przypadku obiektu PreparedStatement

wyrażenie SQL musi być przygotowane – obiekt zawiera prekompilowane wyrażenie

SQL. Dlatego wykonanie odpowiedniego polecenia polega na wywołaniu metody dla

obiektu PreparedStatement bez podawania żadnego argumentu.

Poniżej przedstawiono porównanie wykonania polecenia SQL dla obiektu Statement

oraz obiektu PreparedStatement:

Statement:

stat i ic Str i ing SQL = "INSERT INTO kurs VALUES ( ' 'Mar i iusz ' ', ' 'MK ' ', 28)";

Statement s=...

s.executeUpdate(SQL);

PreparedStatement:

Connect i ion c=...

PreparedStatement ps = c.prepareStatement("INSERT INTO kurs VALUES (?, ?,

?)");

ps.setStr i ing( 1 1,"Mar i iusz");

ps.setStr i ing(2,"MK");

ps.setInt( 1 1, 28);

ps.executeUpdate();

W pracy z zewnętrznymi procedurami przechowywanymi poza kodem programu

istotą wykorzystania Javy jest stworzenie wyrażenia typu CallableStatement poprzez

podanie jako parametru metody Connection.prepareCall() sekwencji ucieczki typu

{call procedure_name[(?, ?)]} lub {? = call procedure_name[(?, ?)]} w przypadku gdy

procedura zwraca wartość. Jak widać istota polega na znajomości nazwy i

parametrów obsługiwanej procedury. Parametry ustawia się tak jak dla wyrażeń

PreparedStatement natomiast pobiera się metodami getXXX(). Wykonanie polecenia

(poleceń) procedury odbywa się poprzez wykorzystanie metody execute().

Posiadając wiedzę na temat stworzenia połączenia oraz przygotowywania i

wykonywania wyrażeń można wykonać dwa przykładowe programy. Programy te

wymagają ustawienia w ODBC systemu Win95/NT (Panel sterowania): dodanie

ODBC typu plik tekstowy, nazwa udziału: kurs, katalog: c:\kurs\java. Ustawienia te są

konieczne ponieważ wykorzystany zostanie pomost JDBC-ODBC jako sterownik do

bazy danych. Obydwa programy generują to samo: bazę danych (pliki) o nazwie kurs

9-7

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA –

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: