Tema5.ArquitecturadelasaplicacionesconaccesoaBD

DesarrollodeSistemasdeInformación

MartaElenaZorrillaPantaleónDPTO.DEMATEMÁTICAS,ESTADÍSTICAY

COMPUTACIÓN

EstetemasepublicabajoLicencia:CreaIveCommonsBY‐NC‐SA3.0

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REFERENCIAS

  Libros

  ScoOW.Ambler.TheDesignofaRobustPersistenceLayerFor

RelaIonalDatabases.2005hOp://www.ambysoZ.com/downloads/persistenceLayer.pdf

  ClintonBegin,BrandonGoodin,LarryMeadors.iBaIsinacIon.

NewYork:Manning,cop.2007.

  CésardelaTorreetal.GuíadeArquitecturaN‐CapasDDD.NET

4.0.KrassisPress,2011

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REFERENCIAS

  Recursosweb

  iBaIshOp://ibaIs.apache.org/

  HibernatehOp://www.hibernate.org/

  ComparaIvaFrameworks:hOp://crowdranking.com/crowdrankings/t420g0‐‐best‐java‐persistence‐frameworks

  DataSkillsforAgileSoZwareDeveloperhOp://www.agiledata.org/essays/developerSkills.html

  EncapsulaIngDatabaseAccess:AnAgile"Best"PracIcehOp://www.agiledata.org/essays/implementaIonStrategies.html

  ScoOAmbler'sArIclesandOtherWriIngshOp://www.ambysoZ.com/onlineWriIngs.html

  ComparisonandBenchmarksonORMBaOle.NEThOp://ormeter.net/

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INTRODUCCIÓN

  Mayoritariamente,losSistemasdeInformaciónhacenusodebasesdedatosrelacionalesparalapersistenciadesusdatos.EnmenormedidaseusanBDorientadasaobjetoy/uObjeto‐relacionales.YestátomandorelevancialasBDXML,comoconsecuenciadelintercambiodedatosyestándaresdelaindustria.

  SQL,estándardesde1987,esellenguajedeinterrogaciónydefiniciónampliamenteadoptado.Hasidoextendidoparaabordarelmodeladodelosdatosobjetual(OR)ysemi‐estruturado(XML).Envigor,estándarSQL:2008.

  Limitaciones:sólounapartedeSQLesrealmenteestándarcuandotrabajascondisIntosgestoresdeBD

  Afavor:declaraIvo,potente,ampliamenteuIlizado

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INTRODUCCIÓN

  Porotraparte,lossistemasdeinformaciónsevenmuyafectadosporloscambiosnormaIvosyorganizaIvosdelascorporaciones,loqueconllevaacambiosenlosrequisitosyconInuasadaptacionesenelsoZware.

  ParalelamentelastecnologíasnoparandeavanzarydeproponergrancanIdaddealternaIvasquepermitenconstruiraplicaciones,quesiguiendounaarquitecturamodular,seadaptenmuybienadiferentesescenarios.

  ¿Cómoabordarlo?

  Analicemoslahistoria

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REVISIÓN HISTÓRICA 6

Ges=óndedatos Ges=óndedatos Ges=óndedatos Ges=óndedatos Ges=óndedatos Ges=óndedatos

Procesamiento Procesamiento Procesamiento Procesamiento

Presentación Presentación

Procesamiento

Presentación

Procesamiento

PresentaciónPresentaciónPresentación Presentación

Procesamiento

Desdelosaños80hastalaactualidadlaarquitecturadelasaplicacionessehaidomodificandopasandodesdeunaarquitecturacentralizada(todoenelhost)aunadistribuida,enelquesereparteelaplicaIvoenvariasmáquinas(clienteyservidores)aprovechandoasílascapacidadesgráficasydecómputodecadaIpodeequipo

Persistencia

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LAYERS AND TIERS

  EsimportantedisInguirlosconceptosde“Capas”(Layers)y“Niveles”(Tiers)

  LasCapas(Layers)seocupandeladivisiónlógicadeloscomponentesqueconsItuyenelsoZware,ynoIenenencuentadóndeestaráubicadosvsicamente.

  LosNiveles(Tiers)serefierenalosdisIntosequiposendondeloscomponentessoZwaresedesplegarán.

  Ambosusannombressimilares(presentación,proceso/servicio,negocioydatos),peroesimportantenoconfundirlos.

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CARACTERÍSTICAS DE LAS APLICACIONES

  Aplicacionescentralizadas(1Ier)(desde1970a..):

  Interfacesorientadasatexto

  DesarrolladoprincipalmenteconCobol,ylenguajes4GLqueembebíanellenguajeSQLdelgestordeBD(Informix‐4GL,Oracle,etc.)

  Aplicacioneseficientes,ágiles,peropocousables

  2Ier(1990‐95):

  Interfacesgráficasenclienteconcapacidaddeprocesamiento.

  SebasabaenlainvocacióndeinstruccionesSQLdesdecliente.Avecesestasinstruccioneseranprocedimientosalmacenadosque,incluíannosóloelSQLsinotambiénlógicadenegocio.Sellevabatodoelcómputoalservidor.

  RecordemosquelosprocedimientosalmacenadossiguenlenguajeprocedimentalynodeclaraIvo.Impideportabilidad.

  Lasaplicacionespresentabanproblemasdeescalabilidadyrendimientoysudespliegueeraunalocura“elinfiernodelasdlls”

  Herramientas:VB,PowerBuilder,OracleForms,…conAPIODBC.Prob.Conelpooldeconexiones

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CARACTERÍSTICAS DE LAS APLICACIONES

  3‐IeroN‐Ier(1994‐…):  Interfaces“thin”y“thick”  SurgenconlallegadadeInternetyelprotocolohOp.  Sedividelaaplicaciónencapadepresentación,denegocioyde

datos.  Losprocedimientosalmacenadossellevanalacapadenegocios

(comollamadasaprocedimientosremotos)dondesemejoraelrendimientoconunagesIónmásopImizadadelpooldeconexionesylosrecursosdegestor.

  EstossonmuyeficientesencuantoaquemanipulanlainformaciónqueestáenelpropiogestorperosonmásdivcilesdeescribiryprobarpuesnoestánligadosalasmetodologíassoZwareactuales(orientadasaobjetosvistosdesdelaperspecIvadeaplicación).

  AlgunosgestoresyapermitenlaprogramacióndeprocedimientosenjavaoC#peroesunparchequesoloresuelvelaportabilidaddelaBD.

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CARACTERÍSTICAS DE LAS APLICACIONES

  3‐IeroN‐Ier(1994‐…):  InlineSQL:aconInuaciónaparecieronlenguajescomoSQLJ

(estandarizadoenSQL2003)queembebíainstruccionesSQLenjavaperonohasidomuyuIlizado.  SQLnoestándary,portanto,nosepuedehacerunparser

general

  Necesidaddeunprecompilador

  DificultadparaintegrarloenlosIDEdedesarrollo

  DynamicSQL:resuelveelproblemadelprecompilador,escribiendoelSQLenunstring.EstorequiereunaAPIparaconfigurarlosparámetrosyrecuperarlosdatos(JDBC,ADONet)  Ventaja:flexibilidadparaconstruirdinámicamentelasSQLs

  Inconveniente:muchocódigorepeIIvocadavezquequieresejecutarunaconsulta.AdemáselSQLpuedevenirconcatenadoloqueresultadivcildeleerymantener

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EJ. SQLJ Y JDBC 11

SQLJ

estándar estático

#sql [ctx] { SELECT MAX(SALARY), AVG(SALARY) INTO :maxSalary, :avgSalary FROM DSN8710.EMP };

JDBC

no estándar dinámico

PreparedStatement stmt = conn.prepareStatement( "SELECT MAX(SALARY), AVG(SALARY)“ + " FROM DSN8710.EMP"); rs = stmt.executeQuery(); if (!rs.next()) { // Error -- no rows found } maxSalary = rs.getBigDecimal(1); avgSalary = rs.getBigDecimal(2); if (rs.next()) { // Error -- more than one row found } rs.close(); stmt.close();

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CARACTERÍSTICAS DE LAS APLICACIONES

  3‐IeroN‐Ier(1994‐…):  Actualmente,lasoluciónadoptadaesdiseñarunacapaque

realiceelmapeoobjeto‐relacional.

  SussiglasORMserefierenalmapeodeobjetosdelsoZwaredeaplicaciónarelacionesotupasdelmodelorelacionalparasupersistenciayrecuperaciónposterior.

  SuusoseexIendetambiénaotrastecnologíasnorelacionales(BDXML,ficheros,etc.)

  Ventajas:  MuchasherramientasORMgenerancódigoSQLdirectamente,

realizanconvenientementelagesIóndetransacciones,ofrecenposibilidadesdecaching

  Algunas,estándiseñadasconciertasreglasqueobliganaquelaBDestánormalizadaperfectamente,loqueinfluyenegaIvamenteensurendimiento.MuchasempresasconstruyensupropioORM.

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ARQUITECTURA LÓGICA

  User‐interfaceclassesshouldnotdirectlyaccessyourpersistencemechanisms.

  Domainclassesshouldnotdirectlyaccessyourpersistencemechanisms.

  Theclass‐typearchitectureisorthogonaltoyourhardware/networkarchitecture

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ARQUITECTURA FÍSICA

Classtype StandAlone Fat‐client Thin–client N‐=er

UserInterface Client Client Client Client

Controller/process

Client Client Server ApplicaIonserver

Domain/business

Client Client Server ApplicaIonserver

Persistence Client Server Server DatabaseServer

System Client Allmachines Allmachines Allmachines

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2Ier‐c/s 3Ier‐c/s1Ier‐c/s

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NECESIDAD DE LA CAPA DE PERSISTENCIA

  Persistenciaeslacapacidaddeunlenguajedeprogramaciónoentornodedesarrollodeprogramaciónpara,almacenaryrecuperarelestadodelosobjetosdeformaquesobrevivanalosprocesosquelosmanipulan.

  ¿Esnecesaria?Si,debidoaldesajustedeimpedanciaentreelmodelodedatosdelosparadigmasdeprogramaciónorientadosaobjetosyeldelosgestoresdebasesdedatos(relacionales,OR,xml,etc).Paraelcasorelacional,

  Modelodeobjetos(objetosconatributos,métodosyrelacionesconotrosobjetos)debedescomponerseenvariastablas(deacuerdoalasrelaciones1:NyN:M)paraalmacenarseysurecuperaciónrequierevariosJOINs

  EnlosgestoresrelacionaleselaccesoesasociaIvo,estoes,basadoenelcontenido(valordeclave)ynonavegacional,basadoenelmovimientoentreregistrosindividuales.

  LosgestoresproveeIposdedatosquenoIenenloslenguajesdeprogramaciónOO(p.ej.Interval,Date).

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REQUISITOS A CUMPLIR

  Lacapadepersistenciaencapsulaelcomportamientonecesarioparaescribir,recuperar,actualizaryborrarobjetos(delaaplicaciónsoZware)a/desdeelgestordealmacenamientopersistente(relacional,XML,ficheros,etc.).

  Estadebesoportar,deacuerdoaScoOAmbler(2005):  Diferentesmecanismosdepersistencia(relacional,XML,ficheros,etc.).  Encapsulacióncompleta:nodebesernecesarioescribirningunalíneade

códigoqueaccedaalgestordepersistencia,debensersuficientelosmétodosdefinidosenlacapadepersistencia

  AccionessobrevariosobjetosalIempo(borrarvariosobjetosoconsultarlos,etc.)

  Transaccionessimplesyanidadas(todoonadaoconcommitparcial)  Extensibilidad:fácilparasusItuirlosmecanismosdepersistencia

existentesypoderincorporarnuevascaracterísIcas

  IdenIdaddeobjetospersistentes:lacapadepersistenciadebeasociarunidenIficadoracadaobjetopersistentequesirvaparalocalizardeformaunívocaelobjetoguardadoenelgestordepersistencia

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REQUISITOS A CUMPLIR

  Estadebesoportar(cont.):

  Cursores:debepoderrecuperarelnúmerodeobjetosquesele

pidanyevitarelmanejodevolúmenesgrandesdedatos

  Proxies:complementaalcursor,unobjetoquerepresentaaotro

perosintraerloamemoriahastaquesesoliciteexpresamente

  MúlIplesarquitecturas:debepoderadaptarseacualquierIpode

arquitectura(centralizada,c/s,n‐capas)

  Diferentesgestores:siseproduceuncambiodegestorlasaplicacionesnosevenafectadas

  MúlIplesconexiones:debepermiIrabrirconexionesadiferentes

basesdedatosdentrodeunamismaaplicación

  SuporteadriversnaIvosynonaIvos(JDBC,ODBC,…)

  ConsultasSQL:aunquesedebeevitarelSQLenelcódigoOO,en

ocasionesesnecesarioporrendimientoydebepermiIrse.

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MECANISMOS DE PERSISTENCIA 18

ScoOAmbler,2005

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MECANISMOS DE PERSISTENCIA

  AccesodirectoaBD.ImplicaelusodirectodelaBDhaciendousodeunainterfazestandarizadayunlenguajedeconsultasoportadoporelgestor.Noexistecapadepersistenciaentreelgestorylaaplicación.

  Mapeadores:mecanismosquesebasanenlatraducciónbidireccionalentrelosdatosencapsuladosenlosobjetosdelalógicadeunSistemaOOyelmodelodedatosdelafuentededatos.Elmapeadoreselencargadoderealizarlaconversiónentreparadigmas,biendeformamanualoautomáIca.

  Generadoresdecódigo:usarherramientasgeneradoresdecódigobasadasenpatronespararesolverlapersistencia,centrándoseeldesarrolladorenelcódigoqueresuelvelalógicadenegocio.

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MECANISMOS DE PERSISTENCIA

  Orientaciónaaspectos:paradigmaorientadoamodularizarlasaplicacionesendeterminadosconceptos,unodeelloseslapersistencia

  Lenguajesorientadosaobjetos:uIlizarfuncionalidadesdepersistenciaprovistasporelpropiolenguajedeprogramaciónevitandolainclusióndeframeworks.

  Libreríasestándarusandotécnicascomolaserializacióndeobjetos(nogesIonatransaccionesniincorporalenguajesdeconsulta);lenguajesqueproveanpersistenciaousandolenguajesqueintegrenunlenguajedeconsultasobreelsistemapersistentecomoOQL,HQL.

  Prevalencia,técnicaparahacerpersistenteslosdatosqueestánenmemoriappal.usandotécnicasdeserialización.Manejantransaccionesypuedenrecuperarunestadoestablesicaeelsistema.

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FRAMEWORKS DE PERSISTENCIA

  Frameworkesunconjuntodelibreríasoclasesqueproporcionaunainfraestucturaqueactúadesoporteparadesarrollaraplicaciones.Estoes,esunesquemaopatrónparaeldesarrollodeunaaplicacióncompletaodeunaparteespecíficadelamisma.

  Losframeworks,adiferenciadeunconjuntodelibrerías,ofrecenunaseriedeserviciosparaimplementarelartefactosoZwareocultandosucomplejidadalprogramadoryahorrandoIempodeprogramación.Porotraparte,estámáslimitadouncambioensufuncionalidad.

  Frameworkdepersistenciaesunmarcodetrabajoquesesitúaentrelalógicadenegocioylacapadebasededatos,abstrayendounodelotro.

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FRAMEWORKS PARA JAVA

  IbaIs:  MyBa=sisapersistenceframeworkavailableforJavaand.NETthat

couplesobjectswithstoredproceduresorSQLstatementsusinganXMLdescriptororannotaIons.

  Hibernate:  Hibernateisanobject‐relaIonalmapping(ORM)libraryfor

theJavalanguage,providingaframeworkformappinganobject‐orienteddomainmodeltoatradiIonalrelaIonaldatabase.

  OpenJPA:  OpenJPAisanopensourceimplementaIonofthe

JavaPersistenceAPIspecificaIon.Itisanobject‐relaIonalmapping(ORM)soluIonfortheJavalanguage,whichsimplifiesstoringobjectsindatabases

  EclipseLink  EclipseLinkistheopensourceEclipsePersistenceServicesProjectfrom

theEclipseFoundaIon.ThesoZwareprovidesanextensibleframeworkthatallowsJavadeveloperstointeractwithvariousdataservices,includingdatabases,webservices,ObjectXMLmapping(OXM),andEnterpriseInformaIonSystems(EIS).EclipseLinksupportsanumberofpersistencestandards

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OTROS FRAMEWORKS PARA JAVA

  Torque

  Castor

 OJB

  Cayenne

  JDBM

  PBeans

  SimpleORM

  JULP(JavaUltra‐LitePersistence)

  Smyle

  Speedo

  XORM

  JDBCPersistence

  JDOGenie

  LiDO

  JDOToolkit

  FronIerSuite

  Jrelay

  IntelliBO

  kodoJDO

 ….

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OTROS FRAMEWORKS PARA NET

  Sqlclient

  EnItyFramework

  LINQtoSQL

  BTLToolkit

 DataObjects.Net

  LinqConnect

 Nhibernate

 OpenAccesss

  Etc….

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IBATIS

  iBaIsesunframeworkquefacilitaeldiseñodelacapadepersistenciauIlizadaenlasaplicacionesJavaparaaccederanuestrorepositoriodedatos.

  iBaIsunelosObjetosconlassentenciasSQLmedianteundescriptorXML.

  iBaIsnecesitaunoomásficherosconlassentenciasSQLqueusaráelprograma

  IbaIsnecesitaunficherodeconfiguraciónenXMLdondeseindiquenlosparámetrosdeconexiónalabasededatosylosficherosdemapeoXML

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HIBERNATE

  HibernateesunaherramientadeMapeoobjeto‐relacionalparalaplataformaJava(ydisponibletambiénpara.NetconelnombredeNHibernate)quefacilitaelmapeodeatributosentreunabasededatosrelacionaltradicionalyelmodelodeobjetosdeunaaplicación,mediantearchivosdeclaraIvos(XML)quepermitenestablecerestasrelaciones.

  Hibernatenorequiereconocerelmodelodedatosalcualseaccede.SeIeneunaaplicaciónOrientadaaObjetosyélmapeaeldiseñoOOenunacapadepersistencia.

  LamayordiferenciaentreHibernateeiBATISprovienedelhechodequeelúlImobasasufuncionamientoenelmapeodesentenciasSQLqueseincluyenenficherosXML.Esosignificaque,alcontrarioqueHibernate,requiereconocimientodeSQLporpartedelprogramador.Porotraparte,permitelaopImizacióndelasconsultas,yaseaconlenguajeestándaroconSQLpropietariodelmotordebasededatosuIlizado.ConiBATIS,siempresesabeloqueseestáejecutandoenlabasededatosypermitegenerarconsultasdinámicasmuypotentes.

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HIBERNATE VS IBATIS

  HibernatefacilitaeldesarrolloalnotenerporquetenerconocimientoalgunoacercadeSQL,perosedesaconsejaparadesarrollosenlosqueladefinicióndelmodelodedatosestáyadefinidoosilasrelacionesenelmodelodedatosvanasercomplejas.

  Porotraparte,HibernatealuIlizarsupropiolenguajedeconsultadedatos,loconvierteenmulImotordebasededatos.

  IbaIssoportalaposibilidaddealmacenarconsultasenlacaché(usaOpenSymphonyCache)ypooldeconexiones(usaYacarta).

  EndefiniIva,HibernateseparamáslacapadenegocioypersistenciaqueIbaIsenlaqueeldesarrollador“define”elenlace(menosniveldeabstracción).

  UsaremosIbaIsenlasprácIcas.

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