Università di Roma T or Vergata Facoltà di Ingegneria Corso di Basi di Dati A.A. 2001/2002. Andrea D'Ambrogio

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1 , di Basi di Dati 12 novembre Università di Roma T or Vergata Facoltà di Ingegneria di Basi di Dati A.A. 2001/2002 -DYD 'DWDEDVH &RQQHFWLYLW\ Andrea D'Ambrogio 12 novembre 2001! "#$% &'((%)"**"+ 6- FR. DFFHVV/ 0 '% di Basi di Dati 12 novembre $SSOLFD]LRQ 1 La maggior parte delle applicazioni SW attuali (soprattutto in ambito gestionale) sono basate sul paradigma C/S (client/server) con il server che gestisce l accesso ad uno o più DB sottostanti 1 Per la gestione di tali DB si fa solitamente uso di DBMS relazionali, che mettono a disposizione funzionalità necessarie per applicazioni missioncritical, quali: 2 Concorrenza (accesso multiutente) 2 Gestione della distribuzione 2 Gestione delle transazioni 2 Throughput elevato 2 Data recovery 3 Nell ambito dei DBMS relazionali il SQL (Structured Query Language) fornisce ai programmatori uno strumento per definire e manipolare dati in modo standard e universale, indipendentemente dallo specifico DBMS sottostante 3 In modo analogo, l' API JDBC (Java Data Base Connectivity) mette a disposizione uno strumento standard per l' accesso trasparente a DBMS relazionali (tramite SQL) da applicazioni realizzate in Java 1

2 :; <=>>;?8@6@8A di Basi di Dati 12 novembre C Presentation layer: gestisce la raccolta delle richieste utente e la presentazione dei risultati forniti dal sistema software C Application processing layer: incapsula la logica mediante cui il sistema software realizza specifiche funzionalità C Data management layer: gestisce l'accesso ai dati del sistema software (tipicamente tramite DBMS) Presentation layer Application processing layer Data management layer $SSOLFDWLRB OD\HUV D E F E G Ë HEIEJK LMNNKOHPFPHQ di Basi di Dati 12 novembre $UFKLWHWWXUR &S WZRWLHU Thin-client model Presentation Server Data management Application processing Fat-client model Presentation Application processing Server Data management 2

3 T U V U Ẅ Ü XUYUZ[ \]^^[_X`V`Xa di Basi di Dati 12 novembre c In una architettura C/S three-tier i tre strati applicativi vengono eseguiti da processi distinti che possono essere ospitati su host distribuiti ed eterogenei c Rispetto alle architetture C/S two-tier si ottengono miglioramenti in termini di: d performance d flessibilità d manutenibilità d riusabilità d scalabilità Presentation Server Application processing Server Data management $UFKLWHWWXUb &6 WKUHHWLHU e f g f ḧ f ifjfkl mnoolpiqgqir (VHPSLs G t DUFK u &6 di Basi di Dati 12 novembre WKUHHWLHU Internet banking system HTTP interaction Web server Account service provision SQL query Datab ase server SQL Customer account database 3

4 v w x w ÿ ẅ zw{w } ~ } z x zƒ di Basi di Dati 12 novembre $SSOLFD]LRQ -'%& JDBC è un insieme di classi e interfacce, scritte nel linguaggio di programmazione Java, per l'esecuzione di istruzioni SQL. Riferimenti: Sun Microsystems, JDBC 1.2 API, January 1998 Sun Microsystems, JDBC 2.1 API, November 1999 Essendo realizzate in Java, le applicazioni JDBC possono essere implementate sia come applicazioni stand-alone che come applet da eseguire all'interno di browser web (con vantaggi rispetto a soluzioni web di tipo CGI in termini di manutenibilità, robustezza, sicurezza e facilità di sviluppo) JDBC può essere usato come strumento per la realizzazione di architetture C/S sia di tipo two-tier (fat o thin client) che di tipo three-tier Rispetto a soluzioni proprietarie per l'accesso remoto a DBMS (es. Oracle SQL*Net/Net8) JDBC fornisce un vantaggio considerevole, ovvero l'indipendenza dallo specifico DBMS usato v w x w ÿ ẅ zw{w } ~ } z x zƒ di Basi di Dati 12 novembre DVV WLSLF G XQDSSOLFD]LRQˆ -'%& Caricamento del driver JDBC Apertura della connessione al DB, specificando l'url del DB (nella forma jdbc:<subprotocol>:<subname>) Eventuale interrogazione del DBMS al fine di ricavare informazioni su funzionalità aggiuntive messe a disposizione Eventuale recupero di metainformazioni (schema del DB) Definizione ed invio dell'istruzione SQL Elaborazione dei risultati (la transazione viene completata quando tutti i risultati sono stati recuperati) Chiusura della connessione al DB 4

5 Š Œ Ž Ž Œ Ž di Basi di Dati 12 novembre 'ULYH -'%& Il driver JDBC è il componente fondamentale di una applicazione JDBC Il driver permette di stabilire la connessione con il database, e implementa il protocollo necessario per la comunicazione tra client (applicazione JDBC) e server (DBMS) Dal punto di vista dell'api, realizzare un driver JDBC significa implementare l'interfaccia java.sql.connection Dal punto di vista del protocollo, l'oggetto istanziato dalla classe che implementa tale interfaccia converte le richieste di trasporto delle istruzioni SQL secondo due possibili modalità: š Conversione in chiamate native del DBMS (driver types 1 e 2) š Conversione in network stream da inviare ad un componente remoto in grado di realizzare la connessione al DBMS (driver types 3 e 4) Inoltre, il driver JDBC deve essere in grado di effettuare il mapping tra i tipi di dato del JDBC (definiti in java.sql.types) ed i tipi di dato del DBMS, ed interpretare le sequenze di escape SQL La specifica JDBC permette di introdurre estensioni ai tipi di dato, per creare tipi SQL user-defined e mapparli su classi Java Š Œ Ž Ž Œ Ž di Basi di Dati 12 novembre '% GULYHU 7\SH JDBC-ODBC bridge Richiede l'installazione di un driver ODBC (Open Data Base Connectivity). Converte le richieste JDBC in richieste ODBC, inviate al driver ODBC mediante chiamate native. Un driver JDBC di tipo 1 (sun.jdbc.odbc.jdbcodbcdriver) è incluso all'interno del Sun JDK (Java Development Kit). Application (Java) œ Ÿž ªª JDBC Dr iver T ype 1 ODBC Dr iver ² ³ µ ¹ µ «± µ º»» DB MS 5

6 ¼ ½ ¾ ½ ½ À½Á½Âà ÄÅÆÆÃÇÀȾÈÀÉ di Basi di Dati 12 novembre '%Ê GULYHU 7\SH Native API Si interfaccia direttamente ad un driver per uno specifico DBMS o ad un'api specifica, come ad es. la Oracle OCI (Oracle Call Interface). Un esempio di driver JDBC di tipo 2 è il driver JDBC OCI fornito con il DBMS Oracle. Application (Java) Ë ÌŸÍ JDBC Dr iver T ype 2 ÎÏÐÑ Ò Ó ÔÏÕÕ Vendor API Ý Þ Ö ØÚÙÛÜ ß âãã ß à á¹à ß DB MS ä å æ å ç å èåéåêë ìíîîëïèðæðèñ di Basi di Dati 12 novembre '%ò GULYHU 7\SH Open Protocol-Net Invia le richieste JDBC ad una sorgente dati remota mediante un protocollo di rete vendor-neutral (host redirection). Un esempio di driver JDBC di tipo 3 è il driver RmiJdbc sviluppato da INRIA/France Mediation Project Application (Java) ó ôÿõ JDBC Dr iver T ype 3 üúýþÿ ö øúùúû ÿ ü ÿý Net S erver Gateway DB MS 6

7 + 9 "!#$ % %"!'&)( )( * -'% GULYHU 7\SH di Basi di Dati 12 novembre Proprietary Protocol-Net Invia le richieste JDBC ad una sorgente dati remota mediante un protocollo di rete vendor-specific (host redirection). Un esempio di driver JDBC di tipo 4 è il driver JDBC Thin fornito con il DBMS Oracle. Application (Java),-/. JDBC Dr iver T ype ? 1:;=<>;=: 354'67 3A?;0 :A@@ 1 Net S erver Gateway DB MS BCDCECFC GC H"IJK L L"I'MF)N D)N FO di Basi di Dati 12 novembre UDFOH -'%& GULYHUV 7

8 ^ _ PQRQSQTQ UQ V"WXY Z Z"W'[T)\ R)\ T] di Basi di Dati 12 novembre &RPXQLFD]LRQH FOLHQWVHUYHU -'%& DPELHQW L PQRQSQTQ UQ V"WXY Z Z"W'[T)\ R)\ T] di Basi di Dati 12 novembre UDFOH -'%& 7KLQ 'ULYHU ` Driver di tipo 4 scritto interamente in Java (quindi platform-independent) e conforme allo standard JDBC 1.2 ` Usa i Java sockets per la connessione diretta al server Oracle ed è usato tipicamente per lo sviluppo di applet JDBC, sia in configurazione two-tier che three-tier (ma può essere usato anche per applicazioni Java stand-alone) ` Fornisce una propria implementazione (emulazione) dello stack TCP/IP di Oracle Net8 e, nel caso delle applet, richiede che il browser abbia la capacità di supportare i Java sockets ` Richiede che sia in esecuzione un TNS listener che accetti connessioni tramite socket TCP/IP sul DB server ` Non richiede che sia installato software Oracle sul lato client (il driver JDBC Thin può essere scaricato con l'applet da eseguire). Anche se il protocollo HTTP è stateless, una volta che il driver JDBC stabilisce la connessione con il server, la comunicazione mantiene lo stato ` Esegue connessioni con ogni DB Oracle versione o successive 8

9 abcbdbeb fb g"hij k k"h'le)m c)m en di Basi di Dati 12 novembre '%o 2&p 'ULYHU q Driver di tipo 2 orientato allo sviluppo di applicazioni C/S Java o middleware Java-based (Oracle Web Application Server) q Converte le richieste JDBC in chiamate alla OCI (Oracle Call Interface), che sono poi inviate al DB server Oracle tramite Net8 q E' scritto parte in Java e parte in C, e l'uso di chiamate native rende il driver platform-specific q Richiede l'installazione di Net8 sul lato client e la presenza delle librerie OCI (è però compatibile con tutte le versioni di Oracle e supporta tutti gli adattatori Net8) q Può essere usato nelle seguenti configurazioni: r Con una applicazione Java in esecuzione sul client in configurazione twotier r Con una applicazione Java in esecuzione su middle tier in una configurazione three-tier r Con un Java servlet in esecuzione su middle tier in una configurazione three-tier stutvtwt xt y"z{ } }"z'~w) u) w di Basi di Dati 12 novembre HTXLVLW G VLVWHPD L DPELHQWƒ 0LFURVRI :LQGRZ 17 Sun Microsystems Java Developer's Kit (JDK) versione e 1.1.x (i driver JDBC per Oracle non sono compatibili con il JDK versione 1.2) Installazione degli Oracle Java Server Products (creazione directory jdbc in [ORACLE_HOME]) Aggiunta delle voci [ORACLE_HOME]\jdbc\lib\classes102.zip (JDK 1.0.2) o [ORACLE_HOME]\jdbc\lib\classes111.zip (JDK 1.1.x) Aggiunta della voce [ORACLE_HOME]\lib alla variabile d'ambiente CLASSPATH alla variabile d'ambiente PATH (solo per driver JDBC OCI) 9

10 ˆ Š Œ Ž" " ' Œ) Š) Œ di Basi di Dati 12 novembre *HWWLQ VWDUWHG Per una semplice applicazione JDBC che si connetta ad un database Oracle (in esecuzione sull'host myhost con SID orcl) ed esegua una query occorre sviluppare codice per implementare i seguenti passi: 1. Importazione package Java 2. Registrazione dei driver JDBC 3. Apertura connessione verso il DB 4. Creazione di un oggetto Statement 5. Esecuzione della query con ritorno di oggetto ResultSet 6. Elaborazione dei risultati in ResultSet 7. Chiusura di ResultSet 8. Chiusura di Statement 9. Chiusura della connessione š œ "žÿ "ž' ) ),PSRUWD]LRQH di Basi di Dati 12 novembre SDFNDJ -DYD 9 Aldilà del tipo di driver usato, il codice dell applicazione JDBC deve contenere le seguente direttive di import: import java.sql.* import java.math.* 9 Qualora si volessero usare le Oracle JDBC Extensions (non necessarie per lo sviluppo di semplici applicazioni JDBC) vanno anche importati i seguenti package: oracle.jdbc.driver.* oracle.sql.* 10

11 ª «" ± ±" '²«)³ )³ «di Basi di Dati 12 novembre HJLVWUD]LRQµ GH GULYH -'%& I driver Oracle installati sul sistema vanno registrati eseguendo l istruzione: DriverManager.registerDriver (new oracle.jdbc.driver.oracledriver()); oppure, in alternativa, l istruzione: Class.forName( oracle.jdbc.driver. OracleDriver ); ª «" ± ±" '²«)³ )³ «di Basi di Dati 12 novembre $SHUWXU FRQQHVVLRQµ YHUV¹ L º '%» driver JDBC OCI Connection conn = DriverManager.getConnection ("jdbc:oracle:oci8:@myhoststring", "scott", "tiger"); se MyHostS tring è una entry in T NS NAME S.OR A corrispondente a myhost, altrimenti: Connection conn = DriverManager.getConnection ("jdbc:oracle:oci8:@(description=(address=(host=myhost) (protocol=tcp)(port=1521))(connect_data=(sid=orcl)))", "scott", "tiger");» driver JDBC Thin Connection conn = DriverManager.getConnection ("jdbc:oracle:thin:@myhost:1521:orcl", "scott", "tiger"); oppure, in alternativa: Connection conn = DriverManager.getConnection ("jdbc:oracle:thin:@(description=(address=(host=myhost) (protocol=tcp) (port=1521))(connect_data=(sid=orcl)))", "scott", "tiger"); 11

12 ¼½¾½ ½À½ Á½ Â"ÃÄÅ Æ Æ"Ã'ÇÀ)È ¾)È ÀÉ di Basi di Dati 12 novembre Ê Creazione oggetto Statement *HVWLRQH TXHU\ Ê Esecuzione query Statement stmt = conn.createstatement(); ResultSet rset = stmt.executequery ("SELECT nome,cognome FROM Dipendente, Commesso WHERE Dipendente.DipId = Commesso.DipId"); S elezione Ê riga E laborazione ris ultati while (rset.next()) S elezione colonne System.out.println (rset.getstring(1), rset.getstring(2)); un oggetto di classe ResultSet definisce implicitamente un curs ore, il cui nome può essere ottenuto invocando il metodo getcursorname() ¼½¾½ ½À½ Á½ Â"ÃÄÅ Æ Æ"Ã'ÇÀ)È ¾)È ÀÉ di Basi di Dati 12 novembre &KLXVXUË RJJHWWL 9 Chiusura oggetto ResultSet rset.close(); 9 Chiusura oggetto Statement stmt.close(); 9 Chiusura oggetto Connection conn.close(); 12

13 ÌÍÎÍÏÍÐÍ ÑÍ Ò"ÓÔÕ Ö Ö"Ó' Ð)Ø Î)Ø ÐÙ di Basi di Dati 12 novembre import java.sql.*; import java.math.*; import java.io.*; 8Ú HVHPSLR class JdbcTest { public static void main (String args []) throws SQLException { DriverManager.registerDriver (new oracle.jdbc.driver.oracledriver()); Connection conn = "scott", "tiger"); Statement stmt = conn.createstatement (); ResultSet rset = stmt.executequery ("SELECT nome,cognome FROM Dipendente, Commesso WHERE Dipendente.DipId = Commesso.DipId"); while (rset.next ()) System.out.println (rset.getstring (1), (rset.getstring (2)); } rset.close(); stmt.close(); conn.close(); } ÛÜÝÜÞÜßÜ àü á"âãä å å"â'æß)ç Ý)ç ßè di Basi di Dati 12 novembre &RPSLOD]LRQé éëê HVHFX]LRQH υ Compilazione file sorgente Java (JdbcTest.java) prompt> javac JdbcTest.java o Esecuzione prompt> java JdbcTest p Output a video Paolo Rossi Mario Rossi Paolo Bianchi Mario Verdi 13

14 ú ìíîíïíðí ñí ò"óôõ ö ö"ó' ð)ø î)ø ðù di Basi di Dati 12 novembre PDSSLQJV 'DWDW\SH StandardJDBC Datatypes JavaNativeDatatypes SQLDatatypes OracleExtensions java.sql.types.char java.lang.string CHAR oracle.sql.char java.sql.types.varchar java.lang.string VARCHAR2 oracle.sql.char java.sql.types.longvarchar java.lang.string LONG oracle.sql.char java.sql.types.numeric java.math.bigdecimal NUMBER oracle.sql.number java.sql.types.decimal java.math.bigdecimal NUMBER oracle.sql.number java.sql.types.bit boolean NUMBER oracle.sql.number java.sql.types.integer int NUMBER oracle.sql.number java.sql.types.real float NUMBER oracle.sql.number java.sql.types.float double NUMBER oracle.sql.number java.sql.types.double double NUMBER oracle.sql.number java.sql.types.binary byte[] NUMBER oracle.sql.number java.sql.types.date java.sql.date DATE oracle.sql.date java.sql.types.time java.sql.time DATE oracle.sql.date java.sql.types.timestamp javal.sql.timestamp DATE oracle.sql.date ûüýüþüÿü ü ÿ ý ÿ di Basi di Dati 12 novembre UDFOH -'%& ([WHQVLR 7\SHV SQL Datatype JDBC Extensions for SQL Datatypes Oracle Extensions ROWID oracle.jdbc.driver.oracletypes.rowid oracle.sql.rowid user-defined types of the REF CURSOR category oracle.jdbc.driver.oracletypes.cursor java.sql.resultset BLOB oracle.jdbc.driver.oracletypes.blob oracle.sql.blob CLOB oracle.jdbc.driver.oracletypes.clob oracle.sql.clob BFILE oracle.jdbc.driver.oracletypes.bfile oracle.sql.bfile Collections (varrays and nested tables) oracle.jdbc.driver.oracletypes.array oracle.sql.array 14

15 ! " " #$%&%&' di Basi di Dati 12 novembre * SQL92 escape syntax 3/64/ VWRUH( SURFHGXUHV L) -'%& CallableStatement cs1 = conn.preparecall ( "{call proc (?,?)}" ) ; CallableStatement cs2 = conn.preparecall ( "{? = call func (?,?)}" ) ; * Oracle escape syntax CallableStatement cs3 = conn.preparecall ( "begin proc (:1, :2); end;" ) ; CallableStatement cs4 = conn.preparecall ( "begin :1 := func(:2,:3); end;" ) ; Sull'oggetto di classe CallableStatement restituito da conn.preparecall() vanno invocati i metodi per l'inserimento dei parametri e l'esecuzione della stored procedure. Per l esecuzione si usa il metodo execute() quando è necessario gestire i risultati (restituiti tramite un oggetto della classe ResultSet) oppure, in alternativa, il metodo executeupdate(), quando non è prevista la restituzione di risultati (ad es. in caso di INSERT, UPDATE, DELETE, etc.) +,-,.,/, 0, $/7&-7&/8 di Basi di Dati 12 novembre 'RFXPHQWD]LRQ9 +70/ : JDBC TM - Connecting Java and Databases in JDK TM 1.1.x Documentation : Oracle8i JDBC Developer's Guide and Reference in Oracle Documentation Library (Oracle8i Java Products, Release 8.1.5) 15