Gastvortrag Datenbanksysteme: Ruby on Railsdbs/2013/PDF/DBS_Rails.pdf · Gastvortrag Datenbanksysteme: Ruby on Rails Institut für Informatik AG Medieninformatik 1 Monday, June 17,

Nils Haldenwang, B.Sc.

Gastvortrag Datenbanksysteme:

Ruby on Rails

Institut für InformatikAG Medieninformatik1

Monday, June 17, 13

• plattformunabhängige General Purpose Programmiersprache

• Veröffentlichung 1995 in Japan

• außerhalb Japans bekannt geworden um 2000

• Objektorientierung

• dynamische Typisierung (Duck Typing)

• Garbagecollection

• aktuelle Version: 2.0.0, veröffentlicht im Mai 2013

Ruby

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Monday, June 17, 13

Ruby

I hope to see Ruby help every programmer in the world to be productive, and to enjoy programming, and to be happy. That is the primary purpose of the Ruby language.

- Yukihiro Matsumoto

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RubyEinführung in die Syntax

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Monday, June 17, 13

Quellen / Literaturempfehlungen

Ruby

2.0.0 Core API: http://www.ruby-doc.org/core-2.0.0/

5

Ruby Dokumentation: http://www.ruby-doc.org/

Monday, June 17, 13

http://www.ruby-doc.org/core-1.9.3/





Ruby6

Dave ThomasChad Fowler,Andy Hunt,Programming Ruby 1.9Pragmatic Bookshelf, 2009

Monday, June 17, 13


Ruby7

Paolo PerrottaMetaprogramming RubyPragmatic Bookshelf, 2010

Monday, June 17, 13

Hello World

puts "Hello World!"

Ausgabe Stringliteral

hello_world.rb

$ ruby hello_world.rbHello World!

Ruby8

Monday, June 17, 13

local_variable = "Lokale Variable"@instance_variable = "Instanzvariable"@@class_variable = "Klassenvariable"$global_variable = "Globale Variable"SOME_CONSTANT = "Konstante"SomeClass # Klassenkonstante

Variablen

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Monday, June 17, 13

Basisdatentypen

Ruby

natural_number = 42natural_number.class # => Fixnum, konstante Zahl

float_number = 42.0float_number.class # => Float, Fließkommazahl

string = "Hello World!"string.class # => String

symbol = :hello_worldsymbol.class # => Symbol, konstanter String

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Monday, June 17, 13

Collections: Array

a = []a = Array.new

a = [42, "foo", nil]

puts a[0] # Ausgabe: 42

puts a.size # Ausgabe: 3

a[0] = 24

Ruby11

Monday, June 17, 13

Collections: Hashh = Hash.newh = {}

h = { :a => "b", :c => 42, "e" => "f", 42 => "The answer,..."} # 1.8 && 1.9

puts h[:a] # Ausgabe: bputs h[42] # Ausgabe: The answer,..

h[:c] = 73

h = { a: "b", c: 42} # Nur 1.9

Ruby

Hashrocketwenn keine Symbole

Doppelpunktbei Symbolen

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Monday, June 17, 13

DemoRuby13

Monday, June 17, 13

Methodendef say_goodnight(name) result = "Good night, " + name return resultend

puts( say_goodnight("John-Boy") )# => Good night, John-Boy

puts say_goodnight "John-Boy"puts say_goodnight("John-Boy")

def say_goodnight(name) result = "Good night, #{name}" return resultend

def say_goodnight(name) "Good night, #{name}"end

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Klammern optional

Rückgabewertist der Wert des letzten Ausdruckes.

EmpfohleneSchreibweise

Monday, June 17, 13

Bedingte Anweisungen

if x == 5 puts "x is 5"end

puts "x is 5" if x == 5

if x == 5 puts "x is 5"elsif x == 3 puts "x is 3"else puts "x is unknown"end

Obacht!Ruby15

Monday, June 17, 13

Bedingte Anweisungenif !( x == 5 ) puts "x isn't 5"end

puts "x isn't 5" if !( x == 5 )

unless x == 5 puts "x is not 5"end

puts "x is not 5" unless x == 5

Ruby16

Monday, June 17, 13

Schleifen

i = 42while i > 0 puts i i -= 1end

i = 42until i == 0 puts i i -= 1end

a = [1, 2, 3, 4, 5]

for element in a puts elementend

Ruby17

Monday, June 17, 13

Collatz

Ruby

public class Collatz { public static int value(int x){

int z = 0;

while (x != 1) {

if (x % 2 == 0) x = x / 2; else x = 3*x+1;

z = z+1; }

return z; }}

Ruby18

Monday, June 17, 13

public class Collatz { public static int value(int x){

int z = 0;

while (x != 1) {

if (x % 2 == 0) x = x / 2; else x = 3*x+1;

z = z+1; }

return z; }}

def collatz(x) iterations = 0

while (x != 1)

if (x % 2 == 0) x = x / 2 else x = 3*x + 1 end

iterations = iterations + 1 end

return iterationsend

Collatz

Ruby19

Monday, June 17, 13


until x == 1

if x.even? x /= 2 else x = 3*x + 1 end

iterations += 1 end

iterationsend

Collatz


while (x != 1)

if (x % 2 == 0) x = x / 2 else x = 3*x + 1 end

iterations = iterations + 1 end

return iterationsend

Ruby20

Monday, June 17, 13

Blöcke

{ puts "Hello, Block!" }

do puts "Hello, Block!" puts "Multiple lines."end

Ruby21

Monday, June 17, 13

Blöcke übergeben

greet_block { puts "Hello, Block!" }

greet_block do puts "Hello, Block!"end

Ruby22

Monday, June 17, 13

Blöcke aufrufen

def call_block puts "Calling block:" yield yield puts "Block has been called."end

call_block { puts "Hello" }

# Ausgabe:# Calling block:# Hello# Hello# Block has been called.

Ruby23

Monday, June 17, 13

Blöcke mit Parametern

def call_block yield("foo")end

call_block { |param| puts "Param: #{param}" }

call_block do |param| puts "Param: #{param}"end

# Ausgabe:# Param: foo

Ruby24

Monday, June 17, 13

Variablen und Blöcke

def call_block yieldend

var = 42

call_block { var = 73 }

puts var

# Ausgabe: 73

Ruby25

Monday, June 17, 13

Optionale Blöcke

def greet(name)

if block_given? yield name else puts "Hello, #{name}!" end

end

greet "Joe" # Ausgabe: Hello, Joe!

greet( "Joe" ) { |name| puts "Nice to meet you, #{name}!" }# Ausgabe: Nice to meet you, Joe!

Ruby26

Monday, June 17, 13

Iteratoren mit Blöcken

a = ["iterators", "rock"]

a.each { |e| puts e }

# Ausgabe:# iterators# rock

h = { a: 42, b: 73 }

h.each { |k, v| puts "key: #{k}, value: #{v}" }

# Ausgabe:# key: a, value: 42# key: b, value: 73

Ruby27

Monday, June 17, 13

Schleifen mit Blöcken3.times { |i| puts i }# Ausgabe:# 0# 1# 2

1.upto(3) { |i| puts i }# Ausgabe:# 1# 2# 3

3.downto(1) { |i| puts i }# Ausgabe:# 3# 2# 1

Ruby28

Monday, June 17, 13

DemoRuby29

Monday, June 17, 13

RubyInstallation

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Monday, June 17, 13

Ruby installieren

Ruby Version Managerhttp://beginrescueend.com/

Ruby Installerhttp://rubyinstaller.org/

Ruby31

Monday, June 17, 13

http://beginrescueend.com

http://beginrescueend.com

http://rubyinstaller.org

http://rubyinstaller.org

Ruby

Ruby installieren mit RVM$ rvm install 2.0.0

$ rvm use 2.0.0$ irb2.0.0-p0 >

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Monday, June 17, 13

Ruby on Rails

Monday, June 17, 13

Ruby on Rails

• In Ruby geschriebenes Webapplication Framework

• Forciert Resource-Oriented Architecture

• Erstes Framework seiner Art

• Open Source

• 2005 Veröffentlichung Version 1.0

• Aktuelle Version: 3.2.13, erschienen im März 2013

34 Ruby on Rails

Monday, June 17, 13

Ruby on Rails

Rails is about allowing beautiful code to solve the problems most people have most of the time in web-application development. It’s about taking the pain away and making you happy.

This might all sound mighty fluffy, but only until you recognize that the single-most important factor in programmer productivity is motivation. And, happy programmers are certainly motivated programmers. Thus, if you optimize for happiness, you’re optimizing for motivation, which ultimately leads to an optimization for productivity.

- David Heinemeier Hansson35 Ruby on Rails

Monday, June 17, 13

Quellen/Literatur

Sam Ruby, Dave Thomas,David Heinmeier Hansson,

Agile Web Development with Rails,Fourth Edition

Pragmatic Bookshelf, 2011

< 4 ist veraltet: Rails 2

Ruby on Rails

Monday, June 17, 13

Quellen/Literatur

Ruby on Rails

Obie Fernandez,The Rails 3 Way,

Addison-Wesley Professional,2nd Edition, 2010

Erste Edition ist veraltet: Rails 2

Monday, June 17, 13

Quellen/Literatur

Ruby on Rails

Chad Pytel, Tammer SalehRails Antipatterns - Best practice

Ruby on Rails Refactoring,Addison-Wesley Professional,

2010

Monday, June 17, 13

Ruby on Rails

Konzepte & Design Patterns

Monday, June 17, 13

Model-View-Controller(MVC)

Don’t Repeat Yourself(DRY)

Convention Over Configuration

(COC)

Ruby on Rails

Monday, June 17, 13

Model-View-Controller (MVC)

Ruby on Rails

• Design Pattern zur Strukturierung von Software-Entwicklung

• Entwicklung 1979 für Oberflächen mit Smalltalk

• De-facto-Standard für Grobentwurf vieler komplexer Softwaresysteme

• Ziel: Reduktion der Komplexität und verbesserte Wiederverwendbarkeit, Wartbarkeit, Flexibilität

• Idee: Isolation von Geschäftslogik und Userinterface und Separierung in lose gekoppelte Komponenten

Monday, June 17, 13

Controller

Ruby on Rails

ModelView

ObserverGeschäftslogik?

Ablaufsteuerung

Anzeige / Userinterface Datenhaltung

Monday, June 17, 13

Model

Ruby on Rails

Datenfluss und MVC in Rails

Browser

Webserver

Router

Controller

ViewDB

Rails-App

Ablauf linear

Monday, June 17, 13

Web Application Architecture

RESTRepresentational State Transfer

ROAResource-Oriented Architecture

&

Monday, June 17, 13

Quellen/Literatur

Web ApplicationArchitecture

Fielding, Roy Thomas,Architectural Styles and the Design of Network-based

Software Architectures,Doctoral dissertation,

University of California, Irvine, 2000

Monday, June 17, 13

Quellen/Literatur


Richardson, L. and Ruby, S.,RESTful Web ServicesO’Reilly Media, 2007

Dix, P.,Service-Oriented Design

with Ruby on Rails,Addison-Wesley Professional, 2010

Monday, June 17, 13

REST

• “REST is an architectural style for distributed hypermedia systems.” - Roy Fielding, 2000

• Ziele:

• Skalierbare Interaktion zwischen Komponenten und größtmögliche Unabhängigkeit

• Allgemeine Schnittstellen

• Zwischenschichten zur Verbesserung von Sicherheit, Latenz und dem Kapseln von Legacy-Systemen


Monday, June 17, 13

ROA• “The ROA is a way of turning a problem into a RESTful

Webservice.” - L. Richardson, S. Ruby, 2007

• Rückbesinnung auf Ideen, die das Web erfolgreich gemacht haben

• Adressability & URIs

• Resources & Representations

• Statelessness

• Connectedness

• Uniform InterfaceWeb Application

Architecture

Monday, June 17, 13

Was sind Ressourcen?

• Dinge, die als eigene Entität referenziert oder manipuliert werden können

• Beispiele:

• Version 1.3.1 einer Software

• Die aktuelle Version einer Software

• Die nächste Primzahl nach 1024

• Eine Liste von zu behebenden BugsWeb Application

Architecture

Monday, June 17, 13

Adressierbarkeit und URI

• Jede Ressource hat einen URI

• Der URI ist sowohl der Name als auch die Adresse einer Ressource

• Die URI sollte die Ressource beschreiben:

• http://www.example.com/software/releases/1.3.1.tar.gz

• http://www.example.com/software/releases/latest.tar.gz

• http://www.example.com/nextprime/1024

• http://www.example.com/bugs/by-state/openWeb Application

Architecture

Uniform Resource Identifier

Verschiedene Ressourcen,

gleiche Daten

Monday, June 17, 13

http://www.example.com/software/release/1.3.1.tar.gz









Zustandslosigkeit

• Jeder Request muss in völliger Isolation bearbeitet werden können und alle dafür nötigen Informationen mitliefern

• Der Server speichert keinen Client-Zustand, sondern nur Ressourcen-Zustände

• Die vom Server durchgeführte Aktion hängt nicht vom Client-Zustand ab

• Vorteile:

• Caching und Load Balancing vereinfachen sich

• Der Zurück-Button funktioniertWeb Application

Architecture

Monday, June 17, 13

RepräsentationenTeilmengen von Ressourcen-Zuständen

<person><name = “Nils Haldenwang” /><description>...</description>

</person> Web ApplicationArchitecture

Manipulation von Ressourcen durch Austausch von Repräsentationen

Monday, June 17, 13

Einheitliche Schnittstelle“Was soll mit wem getan werden?”

GET /info.txt HTTP/1.1Host: example.com

Zuordnung einer sinnvollen und einheitlichen Semantik zu den HTTP Verben


Monday, June 17, 13

Semantik der HTTP Verben

GETAnfordern der Repräsenation einer

Ressource

PUT Ersetzt existierende Ressource oder legt neue an übergebener URI an

POST

Annotation existenter Ressourcen, Übergabe von Daten an berechnende Prozesse und Anhängen an vorhandene

Collections

DELETELöscht die angegebene Ressource vom

ServerWeb Application

Architecture

Monday, June 17, 13

HTTP Verben in Rails/ROA


URI GET PUT POST DELETE

/users Liste aller Nutzer

- Nutzer anlegen

-

/users/3Repräsenta-

tion von Nutzer 3

Update von Nutzer 3

- Nutzer 3 löschen

Monday, June 17, 13

Sicherheit und Idempotenz


Ressource ändert sich nicht Wiederholte Anwedung ändert nichts

42x0 = 42x0x0x0 = 0

Verb sicher idempotent

GET

PUT

POST

DELETE

Vorteil: Zuverlässige

Anfragen über unzuverlässiges

Netzwerk

Monday, June 17, 13

Nils Haldenwang, B.Sc.

Gastvortrag Datenbanksysteme:

Ruby on Rails

Institut für InformatikAG Medieninformatik1

1Tuesday, June 18, 13

Ruby on Rails

Models mit ActiveRecord

2


Ruby on Rails

Model: ORM

Idee: Repräsentiere die Tabelle durch eine Klasse und die Zeilen durch einzelne Instanzen.

id first_name last_name age

1 Nils Haldenwang 25

2 Luke Skywalker 42

Tabelle: users Klasse: User

snake_case

pluralisierter snake_case


Migrations

4

Ruby on Rails4Tuesday, June 18, 13

5

Migrations• Ruby DSL zur Definition und Manipulation des

Datenbankschemas

•Datenbankunabhängig (in gewissem Rahmen)

• Inkrementelle Entwicklung der Datenbank

• Kann mit in die Versionskontrolle eingecheckt werden

• Automatische Versionierung

• Gesamtschema in db/schema.rb

Ruby on Rails


Beispiel: Tabelle erstellen

6

class CreateUsers < ActiveRecord::Migration

def up create_table :users do |t| t.string :first_name t.string :last_name

t.timestamps end end

def down drop_table :users endend

Ruby on Rails

Anpassungdes Schemas

Anpassungrückgängigmachen


Ruby on Rails

class User < ActiveRecord::Baseend

u = User.new first_name: "Obi-Wan", last_name: "Kenobi"u.persisted? # => falseu.saveu.persisted? # => trueputs "#{u.first_name}, #{u.last_name}"# => Obi-Wan Kenobi

obi_wan = User.find_by_first_name("Obi-Wan")puts obi_wan.last_name # => Kenobi

Model: Userapp/models/user.rb DRY


Ruby on Rails

Query-API

8


Where-Clauses

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User.create name: "Nils", age: 24User.create name: "Luke", age: 42

User.where(name: "Nils")User.where("name = ?", "Nils")User.where("name = :name", name: "Nils")

User.where(name: "Nils", age: 24)User.where(name: "Nils").where(age: 24)User.where("name = ? AND age = ?", "Nils", 24)

User.where("name = ? OR age = ?", "Nils", 42)

User.where(name: ["Nils", "Luke"]).order("name ASC")

User.where("name LIKE 'L%'")


SQL-Injections

10

User.where("name = #{params[:name]}")

Robert’); DROP TABLE Students; --

Obacht!


Ruby on Rails

Associations

11


1:1-Beziehung: Definition

12

class Avatar < ActiveRecord::Base belongs_to :userend

class User < ActiveRecord::Base has_one :avatarend

Fremdschlüssel: user_id


1:1-Beziehung: Anwendung

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u = User.create name: 'Nils'u.avatar # => nila = Avatar.new url: 'foo.jpeg'a.persisted? # => falseu.avatar = aa.persisted? # => true

u.avatar = Avatar.new url: 'bar.jpeg'

Avatar.all# => [# #<Avatar id: 1, url: "foo.jpeg", user_id: nil>,# #<Avatar id: 2, url: "bar.jpeg", user_id: 1># ]


Abhängigkeiten

14

class Avatar < ActiveRecord::Base belongs_to :userend

class User < ActiveRecord::Base has_one :avatar, dependent: :destroyend


1:n-Beziehung: Definition

15

class Article < ActiveRecord::Base belongs_to :userend

class User < ActiveRecord::Base has_many :articlesend

Fremdschlüssel: user_id


1:n-Beziehung: Anwendung

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u = User.firstu.articles # => nilu.articles.new title: "Title"# => #<Article id: nil, title: "Title", user_id: 1>u.saveu.articles.first# => => #<Article id: 1, title: "Title", user_id: 1>

u.articles << Article.new( title: "Another Title" )u.articles.count # => 2

u.articles.delete Article.find(1)u.articles.count # => 1

u.articles.clearu.articles.count # => 0

Article.count # => 2


n:m-Beziehung: Definition

17

class Article < ActiveRecord::Base has_and_belongs_to_many :tagsend

class Tag < ActiveRecord::Base has_and_belongs_to_many :articlesend

class CreateArticlesTags < ActiveRecord::Migration def change create_table :articles_tags, id: false do |t| t.references :article, null: false t.references :tag, null: false end end

Sortiert17Tuesday, June 18, 13

Ruby on Rails

Validations

18

ActiveRecordGrundlagen


Validations: Grundlagen

19

class User < ActiveRecord::Base validates_numericality_of :age validates_presence_of :nameend

u = User.new age: "foo"u.valid? # => falseu.errors[:age] # => "is not a number"u.errors[:name] # => "can't be blank"


Validations: Parameter

20

validates_presence_of :name, message: "Y u no use name?"

validates_numericality_of :age, on: :create

validates_length_of :name, within: 6..42

validates :name, presence: true, length: { minimum: 6 }, uniqueness: true


Validierung mit Methode

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class Feed < ActiveRecord::Base validate :valid_feed_url

protected def valid_feed_url result = Feedzirra::Feed.fetch_and_parse(self.url) if result.nil? || result.kind_of?(Fixnum) errors.add(:url, "The feed url was not valid.") end endend


Ruby on Rails

Callbacks

22

ActiveRecordGrundlagen


Callback-Registrierung

23

class Beethoven < ActiveRecord::Base before_destroy :last_words

protected def last_words logger.info "Friends applaud, the comedy is over." endend

class Beethoven < ActiveRecord::Base before_destroy do logger.info "Friends applaud, the comedy is over." end

before_save(on: create) do logger.info "Here we go." endend


Mögliche Callbacks

24

• before_validation, before_validation_on_create

• after_validation, after_validation_on_create

• before_save

• before_create, after_create

• before_destroy, after_destroy


Beispiel: Geocoding

25

class Address < ActiveRecord::Base include GeoKit::Geocoders

before_save :geolocate validates_presence_of :street, :city, :state, :zip

def to_s "#{street} #{city} #{state} #{zip}" end

protected def geolocate res = GoogleGeocoder.geocode(to_s) self.lattitude = res.lat self.longitude = res.lng endend


Verarbeitung abbrechen

26

def geolocate res = GoogleGeocoder.geocode(to_s) if res.success self.lattitude = res.lat self.longitude = res.lng else errors[:base] = "Geocoding failed. Please check address." false endend

Abbruch der Verarbeitung, wenn ein Callback false liefert


Views mit HTML & ERB

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Ruby on Rails


HTML-Gerüst

28

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd"><html> <head> <title>Titel der Webseite</title>  </head> <body> <div id="header" class="container"> <h1>Überschrift</h1> <p>Inhalt <em>der</em> Webseite</p> </div> </body></html>

Ruby on Rails


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Embedded Ruby (ERB)

<div id='user-<%= @user.id %>'> <h2> <%= @user.first_name %> <%= @user.last_name %> </h2> <p>Age: <%= @user.age %></p></div>

Ruby on Rails

Einbetten des Rückgabewertes eines Ruby-Ausdruckes


30

ERB und Schleifen

<div id="squares"> <% 1.upto(3) do |i| %> <p> The square of <%= i %> is <%= i*i %>.</p> <% end %></div>

Ruby on Rails

<div id="squares"> <p> The square of 1 is 1.</p> <p> The square of 2 is 4.</p> <p> The square of 3 is 9.</p></div>

Ausführung ohne

Einbettung


Controller & Routing

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Ruby on Rails


Ruby on Rails

Controller : UsersController

class UsersController < ApplicationController def show @user = User.find(params[:id]) endend

app/controllers/users_controller.rb

MyRailsApp::Application.routes.draw do get 'users/:id' => "users#show"end

app/config/routes.rb


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RESTful Controller Actions

HTTP Verb URI Action

GET /users index

POST /users create

GET /users/:id show

PUT /users/:id update

DELETE /users/:id destroy

GET /users/new new

GET /users/:id/edit edit


Ruby on Rails

Demo: Blog

34


35 Ruby on Rails

Anforderungen: Blog

• Ein Blog besteht aus Artikeln

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