Datenbanken & Java - htw-dresden.dedbst/material/20021127_83_saake.pdf · Programmiersprache: Tupel/Objekt als Datenstruktur Verbindung Relation - Tupel tupelweiser Zugriff auf Elemente

DatenbankstammtischDresden, 27. November 2002

Datenbanken & JavaDatenbanken & Java

Gunter Saake

Institut für Technische und Betriebliche InformationssystemeOtto-von-Guericke-Universität [email protected]

1. Überblick

Datenbanken & Java 2Gunter Saake

MotivationJava und DB-AnwendungsentwicklungJDBCEmbedded SQL: SQLJJava im DB-ServerJava und OO-DatenbankenObjektrelationale AbbildungAusblick

2. Motivation


Datenbanken: Basis vieler Anwendungssysteme Internet-Anwendungen, E-CommerceBetriebliche Informationssysteme

Java als Plattform für Entwicklung solcher Anwendungen

ObjektorientierungPlattformunabhängigkeitVielzahl von verfügbaren Bibliotheken

Datenbankzugriff mit Java

DB-Anwendungsentwicklung


Kopplung von SQL und prozeduralerProgrammiersprache

prozedurale Schnittstelle (Call-Level-Interface)ODBC, JDBC

Einbettung von SQLEmbedded SQL, SQLJ

Spracherweiterungen, neue SprachentwicklungenPersistente ProgrammiersprachenPL/SQL

Impedance Mismatch: unterschiedliche Datenstrukturkonzepte

Cursor-Konzept


MotivationSQL: Konzept der Relation als Menge von TupelnProgrammiersprache: Tupel/Objekt als Datenstruktur

Verbindung Relation - Tupeltupelweiser Zugriff auf Elemente einer Menge (Relation)Navigation über Menge

Cursor-Konzept


Anwendungsprogramm Datenbank

SQLJava

RelationCursor

DB-Anwendungsarchitekturen


Schichten interaktiver DB-AnwendungenPräsentation und BenutzerinteraktionAnwendungslogikDatenmanagementfunktionalität

Benutzerschnittstelle

Anwendungslogik

DB-Schnittstelle

Client

DB-Server

DBMS-Protokoll


Anwendungslogik

DB-Schnittstelle

Client

Applikations-server

DB-Server

DBMS-Protokoll

CORBA, RMI, HTTP, …

Warum Java ?


Java ist eine imperative / objektorientierte Programmiersprache

geeignet zur klassischen Anwendungsentwicklunggeeignet für Funktionen / Prozeduren im Datenbankmanagementsystemviele Bibliotheken insb. für Benutzerinteraktion

Ausführungsmodell erlaubtsicheren Code (Sandkasten)Nachladen zur Laufzeit

Java und Datenbanken


Einsatz von Java in DB-Anwendungenauf Client-Seite:

Applets, DB-Applikationenauf Server-Seite:

DB-Erweiterungen (gespeicherte Prozeduren, benutzerdefinierte Datentypen)

mittlere Ebene:Anwendungslogik (JavaBeans, CORBA, RMI)

Anbindung Java - DatenbankJDBC (Call-Level-Schnittstelle)SQLJ (Embedded SQL)ODMG (ODBMS- und ODM-Zugriff)

Java und DB-Anwendungen



Anwendungslogik

DB-Schnittstelle

Client

DB-Server

DBMS-Protokoll


Anwendungslogik

DB-Schnittstelle

Client

Applikations-server

DB-Server

DBMS-Protokoll

CORBA, RMI, HTTP, …

JDBC, SQLJ,ODMG, ODM

Gesp. Prozeduren,benutzerdefinierteDatentypen

3. JDBC: Überblick


Datenbankzugriffsschnittstelle für Javaabstrakte, datenbankneutrale Schnittstellevergleichbar mit ODBCLow-Level-API: direkte Nutzung von SQLJava-Package java.sqlKlassen

DriverManager: Einstiegspunkt, Laden von TreibernConnection: DatenbankverbindungStatement: Ausführung von Anweisungen über eine VerbindungResultSet: verwaltet Ergebnisse einer Anfrage, Zugriff auf einzelne Spalte

JDBC-Struktur


DriverManager Connection

Statement Statement Statement

ResultSet

getConnection ()

createStatement ()

executeQuery ()

Treiberkonzept


Treibermanagerabstrakte Klassen für Datenbankzugriffdynamisches Laden von TreibernAuswahl des geeigneten Treibers über Verbindungsdaten

JDBC-Applikation

Treibermanager

Treiber Treiber

JDBC-API

Ablauf


1. Aufbau einer Verbindung zur DatenbankAngabe der VerbindungsinformationenAuswahl und Laden des Treibers

2. Senden einer SQL-AnweisungDefinition der AnweisungBelegung von Parametern

3. Verarbeiten der AnfrageergebnisseNavigation über ErgebnisrelationZugriff auf Spalten

Verbindungsaufbau


1. Treiber ladenClass.forName ("com.company.DBDriver");

2. Verbindung herstellenConnection con;String url = "jdbc:subprotocol:datasource";

con = DriverManager.getConnection (url, "scott", "tiger");

JDBC-URL spezifiziertDatenquelle/DatenbankVerbindungsmechanismus (Protokoll, Server-Host und Port)

Anfrageausführung


1. Anweisungsobjekt (Statement) erzeugenStatement stmt = con.createStatement ();

2. Anweisung ausführenString query = "SELECT titel, preis FROM buch";ResultSet rset = stmt.executeQuery (query);

Klasse java.sql.StatementAusführung von Anfragen (SELECT) mit executeQueryAusführung von Änderungsanweisungen (DELETE, INSERT, UPDATE) mit executeUpdate

Anfrageformen


StatementBasisklasse für alle AnweisungenVerarbeitung einfacher SQL-Anweisungen ohne Parameter

PreparedStatementKapselung einer vorkompilierten AnweisungparametrisierbarVerwendung: wiederholte Ausführung einer Anweisung (mit verschiedenen Parametern)

CallableStatementAufruf von gespeicherten Prozeduren mit Parametern

Ergebnisverarbeitung


1. Navigation über Ergebnismenge (Cursor-Prinzip)while (rset.next ()) {

// Verarbeitung der einzelnen Tupel...

}

2. Zugriff auf Spaltenwerte über getType-Methoden

über SpaltenindexString titel = rset.getString (1);

über SpaltennameString titel = rset.getString ("titel");

Fehlerbehandlung


Fehlerbehandlung mittels Exception-MechanismusSQLException für alle SQL- und DBMS-Fehlertry {

// Aufruf von JDBC-Methoden...

} catch (SQLException exc) {System.out.println ("SQLException: " +

exc.getMessage ());}

Änderungsoperationen


DDL- und DML-Operationen mittels executeUpdate

liefert Anzahl der betroffenen Zeilen (für DML-Operationen)Statement stmt = con.createStatement ();int rows = stmt.executeUpdate (

"UPDATE buch SET bestand = bestand-1" +" WHERE isbn = '12345' ");

Transaktionssteuerung


Methoden von Connectioncommit ()rollback ()

Auto-Commit-Modusimplizites Commit nach jeder AnweisungTransaktion besteht nur aus einer AnweisungUmschalten mittels setAutoCommit (boolean)

Beispiel für Transaktionssteuerung


try {// AutoCommit-Modus ausschaltencon.setAutoCommit (false);

// mehrere DML-Anweisungen...

// COMMIT ausführencon.commit ();

} catch (SQLException exc) {// Änderungen zurücknehmencon.rollback ();

}

Aufruf von gespeicherten Prozeduren


java.sql.CallableStatement

Aufruf von gespeicherten Prozeduren (Stored Procedures)Übergabe von IN-, INOUT- und OUT-ParameternIN-Parameter

wie bei PreparedStatementOUT-Parameter

Registrierung des SQL-TypsAuslesen der Ergebniswerte mit getXXX-Methoden

JDBC-Beispiel


try {// VerbindungsaufbauConnection con = DriverManager.getConnection (

url, user, passwd);// AnfrageausführungStatement stmt = con.createStatement ();ResultSet rs = stmt.executeQuery (

"SELECT titel, preis FROM buch");while (rs.next ()) {

System.out.println (rs.getString (1) +", " + rs.getDouble (2));

}} catch (SQLException exc) {

// FehlerbehandlungSystem.out.println (exc);

}

Zugriff auf Metadaten


Metadaten: Informationen über Nutzdaten (Tabellen, Sichten, Spalten, ...)java.sql.ResultSetMetaData

Informationen über Struktur des Anfrageergebnisses

java.sql.DatabaseMetaData

Informationen über Eigenschaften/Fähigkeiten des DBMSDaten aus dem Schemakatalog

Bsp.: Struktur von Anfrageergebnissen


// Anfrage ausführenResultSet rs = stmt.executeQuery ( ... );

// Metadaten ermittelnResultSetMetaData rsmeta = rs.getMetaData ();

// Anzahl der Spaltenint ncols = rsmeta.getColumnCount ();

for (int i = 1; i <= ncols; i++) {// Name der SpalteString cn = rsmeta.getColumnName (i);// Typname der SpalteString ctn = rsmeta.getColumnTypeName (i);...

}

4. SQLJ


Industriekonsortium führender DBMS-Hersteller (IBM, Oracle, Sybase, Cloudscape, Sun)Spezifikationen

Part 0: Embedded SQL für Java (ANSI-Standard)Part 1: Java Stored ProceduresPart 2: Java-Klassen für benutzerdefinierte SQL-Datentypen

Embedded SQL: Überblick


Einbettung von SQL-Anweisungen in Java-QuelltextVorübersetzung des erweiterten Quelltextes in „echten“Java-Code durch Translator sqljÜberprüfung der SQL-Anweisungen

korrekte SyntaxÜbereinstimmung der Anweisungen mit DB-SchemaTypkompatibilität der für Datenaustausch genutzten Variablen

Nutzung von JDBC-Treibern

Embedded SQL: Prinzip


Java-Quelltextmit SQLJava-Quelltext

Bytecode

SQLJ-Translator

SQLJ-Laufzeitsystem

JDBC

Java-Compiler

SQLJ-Anweisungen


Kennzeichnung durch #sqlDeklarationen

Klassendefinitionen für IteratorenSQL-Anweisungen

Anfragen, DML- und DDL-Anweisungen#sql { SQL-Operation };

Beispiel#sql { INSERT INTO buch VALUES ("Datenbanken", 59.00, "123456", "MITP")

};

Host-Variablen


Variablen einer Host-Sprache (hier Java), die in SQL-Anweisungen auftreten könnenVerwendung: Austausch von Daten zwischen Host-Sprache und SQLKennzeichnung durch ":variable"Beispiel:String titel, isbn = "123456";#sql { SELECT titel INTO :titel FROM buch

WHERE isbn = :isbn };

Iteratoren


Implementierung des Cursor-KonzeptesFormen:

benannte IteratorenZugriff auf Spalten des Ergebnisses über Methode mit dem Spaltennamen

PositionsiteratorenZugriff über Host-Variablen und FETCH-AnweisungZuordnung durch Position in der Anweisung

Iteratoren


1. Deklaration des Iterators#sql public iterator BookIter (String titel,

double preis);

2. Definition des IteratorobjektesBookIter iter;

3. Ausführung der Anweisung#sql iter = { SELECT titel, preis FROM buch };

4. Navigationwhile (iter.next ()) {

System.out.println (iter.titel () + " " +iter.preis ());

}

SQLJ: Beispiel


#sql public iterator BookIter (String titel,double preis);try {

// VerbindungsaufbauConnection con = DriverManager.getConnection (

url, user, passwd);DefaultContext ctx = new DefaultContext (con);DefaultContext.setDefaultContext (ctx);

// AnfrageausführungBookIter iter;

#sql iter = { SELECT titel, preis FROM buch };while (iter.next ())

System.out.println (iter.titel () +", " + iter.preis ());

} catch (SQLException exc) {System.out.println (exc);

}

SQLJ-Translator


SyntaxprüfungJava-Quelltext einschl. Host-AusdrückeSyntax der SQLJ-Klauseln (nicht SQL !)

SemantikprüfungOffline-Prüfung der Host-Ausdrücke

Einhaltung der TyprestriktionenOnline-Prüfung (optional)

Analyse der eingebetteten SQL-Operationen (nicht für DDL)Typkompatibilität zwischen Java und DB-Objekten

Customizingsystemspezifische Anpassung (z.B. zur Nutzung spezieller Datentypen oder optimierter Schnittstellen)auch nachträglich möglich über Profile

Interoperabilität mit JDBC


Kombination von statischen und dynamischen SQL

Konvertierung zwischen Verbindungskontext und JDBC-VerbindungConnection con = DefaultContext.getDefaultContext().getConnection ();

Konvertierung zwischen Iterator und ResultSet#sql iter = { SELECT * FROM book };ResultSet rset = iter.getResultSet ();

Vergleich JDBC / SQLJ


JDBC:Call-Level-Schnittstelledynamisches SQLhohe FlexibilitätFehlererkennung zur Laufzeit

SQLJ Part 0:Embedded-SQL-Lösungstatisches SQLFehlererkennung zur Compile-Zeit

5. Java im DB-Server


Java-VM als Teil des DBMSplattformneutrale und sichere Umgebung zur Ausführung von prozeduralen Anweisungen (sicherer Code, Sandbox)Erweiterung des DBMS (Prozeduren, Typen)

SQLJgespeicherte Prozeduren/Funktionen

Prozeduren, die im DB-Server gespeichert sind, dort ausgeführt werden und damit lokalen Zugriff auf die Daten habenUnterstützung in DB2, Oracle8i, Sybase Adaptive Server, Informix Cloudscape

Java-Klassen als SQL-Datentypenbenutzerdefinierte Java-Klassen, die als Spaltentypen von Datenbankrelationen verwendet werden können

Gespeicherte Prozeduren


VorteileReduzierung der NetzwerkbelastungPerformance-Verbesserungzentrale Verwaltung (Sicherheit, Backup, Recovery, Administration)Unabhängigkeit vom Client-System

Applikation…CALL proc…



Java-Prozedur

Methode

Java-VM

Gespeicherte Prozeduren: Ablauf


1. Implementierungals statische Methode einer Klasse (DB2: spezielle Klasse StoredProc)Default-Verbindung zur DatenbankDB-Zugriff über JDBC oder Embedded SQLBeispiel: JDBCpublic class MyProc {public static double price (int orderNo)

throws SQLException {Connection con = DriverManager.getConnection

("jdbc:default:connection");...

}}



2. Installation im Serverals JAR-Archivsystemabhängig (spezielles Verzeichnis, DB-Tabelle)sqlj.install_jar('file:~/routines.jar', 'routines_jar', 0)

in Oracle8i spezielle Werkzeuge: loadjava, dropjava



3. RegistrierungFestlegung des Names, der Parameter und der Zuordnung zur Java-MethodeCREATE PROCEDURE myproc (custNoINTEGER) MODIFIES SQL DATAEXTERNAL NAME 'routines_jar:Routines.Proc1'LANGUAGE JAVA PARAMETER STYLE JAVA;

automatisch über Deployment Descriptor



4. Aufrufüber JDBC, Embedded SQL, andere APIin Anfragen bzw. DML-Operationendurch TriggerRestriktionen beim Einsatz in DML-Operationen

Keine TransaktionskommandosKeine Modifikation von Relationen in SELECTKein Zugriff auf zu ändernde Relationen in INSERT, UPDATE und DELETE

Java-SQL-Datentypen


Verwendung von Java-Klassen als SQL-Datentypen für die Definition von AttributenUnterstützung in Sybase Adaptive Server, Informix Cloudscapebenutzerdefinierter SQL-Datentyp: Klasse mit Attributen und MethodenAblaufImplementierung → Installation und Registrierung → Nutzung

Java-SQL-Datentypen: Implementierung


Klasse mit Schnittstelle java.io.SerializableAttribute zur Repräsentation von SQL-Daten als publicdefiniertzur Ausgabe: Definition der Methode toStringBeispiel:public class Address implementsjava.io.Serializable {

public int zip; public String city, street;

public Address () {zip = 0; city = street = "";

}...

}

Java-SQL-Datentypen: Registrierung


Installation als JAR-Archiv über sqlj.install_jarSybase: INSTALL JAVA NEW FROM FILE 'Address.class';

Registrierung über erweitere Form von CREATE TYPE: Zuordnung der Klasse sowie der Attribute und MethodenBeispiel:CREATE TYPE Addr EXTERNAL NAME 'addr_jar:Address' LANGUAGE JAVA (

zip INTEGER EXTERNAL NAME 'zip',METHOD Addr () RETURNS AddrEXTERNAL NAME 'Address', ...);

Java-SQL-Datentypen: Nutzung


Verwendung des neuen Datentyps zur Definition von Attributen einer RelationCREATE TABLE customer (

name VARCHAR(30),address Addr);

Initialisierung durch KonstruktorINSERT INTO customer ('Otto', new Addr ());

Zugriff auf Attribute und Methoden mittels SQL99-SyntaxSELECT address.zip, address.city FROM customer;

Sybase: spezielle Notation '>>'SELECT address>>zip, address>>city FROM customer;

6. Java und OO-Datenbanken


Java als Definitions- und Implementierungssprache für OODB-Anwendungen

direkte Speicherung von ObjektenEinsatzbereiche: Datenspeicher für einfache Java-Anwendungen → DBMS-Anbindung

Standard-Binding der ODMG für JavaEinführung mit ODMG 2.0Unterstützung durch Mehrzahl der Hersteller

OO-Datenbanken


Unterstützung von Nicht-Standard-Anwendungen komplexe Strukturen (Aggregationen und Assoziationen, strukturierte Eigenschaften)navigierende Zugriffesemantische Modellierungskonzepte (z.B. Spezialisierung)Überwindung des Impedance Mismatch (Kluft zwischen Typsystem des DBMS und der Programmiersprache)erweiterte Transaktionsmodelle (lange/kooperative Transaktionen)

Industriestandard: ODMG 3.0Systeme: POET, ObjectStore, Versant, ...

Java-Binding der ODMG


PrinzipPersistenz durch Erreichbarkeit„persistenzfähige“ Klassen

BestandteileJava-ODL: Java als SchemadefinitionsspracheJava-OML: DB-Operationen und Manipulation von Objekten als „normale“ Java-MethodenODMG-API: Klassen für Datenbanken, Transaktionen und KollektionenOQL-Anbindung: Anfrageunterstützung

Persistenz durch Erreichbarkeit


Objekt wird persistent, wenn es von einem anderen persistenten Objekt referenziert wirderfordert persistente (benannte) Wurzelobjekte

BenannteWurzelobjekte

Unbenannte Objekte

Java-ODL


Java als SchemadefinitionsspracheDefinition von DB-Klassen in Javakeine Spracherweiterungen notwendig

Klassen, Vererbung, Attribute, Referenzen und Kollektionen, Methoden

Einschränkungen: keine Extensionen und Schlüssel, keine expliziten Beziehungen teilweise mittels zusätzlicher Property-Dateienumgehbar

Java-ODL: Beispiel


public class Book {// atomare AttributeString isbn, title;double price;// 1:n-BeziehungListOfObject writtenBy;// n:1-BeziehungCategory classifiedIn;

public Book (String isbn) {this.isbn = isbn;writtenBy = new ListOfObject ();

}...

}

Generierung persistenzfähiger Klassen


PräprozessorVerarbeitung einer Java-Klassendefinition (Quelltext) Extraktion benötigter Informationen (Vererbungsbeziehungen, Attribute, ...)Hinzufügen DB-spezifischen CodesKompilieren zu BytecodeBeispiel: POET

PostprozessorVerarbeitung und Modifikation von BytecodeNutzung existierender Klassen möglichBeispiel: ObjectStore

ODMG-API


Vordefinierte Klassen für DB-OperationenDatabase

Öffnen und Schließen einer DatenbankRegistrieren und Ermitteln benannter Wurzelobjekte

TransactionStart (begin), Abbruch (abort) und Commit(commit) von Transaktionen

Kollektionen Set, Bag, List, VArray

Java-OML: Beispiel


// Datenbank öffnenDatabase db = Database.open (...);

// Transaktion startenTransaction tx = new Transaction.begin ();try {

// Wurzelobjekt besorgenBook b = (Book) db.lookup ("EinBuch");// und ändernb.setPrice (49.9);tx.commit ();

} catch (ODMGException exc) {tx.abort ();

}db.close ();

Navigation und Pfadausdrücke


Navigation in komplexen Werten und Objektstrukturen über Pfade → Verfolgen von BeziehungenPfadausdruck: Konstruktion mit Punktoperator ausgehend von Objekt

Buchtitelpreis

Verlagnameadresse

herausgegebenVon1*

einBuch.herausgegebenVon.name

OQL – Object Query Language


OQL – Anfragesprache der ODMGSQL-Subset +

Nutzung von Objektidentitäten, Pfadausdrücken, Methoden und komplex strukturierten WertenAnfragen auf Mengen (z.B. Extensionen) und beliebigen Kollektionen

Anfrage mit relationaler, objekterhaltender und objektgenerierender Semantikeingeschränkte Unterstützung in kommerziellen Systemen

OQL-Anbindung


Klasse OQLQueryÜbergabe der OQL-AnfrageParametrisierung möglichErgebnis als Einzelobjekt oder Kollektion

BeispielOQLQuery q = new OQLQuery ("SELECT * FROM books");CollectionOfObject res = (CollectionOfObject) q;Enumeration e = res.elements ();while (e.hasMoreElements ()) {

Book b = (Book) e.nextElement ();...

}

7. Objektrelationale Abbildung


Idee: Abbildung von Anwendungsobjekten (Java) auf Datenbankrelationen (Object-to-Database Mapping)

OO auf der AnwendungsebeneNutzung der Vorteile von RDBMS (Sicherheit, Performance, ...)Werkzeugunterstützung

RichtungenForward Engineering: Java-Klassen → RelationenschemataReverse Engineering: Relationenschemata → Java-Klassen

Objektrelationale Abbildung: Prinzip


Applikation

Anwendungs-objekte

Laufzeitsystem

Objekt-modell

Abbildungs-vorschrift

Datenbank-schema

Aspekte


AbbildungKlassen ↔ RelationenschemataObjektidentifikatorenAttribute und BeziehungenVererbung (horizontale, vertikale oder typisierte Partitionierung)

Laufzeitstatisch vs. dynamischVerwaltung von ObjektpuffernVerfolgen von ReferenzenSynchronisation konkurrierender Zugriffe (optimistische vs. pessimistische Verfahren)

Abbildung von Vererbungsbeziehungen


Horizontale PartitionierungRepräsentation der Blätter der Vererbungshierarchie als Tabelle: jede Tabelle enthält alle Attributevorteilhaft bei abstrakten Superklassen

Vertikale PartitionierungRepräsentation jeder Klasse der Vererbungshierarchie als Tabelle: Tabellen enthalten nur spezielle Attribute der jeweiligen KlasseAnfragen nur auf Superklassen effizient

Typisierte PartitionierungAbbildung aller Klassen in einer TabelleUnterscheidung durch Typattributeffizient, aber unflexibel (NULL-Werte, Erweiterung)

Java Blend


Entwicklungs- und Laufzeitsystem zur objektrelationalen Abbildung (Sun Microsystems)Komponenten

Mapping-Werkzeug: Definition der Abbildung zwischen DB-Schema und Java-Klassen

Java→DB-Modus: Ableitung des Schemas aus KlassenDB→Java-Modus: Generierung von Klassen anhand eines Schemas

Präprozessor: Generierung persistenzfähiger KlassenLaufzeitsystem: Funktionen für Laufzeitaspekte und Anfrageausführung

Java-Blend: Mapping-Werkzeug


DB → Java-ModusAuslesen eines existierenden DB-SchemasAnalyse der Relationenschemata und Fremdschlüsselbeziehungen (Beziehungen, Vererbung)Generierung einer Default-Abbildunginteraktive Anpassung mittels Mapping-Werkzeug

Java → DB-ModusAnalyse existierender Java-Klassen, Ableitung eines DB-SchemasVoraussetzungen

persistente Klassen implementieren Schnittstelle PersistenceCapableBeziehungen über Referenztypen oder Kollektionen der Klasse DCollection

Java-Blend-API


DB-Zugriff über JDBC-TreiberODMG-konforme Schnittstelle

Klassen: Database, Transaction, Kollektionenexplizite Persistenz: Persistentmachen eines Objektes durch Aufruf von makePersistent

AnfragenOQL-Unterstützung inkl. Pfadausdrücke und MethodenaufrufeTransformation in SQL-AnfragenODMG-konforme Schnittstelle über OQLQuery

Weitere Systeme


SQL Object Factory (POET)PowerTier (Persistence)Relational Object Framework (Watershed)...

Architekturvergleich


Anwendungs-objekte

RDBMS ODBMS

ObjekttransferTransformationRelationaleRepräsentation

8. Java Data Objects (JDO)


Standard für transparente, herstellerneutrale ObjektpersistenzVerwaltung von Java-Objekten in

Objektdatenbanken (direkt, ohne Mapping)relationalen Datenbanken (über Mapping-Werkzeuge)

Fokus auf Java-ObjektmodellEinheitliche SchnittstelleUnterstützung von Applikationsservern (J2EE)

Weiterentwicklung/Anpassung von ODMG?

JDO: Persistente Klassen


Persistenz definiert für ausgewählte Java-KlassenKollektionen, String, benutzerdefinierte Klassen

Unterscheidung in First Class-Objekte: Objekte mit OIDSecond Class-Objekte: Objekte ohne eigene OID, nur eingebettet in andere Objekte

SpezifikationJava-KlassendefinitionJDO-XML-Datei mit zusätzlichen Infos (eingebettete Objekte, Elementtyp von Kollektionen etc.)

Code-Modifikation (.class-Files) durch Enhancer

JDO: Speichern von Objekten


Prinzip: Persistenz durch ErreichbarkeitKoordination über Instanz von Klasse PersistenceManager

persistentes Sichern durch expliziten Aufruf von makePersistent(obj)

Beispiel:PersistenceManager pm = …;Book book = new Book(…);pm.currentTransaction().begin();…pm.makePersistent(book);pm.currentTransaction().commit();

JDO: Zugriff auf Objekte


Zugriff auf DB-Objekte über Extension (Extent)Anfrage

Iterator über Extensionpm.currentTransaction().begin();Extent books = pm.getExtent(Book.class,

true);Iterator iter = boos.iterator();while (iter.hasNext()) {

Book book = (Book) iter.next();…

}

JDO: Anfragespache


JDOQL: einfache „Anfragesprache“Im Wesentlichen zum Wiederfinden von ObjektenKeine Verbunde, Gruppierung, Aggregation etc.Nur einfache Filterbedingungen

Beispiel:Extent books = pm.getExtent(Book.class,

true);String filter = "this.isbn.equals(\"1234\")";Query q = pm.newQuery(books, filter);Collection col = (Collection) q.execute();

JDO: Systeme


ODBMS-basiertFastObjects (FastObjects/Poet)enJin (Versant)

Objektrelationales MappingKodo (SolarMetric)Lido (LIBeLIS)JRelay (ObjectIndustries)…

9. Weitere Aspekte


Komponentenplattformen und ApplikationsserverEnterprise JavaBeans

TransaktionssteuerungNutzung von verteilten Transaktionen und Transaktionsmanagern über Java Transaction API und XAverteilte Anwendungen, Enterprise JavaBeans

Web-DB-AnbindungenServlets, Java Server Pages

XML-VerarbeitungXML-Parser, Dokument-API (DOM), Werkzeuge

Ausblick


Java als persistente Programmiersprache ?Orthogonal persistentes Java (PJama/OPJ)

Typ-Orthogonalität: Persistenz für alle ObjektePersistenz durch Erreichbarkeit: Persistenz durch transitive Erreichbarkeit von WurzelobjektenPersistenz-Unabhängigkeit: identischer Programm-code für transiente und persistente Objekte

Charakteristikaspezielle VM für „Stabilisierung“ des Speicherskeine Anfragemechanismen

Ausblick


Java in der DatenbankDatenbankerweiterungenJava zur plattformneutralen Implementierung von gespeicherten ProzedurenJava-Klassen als SQL-DatentypenNutzung der Java-Sicherheitskonzepte

Mobile DB-LösungenJava als DBMS-Implementierungssprache

Literatur


Saake, Sattler: Datenbanken & Java: JDBC, SQLJ und ODMG, dpunkt.verlag, Heidelberg, Mai 2000, ISBN 3-932588-54-1

Documents

Datenbanken & Java - htw-dresden.dedbst/material/20021127_83_saake.pdf · Programmiersprache: Tupel/Objekt als Datenstruktur Verbindung Relation - Tupel tupelweiser Zugriff auf Elemente