Viste in MySQL e accesso a DB da Java

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1 Viste in MySQL e accesso a DB da Java LABORATORIO DI BASI DI DATI A.A. 2015/2016 Dott. Claudio Venturini Contenuti parzialmente riadattati e integrati a partire da slide gentilmente concesse dal Dott. Paolo Napoletano

2 Viste in MySQL Sono "tabelle virtuali" Definite con lo statement CREATE VIEW, tramite un'interrogazione SELECT il cui risultato è utilizzabile come se fosse una tabella Consentono di definire diverse "prospettive" di rappresentazione dei dati memorizzati nel database, senza replicarli Disponibili a partire da MySQL 5.x Algoritmo di processing (opzionale) > CREATE Nome della vista [ALGORITHM = {UNDEFINED MERGE TEMPTABLE] VIEW view_name AS SELECT FROM ; La SELECT definisce il contenuto della vista L'algoritmo utilizzato definisce la modalità di processing delle query sulla vista Normalmente le viste sono utilizzabili solo in lettura, cioè non sono aggiornabili Non supportano INSERT, UPDATE e DELETE Per approfondire: LABORATORIO DI BASI DI DATI 2

3 Viste in MySQL Esempio: Definiamo una vista che rappresenti la media dei voti degli studenti > CREATE VIEW media_voti AS SELECT s.matricola, s.cognome, s.nome, AVG(e.voto) AS media SELECT che FROM studente AS s definisce il contenuto INNER JOIN esame AS e ON s.matricola = e.studente GROUP BY s.matricola, s.cognome, s.nome; La vista media_voti è interrogabile come qualsiasi tabella Esempio: Selezionare gli studenti che hanno una media dei voti maggiore di 25 > SELECT * FROM media_voti WHERE media > 25; LABORATORIO DI BASI DI DATI 3

4 Viste in MySQL Algoritmi di processing Gli algoritmi di processing definiscono la modalità di processing delle query effettuate sulla vista MERGE La query viene riscritta effettuando il merge tra essa e la SELECT che definisce la vista TEMPTABLE Il DBMS esegue prima l'interrogazione che definisce la vista e inserisce il risultato in una tabella temporanea La query viene poi eseguita sulla tabella temporanea, che viene poi eliminata MERGE è più efficiente ma utilizzabile solo se la vista non è definita con: Operatori di aggregazione: COUNT(), MIN(), MAX(), AVG(), Raggruppamenti: GROUP BY Operatori insiemistici: UNION, UNION ALL Clausole DISTINCT, HAVING e LIMIT Se l'algoritmo è UNDEFINED, MySQL utilizza, se possibile, MERGE LABORATORIO DI BASI DI DATI 4

5 Viste in MySQL Viste aggiornabili Una vista è aggiornabile se c'è un mapping 1 a 1 tra le sue tuple e quelle di una tabella fisica In pratica, in MySQL una vista è aggiornabile solo se usa l'algoritmo di processing MERGE e se la definizione non contiene: Operatori di aggregazione: COUNT(), MIN(), MAX(), AVG(), Raggruppamenti: GROUP BY Operatori insiemistici: UNION, UNION ALL Clausole DISTINCT e HAVING Subquery nella clausola SELECT, o anche nella clausola WHERE se si tratta di subquery correlate Riferimenti ad altre viste non aggiornabili nella clausola FROM Outer join: LEFT JOIN, RIGHT JOIN Inoltre, la INSERT è supportata solo se la vista seleziona tutte le colonne delle tabelle coinvolte che non hanno un valore di default, e se le colonne selezionate non sono espressioni definite sulle colonne delle tabelle referenziate. Solo una delle tabelle coinvolte nella vista può essere aggiornata: Nel caso di UPDATE, la clausola SET può fare riferimento solamente a colonne di un'unica delle tabella LABORATORIO DI BASI DI DATI 5

6 Viste in MySQL Modifica/eliminazione Per modificare una vista si usa lo statement ALTER VIEW La sintassi è identica a quella dello statement CREATE VEW Poiché le viste sono "virtuali", e quindi non contengono dati, è anche possibile semplicemente eliminare la vista e ricrearla > ALTER [ALGORITHM = {UNDEFINED MERGE TEMPTABLE] VIEW view_name AS SELECT FROM ; Per eliminare una vista si usa lo statement DROP VIEW Specificando la clausola IF EXISTS la vista viene eliminata solo se esiste > DROP VIEW [IF EXISTS] media_voti; LABORATORIO DI BASI DI DATI 6

7 Accesso a DB da applicazioni LABORATORIO DI BASI DI DATI 7

8 Accesso a DB da applicazioni Applicazione 1 (Java) SQL Applicazione 2 (C++) Applicazione 3 (C#) Applicazione 3 (PHP) Applicazione N rete Risultati DBMS Database LABORATORIO DI BASI DI DATI 8

9 Accesso a DB da applicazioni: problemi Impedance Mismatch È il termine utilizzato per indicare l'insieme di difficoltà tecniche nell'accesso e nell'uso del database da parte delle applicazioni Diverse modalità di accesso: l'sql è un linguaggio set-oriented (opera su insiemi di tuple), mentre le applicazioni operano su una singola tupla per volta Diversi tipi di dati: ogni linguaggio di programmazione definisce i propri tipi di dati, che possono differire da quelli dell'sql (e del DBMS) Es: Java definisce un solo tipo per rappresentare le stringhe (java.lang.string), SQL ne definisce diversi: CHAR, VARCHAR, TEXT, LONGTEXT, LABORATORIO DI BASI DI DATI 9

10 Accesso a DB da applicazioni Nel caso in cui si cerchi di mappare i concetti del DB con un modello ad oggetti (in linguaggi object-oriented) vi sono anche altre difficoltà: Object-Relational Impedance Mismatch Incapsulamento: il mapping tra oggetti e tabelle espone necessariamente tutti i dati di un oggetto, violando l'incapsulamento Accesso: al contrario dei linguaggi OO, i DB non distinguono tra dati intrinsecamente pubblici o privati Ereditarietà e Polimorfismo: il modello relazionale non prevede ereditarietà, che viene implementata tramite associazioni Differenze strutturali I linguaggi OO consentono di rappresentare la composizione di oggetti (tramite liste, collezioni, ) Nel modello relazionale è necessario rappresentare relazioni M-N con tabelle aggiuntive LABORATORIO DI BASI DI DATI 10

11 Connettori ODBC e JDBC I DBMS forniscono connettori (driver) specifici per alcuni linguaggi di programmazione Bassa portabilità: ogni DBMS ha una propria API, quindi l'applicazione diventa dipendente dallo specifico DBMS Nel 1992 Microsoft introduce ODBC (Open DataBase Connectivity) Definisce un API unificata di accesso ai database in C Ogni DBMS fornisce un proprio driver specifico che implementa l'api ODBC Unifica i tipi di dati Utilizzabile da qualsiasi linguaggio in grado di utilizzare librerie C (anche Java con JNI) Java introduce JDBC (Java DataBase Connectivity) Equivalente a ODBC, ma fornisce un API specifica per Java (java.sql.*) Non richiede di interfacciarsi con librerie non interpretabili dalla JVM Ogni DBMS deve implementare il proprio driver JDBC LABORATORIO DI BASI DI DATI 11

12 Driver JDBC Rimosso da Java 8! Type 1 (JDBC-ODBC bridge) Type 2 (Native-API driver) Type 3 (Middleware server) Type 4 (Pure Java driver) JVM JVM JVM JVM Applicazione Applicazione Applicazione Applicazione JDBC Driver Manager JDBC Driver Manager JDBC Driver Manager JDBC Driver Manager JDBC-ODBC bridge JDBC-Native API driver JDBC Middleware JDBC Driver ODBC driver Native driver DBMS DBMS DBMS DBMS LABORATORIO DI BASI DI DATI 12

13 Connettori per MySQL MySQL fornisce diversi connettori Connector/NET: driver ADO.NET per framework Microsoft.NET Connector/ODBC: driver ODBC Connector/J: driver JDBC type 4 (pure Java) Connector/Python: driver nativo per Python Connector/C++: driver nativo per C++ Connector/C: driver nativo per C Molti altri driver vengono sviluppati dalla community Elenco completo: LABORATORIO DI BASI DI DATI 13

14 JDBC Driver Manager Il DriverManager (java.sql.drivermanager) gestisce i driver JDBC disponibili e crea le connessioni ai DBMS Per ottenere una connessione è necessaria una stringa di connessione, in forma di URN (Uniform Resource Name) e specifica per DBMS, che indica: Il tipo di driver Il tipo di DBMS L'host del server DBMS Le credenziali di accesso Il database a cui connettersi Per MySQL Host e porta del DBMS Nome del DB Credenziali jdbc:mysql://localhost:3306/test?user=root&password=root LABORATORIO DI BASI DI DATI 14

15 Accesso a MySQL tramite JDBC import java.sql.connection; import java.sql.drivermanager; import java.sql.sqlexception; public class Connect { public static void main(string[] args) { String connstr = "jdbc:mysql://localhost:3306/test?user=root&password=root"; Connection conn = null; try { conn = DriverManager.getConnection(connStr); Ottiene dal DriverManager una connessione al DB specificato dalla stringa di connessione } } // Do something... conn.close(); } catch (SQLException ex) { } Al termine di tutte le operazioni bisogna chiudere la connessione System.out.println("SQLException: " + ex.getmessage()); System.out.println("SQLState: " + ex.getsqlstate()); System.out.println("VendorError: " + ex.geterrorcode()); LABORATORIO DI BASI DI DATI 15

16 JDBC Select // Create a SQL statement Statement stmt = conn.createstatement(); stmt.execute("select * FROM user"); La classe java.sql.statement consente di eseguire statement SQL // Fetch results ResultSet rs = stmt.getresultset(); while (rs.next()){ System.out.print(rs.getInt("id")); System.out.print(" "); System.out.print(rs.getString("first_name")); System.out.print(" "); System.out.println(rs.getString("last_name")); } rs.close(); // Close the statement and the connection stmt.close(); conn.close(); La classe java.sql.resultset consente di iterare su ogni tupla del risultato Per ottenere i valori delle singole colonne si utilizzano metodi specifici per tipo di dato È importante chiudere il ResultSet e lo Statement LABORATORIO DI BASI DI DATI 16

17 JDBC Statement preparati Utilizzando la classe java.sql.statement lo statement SQL viene compilato al momento dell'esecuzione La classe java.sql.preparedstatement consente di precompilare uno statement Migliora le performance quando la stessa query viene eseguita più volte, anche con parametri diversi I parametri sono indicati da punti interrogativi, e impostati con appositi setter String sql = "SELECT * FROM user WHERE username =?"; Placeholder per i parametri PreparedStatement pstmt = conn.preparestatement(sql); pstmt.setstring(1, "mario.rossi"); pstmt.execute(); Impostazione dei parametri (gli indici iniziano da 1) LABORATORIO DI BASI DI DATI 17

18 JDBC Insert, update e delete Gli statement INSERT, UPDATE e DELETE non producono un ResultSet Il metodo executeupdate() esegue lo statement e fornisce il numero di righe effettivamente inserite/modificate/eliminate Utilizzabile solo per statement DDL e DML che non ritornano risultati String sql = "INSERT INTO user SET username =?, first_name =?, last_name =?, " + " =?, password = SHA1(?)"; PreparedStatement pstmt = conn.preparestatement(sql); pstmt.setstring(1, "alice.ferrari"); pstmt.setstring(2, "Alice"); pstmt.setstring(3, "Ferrari"); pstmt.setstring(4, "alice.ferrari@example.com"); pstmt.setstring(5, "1234"); int insertedrows = pstmt.executeupdate(); System.out.println("Rows inserted: " + insertedrows); Esegue lo statement e ritorna il numero di righe inserite LABORATORIO DI BASI DI DATI 18

19 Esercizi LABORATORIO DI BASI DI DATI 19

20 Esercizio 12 Utilizzare il database progettato nell'esercizio 7 e popolato nell'esercizio 11: Scuola Secondaria Creazione di viste 1. Costruire una vista che selezioni la valutazione media degli studenti di ogni classe (ad es. 2 B 6.8, 3 A 7.1) 2. Costruire una vista che selezioni gli studenti (con nome, cognome, codice fiscale e comune di residenza) che non hanno ottenuto valutazioni insufficienti Interrogazione sulle viste 1. Selezionare il numero di studenti che non hanno ottenuto insufficienze divisi per comune di residenza 2. Selezionare gli insegnanti che insegnano in classi con valutazioni medie minori di 7.0 LABORATORIO DI BASI DI DATI 20

21 Esercizio 12 Modello ER Nazione 1,N 1,1 risiede Studente straniero Studente Codice fiscale Nome 0,N parentela 1,N 1,N 1,1 risiede Comune nasce 1,1 Insegnante Anno Sezione Nome Cognome 1,N Classe 1,N insegna N. ore 1,N 1,1 frequenta Cognome Voto valutazione 0,N 0,N 0,N Grado 1,N Codice Nome Regione Insegnante altre scuole Codice fiscale Materia Codice Nome Nome N. ore 1,N 1,N Codice risiede insegna 1,N appartiene 1,1 Argomento 1,1 1,N dopo 0,N prima Scuola Codice Nome propedeutico a 0,N LABORATORIO DI BASI DI DATI 21

22 Esercizio 12 Modello relazionale LABORATORIO DI BASI DI DATI 22

23 Esercizio 13 Utilizzare il database progettato nell'esercizio 7 e popolato nell'esercizio 11: Scuola Secondaria Interrogazione tramite JDBC 1. Scrivere un programma Java che mostri a video tutti gli studenti con nome, cognome, codice fiscale, comune e regione di residenza. 2. Scrivere un programma Java che prenda in input un valore intero V e mostri a video tutti gli studenti che hanno conseguito valutazioni minori di V. 3. Scrivere un programma Java che consenta di cambiare la sezione di appartenenza di uno studente. Il programma deve prendere in input il codice fiscale dello studente e la sezione in cui esso deve essere spostato. Se la sezione data in input non esiste oppure coincide con quella attuale deve essere visualizzato un errore. 4. Scrivere un programma Java che prenda in input il codice di una materia (visualizzando un errore se la materia specificata non esiste), e mostri a video la valutazione media degli studenti in tale materia. LABORATORIO DI BASI DI DATI 23