Docente: Gabriele Lombardi lombardi@dsi.unimi.it DBMS & SQL: java.sql.* Docente: Gabriele Lombardi lombardi@dsi.unimi.it © 2010 - CEFRIEL

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Sommario Introduzione Un esempio pratico JDBC Query in java.sql.* SLIDE CONTENUTO Introduzione Il problema, le astrazioni Un esempio pratico Creiamo un DB di esempio con Derby JDBC Architettura, accedere a un DBMS, drivers Query in java.sql.* Query native, parametriche, tipi di dato parrticolari Transazioni Classiche, savepoint, … Persistenza con JPA Utilizzo di JPA con J2SE Quering con JPA EJB-QL e query in varie forme © 2010 - CEFRIEL

Introduzione Problema: modalità di connessione/autenticazione; accedere a un DBMS da Java “ignorando” i dettagli comunicativi con il DBMS in questione: modalità di connessione/autenticazione; database a cui ci si sta connettendo; variazioni sulla sintassi SQL standard; tipi di dato, funzionalità, … utilizzare uno strumento OO per accedere a un DB. Soluzione: JDBC, ispirato a ODBC: java.sql.** e javax.sql.**; interfacce descrivono le funzionalità; driver custom per ogni DBMS offre le implementazioni; indirizzo JDBC (stringa) definisce DBMS, DB e autenticazione; DriverManager identifica il driver giusto e ne offre i servizi; tutto in maniera trasparente per l’utilizzatore. © 2010 - CEFRIEL

Derby setup Installazione: lo si trova in “Sun\SDK\javadb”; scaricare ed eseguire il tool di installazione dal sito della Sun se non si ha già derby; installando SJSAS derby è installato ed incluso: lo si trova in “Sun\SDK\javadb”; “javadb\frameworks\NetworkServer\bin” contiene i tools che ci permettono di usarlo. Configurazione: DERBY_HOME: path fino a “javadb”; PATH: aggiungere path fino a bin; CLASSPATH: agginugere: $DERBY_HOME/lib/derby.jar; $DERBY_HOME/lib/derbytools.jar; $DERBY_HOME/lib/derbynet.jar; $DERBY_HOME/lib/derbyclient.jar © 2010 - CEFRIEL

Derby tools A disposizione dalla cartella bin di javadb: setNetworkClientCP setNetworkServerCP impostazione automatica delle variabili d’ambiente (locali); da modificare eliminando il commento e definendo DERBY_INSTALL; ambiente sia per il client che per il server; sysinfo: informazioni sullo stato corrente del server; dblook: consente di mostrare il DDL di un DB; startNetworkServer stopNetworkServer permettono di avviare e fermare il servizio Derby; NetworkServerControl permette di controllare il funzionamento del server, avviarlo, fermarlo, pingare, controllarne o modificarne i parametri; ij: accesso a DB ed esecuzione comandi DDL ed SQL. © 2010 - CEFRIEL

Creazione DB Scegliere la cartella che conterrà i DB; eventualmente crearne una nuova appositamente; solo nei nostri test: useremo “cmd” spostandoci nella cartella dei DB; eseguiremo il comando: NetworkServerControl start la cartella corrente verrà usata come “derby.system.home”; normalmente: creazione di uno script apposito; impostazione della proprietà da comando; esecuzione di: java -Dderby.system.home=<DBhome> <altreProps> -jar %DERBY_HOME%\lib\derbyrun.jar server start creazione DB: con il server in esecuzione: da “cmd” eseguire “ij” ed il comando: connect 'jdbc:derby://localhost:1527/Corsi;create=true'; © 2010 - CEFRIEL

Connessione e manipolazione del DB Connettersi: Usando “ij”; usando il comando: connect 'jdbc:derby://localhost:1527/Corsi'; Creare lo schema del DB: utilizzando i comandi DDL: CREATE TABLE Argomento ( ID INTEGER NOT NULL GENERATED ALWAYS AS IDENTITY PRIMARY KEY, nome VARCHAR(30) NOT NULL UNIQUE, descr CLOB, numOre INTEGER NOT NULL); con un file contenente i comandi DDL e il comando: run ‘nomefile’; si leggano i sorgenti di: corsiCreate.sql corsiDrop.sql li si lanci su un database di esempio; si provi a manipolare ed ispezionare il DB. © 2010 - CEFRIEL

Lo schema SYS Schemi: Diamo un occhio: sorta di “viste” del DB (ad esempio per applicare autorizzazioni diverse, o mostrare solo parte del DB); associati agli utenti; associati a ruoli; SYS è di sistema (del DBMS) APP è il nostro. Diamo un occhio: SET SCHEMA SYS; SELECT TABLENAME FROM SYSTABLES WHERE TABLENAME LIKE 'SYS%'; SELECT CONSTRAINTNAME FROM SYSCONSTRAINTS; SELECT SCHEMANAME FROM SYSSCHEMAS; © 2010 - CEFRIEL

Per informarsi meglio: Riferimenti Era solo un: rinfresco dei vecchi ricordi di basi di dati; un assaggio delle features di JavaDB (Derby); non è Oracle… …però offre quanto serve nella maggior parte dei casi. Per informarsi meglio: Java DB Tools and Utilities Guide Java DB Server and Administration Guide Java DB Developer's Guide Java DB Reference Manual Ricordiamoci: NON SIAMO DBA, non tentiamo di sostituirli! © 2010 - CEFRIEL

Il nostro DB di esempio Contenuto: Noi utilizzeremo: corsi erogabili dal CEFRIEL, corredati dalla descrizione degli argomenti, durata e difficoltà; tabelle “Corso” “Argomento” e relazione n-n tra loro; vedere “corsiCreate.sql” e “corsiDrop.sql”… …e usarli per creare il DB su cui lavorare! Noi utilizzeremo: solo la tabella “Argomento” nell’esempio “preconfezionato”; la tabella corso e la relazione n-n negli esercizi. © 2010 - CEFRIEL

Connettersi al DB tramite JDBC infrastruttura di astrazione dei dettagli di comunicazione con un DBMS (protocollo); simile nello scopo a ODBC (by Microsoft); database identificato da un JDBS path; “comunicatore” nascosto in un java.sql.Driver… …da includere nel classpath; driver automaticamente istanziato dal DriverManager. Esempio (nostro caso): java.sql.Connection conn = DriverManager.getConnection( "jdbc:derby://localhost:1527/Corsi"); solo nel JDBC path è presente la dipendenza dal tipo di DBMS/server/porta/database, il resto del codice è agnostico. © 2010 - CEFRIEL

Eseguire una query Interfacce con cui interagire: java.sql.Statment: rappresenta un comando SQL con possibilità di restituzione di un ResultSet (o di un intero); la connessione contiene i factory-methods; permette di utilizzare i cursori e fare pooling; permette l’esecuzione batch di più comandi. java.sql.PreparedStatment: sotto-interfaccia della precedente; permette di formattare parametri tipizzati; permette di eseguire lo stesso statment più volte con parametri differenti (reimpostati ogni volta); modo migliore per evitare bachi di SQL-injection. © 2010 - CEFRIEL

Esempio in pratica: inserimento In 07_DB&SQL\ClientCorsi: finestra FrameAggiuntaArgomenti; esecuzione di una INSERT con parametri; notare i tipi (stringa, intero… e CLOB); notare che non ci stiamo preoccupando della gestione della transazione… che comunque avviene. // Mi connetto: Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:derby://localhost:1527/Corsi"); // Creo lo statment preparato (con argomenti) e da eseguire: PreparedStatment st = conn.prepareStatement( "INSERT INTO Argomento (nome, descr, numOre) VALUES (?,?,?)"); // Creo il CLOB contenente la descrizione: Clob desc = conn.createClob(); desc.setString(1, txtDescrizione.getText()); // Imposto i parametri: st.setString(1, txtNome.getText()); st.setClob(2, desc); st.setInt(3, sldNumeroOre.getValue()); // Scrivo nel DB: st.execute(); Connessione al DBMS Preparazione statment Assegnazione parametri Chiusura connessione Reale esecuzione SQL © 2010 - CEFRIEL

Esempio in pratica: ricerca In 07_DB&SQL\ClientCorsi: finestra FrameArgomenti; esecuzione di una SELECT senza parametri; notare i tipi (stringa, intero… e CLOB); non gestiamo la transazione… che avviene. (sicuri?) // Mi connetto: Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:derby://localhost:1527/Corsi"); // Effettuo la query: ResultSet res = conn.createStatement().executeQuery( "SELECT nome, numOre, descr FROM Argomento"); // Aggiungo le righe: while (res.next()) { // Ottengo i dati: String nome = res.getString(1); int numOre = res.getInt(2); Clob desc = res.getClob(3); // Aggiungo una riga: tbl.addRow(new Object[]{nome, numOre, desc.getSubString(1, (int) desc.length())}); } // Ora posso chiudere il result set e la connessione: res.close(); conn.close(); Connessione al DBMS Esecuzione query Fetch dei dati Chiusura connessione © 2010 - CEFRIEL

Esempio in pratica: cancellazione In 07_DB&SQL\ClientCorsi: finestra FrameArgomenti; esecuzione di una DELETE con parametri; gestiamo noi la transazione: autoCommit disabilitatato; commit e rollback esplicite. Da notare: in realtà la connessione viene sempre chiusa in finally; nel blocco catch viene effettuata la rollback della transazione. Connessione al DBMS con disabilitazione autoCommit // Mi connetto: Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:derby://localhost:1527/Corsi"); conn.setAutoCommit(false); // Eseguo la cancellazione: pst = conn.prepareStatement("DELETE FROM Argomento WHERE nome=?"); pst.setString(1, nome); pst.execute(); // Ora posso committare e chiudere la connessione: conn.commit(); conn.close(); Cancellazione Chiusura connessione © 2010 - CEFRIEL

Esercizio Modificare l’esempio realizzando: argomenti di un corso; aggiungere l’operazione update in FrameArgomenti; una finestra unica di gestione dei corsi (aggiunta, visualizzazione, aggiornamento e cancellazione direttamente nella stessa finestra); permettere l’accesso alla finestra degli argomenti sia per modificarli che per selezionarne uno; permettere l’associazione di un argomento a un corso tramite selezione in FrameArgomenti e richiesta del numero di giorno in cui inserire l’argomento; aggiungere una serie di strumenti di quering come: argomenti di un corso; argomenti di un corso in un giorno; numero ore di un corso; programma completo di un corso; altro a vostra discrezione. NOTA: in quest’ultimo punto mostrare i risultati in tabella. © 2010 - CEFRIEL

Java Persistence API… scopo: Cenni su JPA Java Persistence API… scopo: fornire un’infrastruttura di gestione dell’ORM; sfruttare sotto le potenzialità di JDBC; permettere di manipolare solamente oggetti. Soluzione proposta: ORM definito tramite: descrittore XML (non lo vedremo); classi annotate (si veda l’esempio). Nel nostro caso: abbiamo di già un DB, quindi “importiamo” lo schema; lasciamo che NetBeans si appoggi a Forte4J. Ma prima… un po’ di teoria! © 2010 - CEFRIEL

Persistence units Unità che mettono assieme tecnologie di peristenza: database accessibili come data sources; un Presistence Provider per la gestione dell’ORM; le entità da gestire nella persistenza e ORM. Supporto per: gli EntityManager, atti alla gestione delle entità; applicazioni enterprise usufruenti dell’EntityManager e delle PU. La PU è il collante che descrive come mettere assieme le varie parti, è un descrittore di deploy in XML. DB Persistence Provider EntityManager Data source EApp DB Entity DB Persistence Unit: persistence.xml glues together persistence pieces and technologies to provide support to the EntityManager Data source Entity DB Persistence Provider Entity DB Data source Entity Entity © 2010 - CEFRIEL

Entity beans JavaBeans: costruttore di default: proprietà: semplici POJO con: costruttore di default: senza parametri affinché possano essere istanziati; proprietà: rappresentate da metodi getter e setter; una proprietà “prop” deve avere: un getter “public type getProp();” se è read; un setter “public void setProp(type val);” se è write; rappresentano: entità reali a cui sono associate proprietà; Entity EJB se annotate come @Entity; sono mappati: su tabelle del DB. © 2010 - CEFRIEL

EntityManager Scopo: persistenza e quering; efact = Persistence.createEntityManagerFactory(PUname); manager = efact.createEntityManager(); Scopo: gestione degli EntityBeans: persistenza e quering; gestione transazioni: utilizzabile per 0..* transazioni (esplicite in JSE); da considerarsi come una connessione al DB. Può essere ottenuto: in JSE tramite una factory: la persistence unit deve essere dichiarata in persistence.xml; in JEE come in JSE o sfruttando l’injection (tramite annotazioni). © 2010 - CEFRIEL

Managed e unmanaged La PU è legata a un DB; l’EntityManager alla PU; un pool di managed entity beans viene mantenuto sincronizzato con il DB: a seconda della flush policy scelta; regole di attach/detach; modifica di proprietà aggiornata sul DB; ciò che non è managed è unmanaged: nessun aggiornamento automatico; bean come normali POJO; possibilità di merge; al di fuori di una transazione: sempre unmanaged; a meno di extended contexts. PU EntityManager managed Entity Entity Entity unmanaged Entity Entity Entity © 2010 - CEFRIEL

Atomiche: come fossero eseguite istantaneamente Transazioni begin … ops commit/ rollback Una o più operazioni correlate su uno o più DB; devono/possono essere: Atomiche: come fossero eseguite istantaneamente Consistenti: con i vincoli imposti dal DB (relazioni) Isolate: se concorrenti non interferiscono Durature: modifiche con successo sono permanenti concetto di transazioni ACID; gli entity beans sono managed: (quasi) solo durante una transazione; le transazioni sono gestite da: JPA in SE; JTA in EE. em.getTransaction().begin(); … em.getTransaction().commit(); in JSE … ops Transaction scope @PersistenceContext(unitName=“PUname”) private EntityManager em; … <transaction-scoped operations> in JEE injection © 2010 - CEFRIEL

Creazione automatica del DB <properties> <property name="toplink.jdbc.url" value="jdbc:derby://localhost:1527/aTest"/> <property name="toplink.jdbc.driver" value="org.apache.derby.jdbc.ClientDriver"/> <property name="toplink.jdbc.user" value="APP"/> <property name="toplink.jdbc.password" value="APP"/> <property name="toplink.ddl-generation" value="drop-and-create-tables"/> <property name="toplink.create-ddl-jdbc-file-name" value="DB_aTest_create.sql"/> <property name="toplink.drop-ddl-jdbc-file-name" value="DB_aTest_drop.sql"/> </properties> Nel container JEE dell’AS… …e da poco anche in JSE fuori dal container: è possibile richiedere la creazione automatica del DB; vengono generati 2 file con DDL di drop e create; sequenza drop-create al deploy (o exe. App. JSE); possibili scelte di toplink.ddl-generation: none (default)  non viene fatto nulla; create-tables  solo le create; drop-and-create-tables  sequenze drop-create. © 2010 - CEFRIEL

JPA: Conclusioni Consente: Di nostro… di accedere a un DB in maniera “nativa” rispetto al paradigma di programmazione Object Oriented; nasconde tutti i dettagli di Object Relational Mapping; è uno strumento utilizzato in ambiente enterprise… … si vedano anche altri strumenti come Hibernate e Spring. Di nostro… … abbiamo solo raschiato la superficie; analizzando “ClientCorsi” si risponda alle domande: Come sono state mappate le tabelle? Come sono stati mappati i campi? Chiavi primarie? Identificativi generati? La chiave primaria composta? Il CLOB? Come sono state mappate le relazioni? Come sono state “nascoste” le query? © 2010 - CEFRIEL