IS: Datenbanken, © Till Hänisch 2000 Programmierung von Datenbank Anwendungen ESQL, ODBC, JDBC und...

IS: Datenbanken, © Till Hänisch 2000

Programmierung von Datenbank Anwendungen

ESQL, ODBC, JDBC und co


Methoden

bisher interaktive Verwendung von SQL Terminal Skripte

Ausführen von SQL aus Programmiersprache heraus proprietäre APIs standardisierte Schnittstellen

statisch (embedded SQL) dynamisch (ODBC, JDBC)


Embedded SQL Einbettung von SQL-Statements in Wirts-Sprache

C,COBOL, PL/1, FORTRAN, PASCAL,... Vor-Übesetzung des Programms in Wirts-Sprache (precompile)

i.w. gleiche Syntax wie bei interaktivem SQL, zusätzlich Konstrukte für

Einbettung der SQL-Befehle Fehlerbehandlung Übergabe von Variableninhalten Übergabe von Query-Ergebnissen

Einfache, sprachunabhängige Syntax für Precompiler

EXEC SQL Präfixc für SQL-Kommandos ":" als Kennzeichner für Variablen


Vorgehenexample.pc

example.c

example.o

example[.exe]

Precompiler für C

C Compiler

Linker

C Source mit eingebettetem SQL

C Source, SQl durch DBMS-spezifischeFunktionsaufrufe ersetzt

Object Code

ausführbares Programm

DBMS-Library


Tupelvariablen

SQL liefert Tupelmenge, Darstellung in C, PASCAL,..."Impedence mismatch"Typkonzept des RDBMS und der Wirtssprache passen nicht zusammen

Lösung: CursorIterator, Tupel-Zeiger für satzweise VerarbeitungEXEC SQL DECLARE name CURSOR FOR select statm.

Operationen:OPEN führt Abfrage ausCLOSEFETCH name INTO :var1, :var2,...

überträgt Werte der Attribute des aktuellen Datensatzes inVariablen und setzt Zeiger eins weiter


prinzipieller AufbauEXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION;Deklaration der ÜbergabevariablenEXEC SQL END DECLARE SECTION;

EXEC SQL INCLUDE SQLCA;

EXEC SQL CONNECT :userid IDENTIFIED BY :password

EXEC SQL DECLARE c CURSOR FOR SELECT * FROM EMP;

EXEC SQL OPEN c;

for(;;) {EXEC SQL FETCH ...

}

EXEC SQL CLOSE c;EXEC SQL DISCONNECT;


Anmerkungen statisches SQL

wird im Programm fest definiert und kann vom Precompiler ausgewertet werden

SQL muß vorher bekannt sein ! Wie ist isql implementiert ? dynamisches SQL (in ESQL nicht möglich)

tupelweise Verarbeitung u.U. nicht effizient

ein Funktionsaufruf pro Tupel - > Array Fetch,... ESQL ist standardisiert

wie SQL selbst passende Umgebung muß zum Programm gelinkt werden Geht nicht, wenn Auswahl des DB-Systems erst zur Laufzeit erfolgen soll ! -> ODBC


Native API, Beispiel OCI Oracle Call Interface (CLI) kompliziert, mächtig, Oracle spezifisch bestimmter Funktionen nur mit OCI

mehrere Transaktionen BLOBs

static char cmd[] = "INSERT INTO MESSAGE(SEVERITY,CODE) VALUES (:Severity,:Code)";

if (!olog(&lda, hda, (unsigned char *)pszUserid, -1, (unsigned char *)pszPassword, -1, (unsigned char *)pszNetAlias, -1, (ub4)OCI_LM_DEF))

if (!oopen(&cda, &lda, (text *) 0, -1, -1, (text *) 0, -1))

if (!oparse(&cda,(unsigned char *) cmd,-1,0,2))ProcessMessage(&msg); /* normaler C-Code */if ((!obndrv(&cda,(unsigned char *)":Severity",-1,(unsigned char *) Severity,

strlen(Severity), VARCHAR2_TYPE,-1,0,0,-1,-1))|| (obndrv(&cda,(unsigned char *)":Code",-1,(unsigned char *)Code, strlen(Code),VARCHAR2_TYPE,-1,0,0,-1,-1)))

if (!oexec(&cda))


Embedded SQL SQL wird in Standard C (COBOL,...) eingebettet Quellcode datenbankunabhängig Precompiler, der OCI erzeugt ausführbares Programm ist datenbankabhängig

EXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION; VARCHAR pszUserid[20];

VARCHAR pszPassword[20]; VARCHAR Severity[5];VARCHAR Code[10];

EXEC SQL END DECLARE SECTION;

EXEC SQL CONNECT :username IDENTIFIED BY :password;

ProcessMessage(&msg); /* normaler C-Code */

EXEC SQL INSERT INTO MESSAGE(Severity, Code)VALUES (:Severity, :Code);


Warum ODBC ?Am Anfang waren die Daten, sie waren unformatiert, und Dunkelheit herrschte auf der Erde. Und Codd sagte: „Es werde ein relationales Datenmodell“. Und so geschah es.

Und Codd sagte: „Die Daten sollen von den Datenstrukturen der Applikationsprogramme getrennt werden, so daß eine Datenunabhängigkeit entstehe“. Und es war gut.

Und die DBMS-Hersteller sagten: „Wir wollen fruchtbar sein und uns mehren“. Und so geschah es.

Und die Benutzer sagten: „Wir wollen Applikationen einsetzen, um auf die Daten von allen DBMS-Herstellern zuzugreifen“

Und die Applikationsentwickler senkten die Häupter und sagten: „Wir müssen durch das finstere Tal mit den Precompilern oder CLI‘s, Kommunikationsstacks und Protokollen aller Hersteller wandern“. Und es war nicht gut...Und so entstand ODBC

(Kyle Geiger, Inside ODBC)


ODBC-Architektur

Anwendung

ODBCTreibermanager

ODBCTreiber

Datenbank

ODBCTreiber

Datenbank

ODBCTreiber

Datenbank


ODBC Open Database Connectivity Industriestandard (Microsoft, IBM,...) datenbankunabhängig

static char cmd[] = "INSERT INTO MESSAGE(SEVERITY,CODE) VALUES (?,?)";

rc=SQLAllocEnv(&henv);rc=SQLAllocConnect(henv,&hdbc);rc=SQLConnect(hdbc,“Kurs",SQL_NTS,ODBC_USERNAME,SQL_NTS,ODBC_PASSWORD,SQL_NTS);

rc=SQLAllocStmt(hdbc,&hstmt);

rc = SQLPrepare(hstmt,cmd,SQL_NTS);

rc = SQLBindParameter(hstmt,1,SQL_PARAM_INPUT,SQL_C_CHAR,SQL_VARCHAR,strlen(Severity),0,Severity,0,NULL);

rc = SQLBindParameter(hstmt,2,SQL_PARAM_INPUT,SQL_C_CHAR,SQL_VARCHAR,strlen(Code),0,Code,0,NULL);

rc = SQLExecute(hstmt);


JDBC

Java Database Connectivity

import java.sql.*;

class Employee{ public static void main (String args []) throws SQLException { DriverManager.registerDriver(new com.sybase.jdbc.SybDriver());

Connection conn = DriverManager.getConnection ("jdbc:sybase:Tds:vaio:9898",

"ba", "isdb00");

Statement stmt = conn.createStatement ();

ResultSet rset = stmt.executeQuery ("select empno,ename from emp");

// Iterate through the result and print the employee names while (rset.next ()) System.out.println (rset.getInt(1) + " " + rset.getString (2)); }}


JDBC - Statement

Kann SQL-Anweisungen ausführen Spezialfall: PreparedStatement:

Bei mehrfacher Ausführung bleibt SQL-Text gleich, muß nicht bei jeder Ausführung analysiert werden

Bietet u.U. bessere Performance

Statement stmt = conn.createStatement ();

Stmt.executeQuery(“SELECT * FROM EMP“);

PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(„SELECT * FROM EMP WHERE EMPNO = ?“);


JDBC - ResultSet

executeQuery liefert ResultSet-Objekt zurück Kapselt Cursor, kann Ergebnis zeilenweise durchgehen Steht nach executeQuery vor dem ersten Datensatz next() geht einen Datensatz weiter, liefert true zurück, solange aktueller Datensatz gültig

Zugriff auf Spalten mit getXXX (getInt, getString,...)

ResultSet rset = stmt.executeQuery ("select empno,ename from emp");

while (rset.next ()) System.out.println (rset.getInt(1) + " " + rset.getString (2)); }


JDBC - PreparedStatement

Platzhalter werden mit setXXX mit Werten belegt

Erster Parameter ist Index des Platzhalters

PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(„SELECT * FROM EMP WHERE EMPNO = ?“);

for(...) {ps.setInt(1,4711);ResultSet rset = ps.execute();...

}


JDBC - Transaktionskontrolle

AutoCommit führt nach jedem execute ein commit durch (oft Standard, sinnvoll ?)

Manuelle Commit-Steuerung oft sinnvoller Nicht alle Isolationlevel werden von allen

Datenbanken unterstützt (siehe Datenbanken II)

conn.setAutoCommit(false);

Conn.commit();Conn.rollback();Conn.setTransactionIsolation(

Connection.TRANSACTION_SERIALIZABLE);


Performance

SQL> describe lagerbewegung Name Null? Type ----------------------------------------- -------- ----------------- NUMMER NOT NULL NUMBER ART NOT NULL NUMBER(2) VORGANGSNUMMER VARCHAR2(10) BESTELLNUMMER NUMBER TEILENUMMER NOT NULL VARCHAR2(15) MENGE NOT NULL NUMBER(10,3) LAGERORT NOT NULL VARCHAR2(12) DATUM NOT NULL DATE

SQL> select count(*) from lagerbewegung; COUNT(*)---------- 159804


Szenario Lesen aller Records aus einer Tabelleund schreiben in andere, zunächst intern durch DB

Dann verschiedene Programmiertechniken Idee: Bearbeitung der Records nötig, z.B. ergänzen von Werten ...

SQL> create table fastest as select * from lagerbewegung;

Table created.

Elapsed: 00:00:03.91


Einschub PL/SQL 3G Sprache von Oracle

Andere etwa: Transact SQL (Microsoft/ Sybase) SQL PL (IBM)

An ADA angelehnt Direkte Einbettung von SQL-Statements in Programm

Normalerweise statisches SQL Wozu ?

Definierte Schnittstelle zum Zugriff auf Daten Wird (nach compile) in der DB gespeichert und dort

ausgeführt (Performance) Konsistenz, z.B. direkter Zugriff auf Datentypen in DB User defined functions, z.B.

„select finance.AuftragTotal('01-1691/01') from dual;“

Usw. Erstellung von stored procedures usw.


Stored procedure

SQL> execute perf_procPL/SQL procedure successfully completed.Elapsed: 00:01:56.90

create or replace procedure perf_proc as cursor c is select * from lagerbewegung; c_rec c%rowtype; i integer;begin open c; i := 0; fetch c into c_rec; while c%found loop insert into perf(nummer,art,vorgangsnummer,...) values (c_rec.nummer,c_rec.art...); i := i + 1; if ((i mod 1000) = 0) then commit; end if; fetch c into c_rec; end loop; close c;end;/


Java, dynamisches SQL

ResultSet rset = stmt.executeQuery ("select nummer, ...where rownum < 10000"); // Zunächst nur 10.000 records ....

while (rset.next ()) { sql = "insert into perf(nummer,art...)" + “values (" + rset.getInt(1) + "," + ...)"; ins.execute(sql); NumberOfRecords++; if ((NumberOfRecords % CommitInterval) == 0) conn.commit(); }

oracle$ java Perftestelapsed time: 38.146 seconds für 10.000 records,Entspricht insgesamt (extrapoliert) ca. 11 Minuten


Prepared statement PreparedStatement ps = conn.prepareStatement("insert into perf(...,

values (?,?,?,?,?,?,?,to_date(?,'yyyy-mm-dd hh24:mi:ss'))");

ResultSet rset = stmt.executeQuery ("select nummer ... ");

while (rset.next ()) { ps.setInt(1,rset.getInt(1));

... ps.execute(); NumberOfRecords++; if ((NumberOfRecords % CommitInterval) == 0) conn.commit(); }

oracle$ java PerftestPrepared elapsed time: 17.573 seconds für 10.000 records,Entspricht insgesamt (extrapoliert) ca. 5 Minuten !


Vergleich

Technik Dauer

Table Copy ohne Transaktion

4 Sekunden

Stored procedure

2 Minuten

Java mit dynamischem Statement

11 Minuten

Java mit prepared statement

5 Minuten


Besser ... (DB-spezifisch)

SQL> execute perf_bulkPL/SQL procedure successfully completed.Elapsed: 00:00:13.36

create or replace procedure perf_bulk astype recs is table of lagerbewegung%rowtype;data recs;cursor c is select * from lagerbewegung;i integer;begin open c; loop fetch c bulk collect into data limit 10000; forall i in 1..data.count insert into perf values data(i); commit; exit when c%notfound; end loop; close c;end;


NB: Commit-FrequenzCommit alle n records

Dauer (sec)

1 1132 (*)

10 384

100 285

1000 280

10000 275

Eine Transaktion 259

(*): möglicherweise phys. Speicher zu klein


Aktive Datenbanken

„normale“ Datenbanken speichern Daten

Aktive Datenbanken führen Aktionen aus (ECA-Modell) Event

Z.B. Änderung von Daten, Zeitpunkt,... Condition

Bedingung, unter der Action ausgeführt wird

Action


Wozu ?

Denormalisierte Relationen Protokollierung Replikation Materialized views Einfache Integritätsbedingungen durch constraints, komplexere ? Business rules Z.B. „Fakturierte Aufträge dürfen nicht geändert werden“


Beispiel (Oracle Trigger)

CREATE OR REPLACE TRIGGER TUpdAuftrag BEFORE UPDATE ON Auftrag FOR EACH ROW

BEGIN

IF ((:old.Status = Globvar.Stat_Auftrag_abgerechnet) AND (USER <> '&1')) THEN Error.raise_error(Error.en_Abgerechnet); END IF;END;

CREATE OR REPLACE TRIGGER TDelAuftrag BEFORE DELETE ON Auftrag FOR EACH ROW

BEGIN

IF (:old.Status = Globvar.Stat_Auftrag_abgerechnet) THEN Error.raise_error(Error.en_Abgerechnet); END IF;END;

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