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- JDBC -1 JDBC Java Database Connection (dal corso dei Servizi Web)

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Presentazione sul tema: "- JDBC -1 JDBC Java Database Connection (dal corso dei Servizi Web)"— Transcript della presentazione:

1 - JDBC -1 JDBC Java Database Connection (dal corso dei Servizi Web)

2 - JDBC -2 Java Database Connection (JDBC) - I API sviluppati per offrire interfaccia standardizzata tra applicazioni Java ed i database relazionali (RDBMS) package java.sql Requisiti: –consistente con metodologie java (basato su modello client server) –basato su classi, interfacce, oggetti e package –facilmente implementabile su database esistenti e su diversi middleware per sistemi distribuiti

3 - JDBC -3 Java Database Connection (JDBC) - II Funzionalità: –offre connessione a dati relazionali da codice Java –supporta lesecuzione di query SQL (Structured Query Language) e lanalisi dei risultati delle query –offre metodi per accedere a RDBMS SQL-compliant, astraendo da dettagli implementativi del database (MS Access? Oracle? …?) e dei suoi API specifici dettagli di comunicazione con i database specifici –permette ad applicazione di connettersi a più database diversi (anche eterogenei) attraverso database drivers differenziati

4 - JDBC -4 JDBC e ODBC JDBC basato su –linguaggio di interrogazione SQL –interfaccia di comunicazione X/Open CLI ODBC (Open Database Connectivity) –creato inizialmente per offrire API standard per accesso SQL a piattaforme Microsoft Windows –poi esteso ad altre piattaforme –definisce funzioni per accesso diretto ai dati (quindi non poi così standard)

5 - JDBC -5 CLI: X/Open Call Level Interface API standard per accesso a database relazionali interfaccia di comunicazione con database definita originariamente per ODBC indipendente da piattaforma e da database basata su idea di –includere statement SQL in applicazione programmata con linguaggio ad alto livello –pre-processare gli statement per generare chiamate di funzioni native del database implementata in C (e Cobol)

6 - JDBC -6 Java, SQL e CLI JDBC sviluppato partendo da specifiche di driver ODBC esistenti e di CLI, per identificare caratteristiche comuni e offrire interfaccia di comunicazione –compatibile con tutti i driver –facilmente implementabile in Java Risultato: interfacce per accesso a database che possono essere –implementate su driver ODBC esistenti (prime versioni) –direttamente integrate nel database, senza passare attraverso ODBC (oggi molto diffuso)

7 - JDBC -7 Architettura di JDBC - I Application Driver Manager Database Specific Driver Connection Statement ResultSet 1) Applicazione istalla DriverMgr e istanzia 1 o più JDBC drivers (specifici per DB) 2) Applicazione chiede Connection object a DriverMgr e lo usa per comunicare con DB (via Statement SQL) 3) Tabelle risultato contenute in oggetti ResultSet interrogabili Database Specific Driver Connection Statement ResultSet

8 - JDBC -8 Architettura di JDBC - II DriverManager: classe che permette di istallare i driver per laccesso ai database Driver: interfaccia –I venditori di DBMS implementano interfaccia (metodi di accesso al loro database) –Driver JDBC traduce le chiamate JDBC negli API specifici del database NB: DriverManager e applicazione usano le interfacce, non le implementazioni Software delle applicazioni indipendente dal particolare database

9 - JDBC -9 Tipi di connessioni tra database drivers e database servers JDBC-ODBC Bridge Part Java, part native driver Intermediate Database Access Server Pure Java Drivers

10 - JDBC -10 JDBC-ODBC Bridge Java Application Data Source JDBC API JDBC-ODBC Bridge ODBC API ODBC Layer JDBC driver : traduce le chiamate JDBC in chiamate ODBC invia chiamate ODBC al database usando librerie ODBC delega il database allesecuzione delle chiamate poco efficiente per livelli multipli e traduzioni intermedie client che gestisce applicazione deve istallare JDBC-ODBC Bridge API e ODBC driver Processo 1 Processo 2

11 - JDBC -11 Part Java, part native driver Java Application Data Source JDBC API JDBC Driver Vendor specific API JDBC driver traduce chiamate JDBC in chiamate specifiche per DB DB processa richieste e invia risultati attraverso API specifica API invia risultati a JDBC driver JDBC driver traduce risultati in JDBC standard e invia ad applicazione + efficiente (- livelli di traduzione, uso completo di API specifiche) MA: client deve istallare driver e API nativi del DB

12 - JDBC -12 Intermediate database access server Java Application Data Source JDBC API JDBC Driver Driver Server intermedio connette più client Java a più DB server JDBC Driver Server accessibile via listener, fa da gateway verso i server dei DB applicazione invia richiesta JDBC via JDBC Driver a Driver Server Driver Server completa la richiesta attraverso native driver JDBC Driver Server nasconde dettagli di connessioni ai database servers protocollo di comunicazione con Driver Server è specifico, ma Driver Server può usare protocolli per comunicare con DB JDBC Driver Server Native Driver

13 - JDBC -13 Pure Java Drivers Java Application Data Source JDBC API JDBC Driver JDBC driver converte chiamate JDBC in chiamate in rete dirette utilizzando protocolli di rete specifici del database (socket) + efficiente dei primi due tipi di driver semplice da utilizzare perchè non richiede di avere librerie o software speciali I principali produttori di database offrono JDBC driver puri per accedere ai propri DB. Una lista di JDBC driver:

14 - JDBC -14 JDBC - classi e interfacce java.sql.DriverManager: classe. Offre funzionalità di gestione dei database driver java.sql.Driver: interfaccia. Astrae i dettagli del protocollo di connessione al database. I produttori di database implementano linterfaccia java.sql.Connection: interfaccia. Astrae i dettagli dellinterazione con il database. Permette di inviare statement SQL e di leggere i risultati dellesecuzione degli statement. I produttori di database implementano linterfaccia

15 - JDBC -15 InstantDB Useremo InstantDB come JDBC driver (Java puro) connessione a database esistente e interrogazione creazione di database queste operazioni possono essere eseguite scrivendo un codice indipendente dalle caratteristiche di InstantDB (o quasi …) tuttavia, per utilizzare il Driver di instantDB, è necessario che il proprio CLASSPATH includa le classi (file jar) del pacchetto (vd. dopo)

16 - JDBC -16 Connessione a database via JDBC driver - I import java.sql.*; public class QueryDB { static Connection con ; public static void main (String args[]) { try { Class.forName("org.enhydra.instantdb.jdbc.idbDriver"); // LOCATION OF YOUR properties FILE: String url = "jdbc:idb:movies.prp"; con = DriverManager.getConnection(url); queryDB(); metodo che esegue gli statement SQL con.close(); } catch (SQLException e) {System.err.println(e);} }

17 - JDBC -17 Connessione a database via JDBC driver - II … public static void main (String args[]) { try { Class.forName("org.enhydra.instantdb.jdbc.idbDriver");... String url = "jdbc:idb:movies.prp"; con = DriverManager.getConnection(url); … con.close(); } catch (SQLException e) {System.err.println(e);} } Carico driver specifico di DB in DriverManager URL di database: path relativo Chiedo a DriverManager connessione a database Chiudo connessione

18 - JDBC -18 java.sql.DriverManager - I Classe java.sql.DriverManager fornisce livello intermedio per accedere a database driver da applicazione permette ad una stessa applicazione di utilizzare + driver ( + database diversi) in contemporanea offre metodi statici per stabilire connessione con DB offre anche metodi per vedere quali driver sono in uso dallapplicazione etc., ma trascuriamo questo argomento

19 - JDBC -19 java.sql.DriverManager - II Classe java.sql.DriverManager richiede che i driver necessari allapplicazione siano registrati prima di essere usati –Class.forName("org.enhydra.instantdb.jdbc.idbDriver"): registrazione di driver –a run time, ClassLoader carica la classe (org. enhydra...) usando CLASSPATH, crea istanza della classe ed esegue codice di inizializzazione della classe –nel codice di inizializzazione cè la registrazione (automatica) di unistanza del driver presso il DriverManager –fatta la registrazione, applicazione può richiedere a DriverManager una connessione al database Driver

20 - JDBC -20 JDBC URL di un Database Driver Simile a URL (Uniform Resource Locator) internet serve per identificare un driver rappresenta il driver e informazioni specifiche per localizzare il database e per connettervisi –jdbc: : –jdbc indica il protocollo (unico) –subprotocol: identifica un database driver, un meccanismo di connessione al database –subname: sintassi specifica per driver Esempio: jdbc:idb:movies.prp /usr/home/studenti/labgroup/labsweb/sweb40/movies.prp –movies.prp: file di properties del database, usato da instantDB (specifica uso di cache, transazioni,...) Path assoluto: non dipende da directory in cui viene eseguito Java

21 - JDBC -21 Connessione a Database - I java.sql.DriverManager: metodi per ottenere connessione a database –public static Connection getConnection(String url) throws SQLException –public static Connection getConnection(String url, java.util.Properties info) throws SQLException –public static Connection getConnection(String url, String user, String password) throws SQLException Applicazione chiede connessione a DriverManager: Connection con = DriverManager.getConnection(url); Applicazione riceve oggetto di tipo java.sql.Connection

22 - JDBC -22 Connessione a Database - II Metodi getConnection() invocano metodo connect() di Driver per stabilire connessione con database server – astrazione da specifiche di driver e database server I metodi sono synchronized oggetto java.sql.Connection non può essere preso da più di 1 thread dellapplicazione Si può specificare timeout di attesa per collegamento a database (setLoginTimeout) Le properties specificate per la connessione (o nellURL, come per instantDB) dipendono dal driver

23 - JDBC -23 java.sql.Connection - I Connection con = DriverManager.getConnection(url); Oggetto java.sql.Connection astrae da particolarità di connessione –A seconda del tipo di driver e database server, connessione può richiedere collegamento in rete a database server o altro –DB embedded non richiedono connessione fisica Connection object passato ad applicazione permette di creae statement SQL ed eseguirli per interrogare DB in modo indipendente dal tipo di collegamento

24 - JDBC -24 java.sql.Connection - II Metodi per creazione di statement SQL Statement createStatement() throws SQLException –creazione statement SQL senza parametri PreparedStatement prepareStatement(String sql) throws SQLException –creazione statement SQL con parametri CallableStatement prepareCall(String sql) throws SQLException –invocazione di procedure

25 - JDBC -25 java.sql.Connection - III A termine operazioni, chiudere connessione (DB accettano # max di connessioni prefissato) – con.close(); Chiusura di connessione può essere inserita in blocco finally per liberare risorse indipendentemente da successo di interrogazione try { con = DriverManager.getConnection("jdbc:idb:movies.prp"); … // query the DB } catch (SQLException e) {System.err.println(e);} finally { try {con.close();} } catch (SQLException e) {System.err.println(e);}

26 - JDBC -26 Interfaccia java.sql.Statement Interfaccia per esecuzione di query SQL completamente specificate offre metodi indipendenti da DB per fare query SQL –ResultSet executeQuery(String sql) throws SQLException interrogazione SQL con risultato –int executeUpdate(String sql) throws SQLException esecuzione di statements SQL senza risultato (creazione tabelle, aggiornamento tabelle,...) restituisce numero di tuple coinvolte nelloperazione –boolean execute(String sql) throws SQLException invocazione procedure che restituiscono risultati multipli, o stringhe SQL sconosciute

27 - JDBC -27 Interfaccia java.sql.ResultSet Interfaccia per ispezione dei risultati di query SQL –offre metodi di ispezione dei metadati del risultato String getCatalogName() String getTableName() int getColumnCount() String getColumnName() int getColumnType(), ………… –risultato (tabella) rappresentato come enumerazione di tuple con cursore di scorrimento delle tuple interfaccia implementata da produttori di DB

28 - JDBC -28 JDBC Types - I JDBC offre insieme di tipi di dati mappabili su tipi di dati SQL e Java. Vd. Java.sql.Types class. Tra questi:

29 - JDBC -29 JDBC Types - II I tipi di dati sono identificati da costanti intere della classe java.sql.Types Linterfaccia ResultSet offre metodi getXXX() per ottenere i valori di campi di tipi diversi. I metodi effettuano il mapping da tipi JDBC a tipi java: –getString(String columnName), getString(int colNumber) –getDate(String columnName), getDate(int colNumber) –getInt(String columnName), getInt(int colNumber) –getURL(String columnName), getURL(int colNumber) –getObject(String columnName), getObject(int colNumber) –…… NB: le colonne sono numerate a partire da 1

30 - JDBC -30 Esempio di database Database CATALOG:

31 - JDBC -31 Interrogazione e analisi Metadati - I public static void queryDB() throws SQLException { Statement statement = con.createStatement(); String sql = "SELECT * FROM CATALOG"; ResultSet rs = statement.executeQuery(sql); ResultSetMetaData metaData = rs.getMetaData(); int num = metaData.getColumnCount(); System.out.println("Numero di colonne: " + num); for (int i=1; i<=num; i++) { System.out.println(metaData.getColumnName(i) + " " + metaData.getColumnType(i)); }

32 - JDBC -32 Interrogazione e analisi Metadati - II public static void queryDB() throws SQLException { Statement statement = con.createStatement(); String sql = "SELECT * FROM CATALOG"; ResultSet rs = statement.executeQuery(sql);... }} Creo statement SQL Eseguo statement Catturo risultato: il risultato della query è la sequenza di tutte le tuple della tabella CATALOG (la clausola where è vuota…) Definisco statement SQL

33 - JDBC -33 Interrogazione e analisi Metadati - III public static void queryDB() throws SQLException { Statement statement = con.createStatement(); String sql = "SELECT * FROM CATALOG"; ResultSet rs = statement.executeQuery(sql); ResultSetMetaData metaData = rs.getMetaData(); int num = metaData.getColumnCount(); System.out.println("Numero di colonne: " + num); for (int i=1; i<=num; i++) { System.out.println(metaData.getColumnName(i) + " " + metaData.getColumnType(i)); }} Estraggo metadati di risultato Interrogo oggetto metadati Colonne numerate a partire da 1

34 - JDBC -34 Interrogazione e analisi risultato - I public static void queryDB() throws SQLException { Statement statement = con.createStatement(); ResultSet rs = statement.executeQuery(SELECT * FROM CATALOG); while (rs.next()) { System.out.println(rs.getString("TITLE") + ", "+ rs.getDate("RELEASE_DATE")); } Scorro le tuple del risultato con il cursore Prelevo valore colonne da tupla corrente NB: potrei anche scorrere le colonne della tupla per numero, da 1 a metadata.getColumnCount()...

35 - JDBC -35 Query SQL Rispettano la sintassi di SQL (base). Alcuni esempi: Data una tabella T con campi C1, … Cn SELECT C1, C3, C4 FROM T SELECT T.C1 FROM T WHERE T.C2 = pippo SELECT * FROM T WHERE T.C2 = pippo Data una tabella T con campi C1, … Cn ed una tabella R con campi R1, …, Rm SELECT C1 FROM T AS TAB1 JOIN R AS TAB2 ON TAB1.C1 = TAB2.R1 WHERE TAB1.C2 = pippo SELECT * FROM T AS TAB1 JOIN R AS TAB2 ON TAB1.C1 = TAB2.R1

36 - JDBC -36 Interfaccia java.sql.PreparedStatement - I Simile a java.sql.Statement, ma serve per preparare query non completamente specificate: –gli statement possono contenere variabili, indicate con ? –SELECT TITLE FROM CATALOG WHERE TYPE = ? –le variabili permettono di passare parametri dinamicamente agli statement –utili quando a tempo di compilazione non si hanno info necessarie per specificare completamente la query –Es: clausola WHERE di una query SQL –Es: valori di una query SQL di tipo INSERT (vd dopo)

37 - JDBC -37 Interfaccia java.sql.PreparedStatement - II Interfaccia java.sql.Connection offre metodo –PreparedStatement prepareStatement(String sql) throws SQLException PreparedStatement offre metodi –ResultSet executeQuery(String sql) throws SQLException –int executeUpdate(String sql) throws SQLException –boolean execute(String sql) throws SQLException –setString(int i, String s) assegna alli-mo parametro unbound la stringa s –setDate(int parNumber, java.sql.Date date) assegna alli-mo parametro unbound la data date –….. Un metodo per ogni tipo di dato JDBC …….

38 - JDBC -38 Esempio di uso di PreparedStatement - I public static void queryDB(String actorName) throws SQLException { String sql = "SELECT * FROM CATALOG + WHERE CATALOG.LEAD_ACTOR = ?"; PreparedStatement statement = con.prepareStatement(sql); statement.setString(1, actorName); ResultSet rs = statement.executeQuery(sql); …………….. } Assegno il valore di actorName al primo parametro della query

39 - JDBC -39 Esempio di uso di PreparedStatement - II String sql = INSERT INTO CATALOG(TITLE, LEAD_ACTOR, + LEAD_ACTRESS, TYPE, RELEASE_DATE) + VALUES(?, ?, ?, ?, ?)); PreparedStatement statement = con.prepareStatement(sql); … String title = AI; … statement.setString(1, title); statement.setString(2, actorName); statement.setString(3, actressName); statement.setString(4, type); statement.setString(5, rDate); statement.executeUpdate(); … }

40 - JDBC -40 Creazione di database con JDBC Si distingue la creazione del database, privo di tabelle, dalla creazione delle tabelle stesse –un database instantDB può ospitare molte tabelle diverse –questo approccio è tipico: anche Oracle è organizzato così (administrator crea il DB, altri utenti caricano tabelle in DB) Database instantDB hs 4 directory principali: (contengono dati relativi a tabelle e file di log di sistema) tables indexes tmp system

41 - JDBC -41 Creazione Tabelle - I Dato un DB già creato, si utilizzano statement SQL per –creare tabelle nel DB –popolare tabelle La connessione al DB è del tutto analoga al caso di interrogazione di DB (via DriverManager e Connection) Tuttavia, i database server possono avere particolarità individuali. Es: –Cloudscape richiede che in fase di connessione si specifichi la property create=true: con = DriverManager.getConnection(url+Movies;create=true); –InstantDB offre modalità di creazione e popolamento DB da file (non lo vediamo) e richiede esecuzione di statement DROP TABLE – verificare specificità del DB server da utilizzare

42 - JDBC -42 Creazione Tabelle - II import java.sql.*; import java.io.*; public class CreaTabelle { Connection con = null; Statement statement = null; public void init() throws SQLException,ClassNotFoundException { Class.forName("org.enhydra.instantdb.jdbc.idbDriver"); con = DriverManager.getConnection("jdbc:idb:movies.prp"); } public void close() throws SQLException { try {con.close();} catch (SQLException e) { throw e;} }

43 - JDBC -43 Creazione Tabelle - III public void createTables() throws SQLException { statement = con.createStatement(); statement.execute("DROP TABLE CATALOG"); statement.executeUpdate("CREATE TABLE CATALOG" + "(TITLE VARCHAR(256) PRIMARY KEY NOT NULL, " + "LEAD_ACTOR VARCHAR(256) NOT NULL," + "RELEASE_DATE DATE NOT NULL)"); } Specifico di InstantDB Statement di creazione tabella CATALOG NB: executeUpdate!! Definizione campi della tabella NB: dopo creazione tabella esistono i suoi metadati

44 - JDBC -44 Popolamento Tabelle public void insertMovies() throws SQLException,IOException { BufferedReader br=new BufferedReader(new FileReader("m.txt")); String rDate = ""; try { do {title = br.readLine(); rDate = br.readLine(); String sql = "INSERT INTO CATALOG (TITLE, " + "LEAD_ACTOR, LEAD_ACTRESS, TYPE, RELEASE_DATE) "+ "VALUES('"+title+"','"+leadAct+ "','"+rDate+ "')"; statement.executeUpdate(sql);} while (br.readLine() != null); statement.close(); } catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {br.close();} } Inserimento tuple in tabella Austin Powers Mike Myers Liz Hurley Comedy Rain Man Tom Cruise... Chiusura statement

45 - JDBC -45 Il main... public static void main (String args[]) { CreaTabelle movies = new CreaTabelle(); try { movies.init(); movies.createTables(); movies.insertMovies(); movies.close(); } catch (SQLException sqlException) { while (sqlException != null) { sqlException.printStackTrace(); sqlException = sqlException.getNextException(); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } Catturo eventuali eccezioni multiple Eventualmente in clausola finally

46 - JDBC -46 Istruzioni per uso di instantDB - I Per utilizzare instantDB bisogna avere nel proprio CLASSPATH il path dei 3 file jar che costituiscono il pacchetto (idb.jar, jta-spec_1.0.1.jar, idbexmpl.jar) I 3 file sono salvati nella home docenti/liliana salvare file di ambiente DBEnv.sh nella directory dellesercizio (o sotto etc, se si preferisce…) eseguire source DBEnv.sh per aggiornare il proprio CLASSPATH a questo punto si possono compilare ed eseguire le classi java che usano instantDB NB: laggiornamento dellambiente va fatta ad ogni sessione di lavoro in cui si vuole usare un DB creato con instantDB

47 - JDBC -47 Istruzioni per uso di instantDB - II Creazione nuovo database instantDB –avviene in automatico alla prima esecuzione della classe di creazione delle tabelle (CreaTabelle.class) Creazione tabelle –java [packageName.]CreaTabelle esegue classe: crea tabella CATALOG e la popola NB: creazione e popolamento possono essere fatti in tempi diversi se si scrive il codice in classi separate. Basta collegarsi ogni volta al database Per rigenerare database: cancellare tables, indexes, system e tmp e rieseguire CreaTabelle.class

48 - JDBC -48 Esercizio di laboratorio - I (Caricare il file di ambiente DBEnv.sh) Creare nella propria area di gruppo (direttamente sotto swebi) una directory movieDB Salvare in movieDB il file movies.prp di property del DB Definire la classe CreaTabelle.java che crea (il DB) le tabelle dei film e degli attori: CATALOG, ACTOR CATALOG ACTOR Campi: Titolo film (ID), attore protagonista, attrice protagonista, tipo di film, data di pubblicazione Campi: Nome e cognome (ID), città di nascita, anno di nascita

49 - JDBC -49 Esercizio di laboratorio - II Definire i file movie.txt e actor.txt che specificano le tuple delle due tabelle Aggiungere alla classe CreaTabelle i metodi per popolare le due tabelle (ed il main) –(NB: la classe deve avere package movieDB) Definire la classe QueryDB.java che –interroga i metadati delle tabelle CATALOG e ACTOR per scoprire quante colonne hanno e che nome e tipo ha ciascuna colonna –imposta una query sulla tabella CATALOG per scoprire la descrizione completa di tutti i film inclusi nella tabella il titolo ed il tipo dei film con attore principale Tom Cruise … –imposta una query con JOIN sulle due tabelle CATALOG e ACTOR –… query con AND nella clausola WHERE, … –….


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