© 2010 - CEFRIEL DBMS & SQL: java.sql.* Docente: Gabriele Lombardi [email protected].

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DBMS & SQL: java.sql.*

Docente: Gabriele [email protected]

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SommarioSommarioSLIDE CONTENUTO

Introduzione Il problema, le astrazioni

Un esempio pratico Creiamo un DB di esempio con Derby

Quering con JPA EJB-QL e query in varie forme

Persistenza con JPA Utilizzo di JPA con J2SE

JDBC Architettura, accedere a un DBMS, drivers

Transazioni Classiche, savepoint, …

Query in java.sql.* Query native, parametriche, tipi di dato parrticolari

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Introduzione Problema:

– 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.

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Derby setup

Installazione:– 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

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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;

– startNetworkServerstopNetworkServer

• 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.

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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';

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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.

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Lo schema SYS

Schemi:– 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;

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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!

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Il nostro DB di esempio

Contenuto:– 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.

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Connettersi al DB tramite JDBC

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.

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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.

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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

Reale esecuzione SQL Chiusura connessione

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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

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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.// 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();

Connessione al DBMScon disabilitazione autoCommit

Cancellazione

Chiusura connessione

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Esercizio

Modificare l’esempio realizzando:– 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.

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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!

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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

DB

DB

DB

DB PersistenceProvider

PersistenceProvider

Entity

Entity

Entity

Entity

Entity

Datasource

EntityManagerEApp

Persistence Unit:persistence.xml glues together persistence pieces and technologies to provide support to the EntityManager

Datasource

Datasource

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Entity beans

JavaBeans:– 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.

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EntityManager

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).

efact = Persistence.createEntityManagerFactory(PUname);manager = efact.createEntityManager();

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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

DB

managed

unmanaged

EntityEntity

Entity

EntityEntity

Entity

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Transazioni

Una o più operazioni correlate su uno o più DB;– devono/possono essere:

•Atomiche: come fossero eseguite istantaneamente

•Consistenti: con i vincoli impostidal 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

@PersistenceContext(unitName=“PUname”)private EntityManager em;…<transaction-scoped operations>

in JEE

begin…

ops…

commit/rollback

…ops…

Transactio

nscope

injection

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Creazione automatica del DB

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.

<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>

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JPA: Conclusioni

Consente:– 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?