JDBC Aplicaciones Distribuidas
Contenido Definición. Arquitectura. Driver. Conexión. Consultas. Transacciones. Pool de conexiones. Patrón DAO. 2
JDBC Java DataBase Connectivity API Java para ejecutar consultas SQL en Bases de Datos Relacionales. Independiente del Sistema Gestor Relacional. Similar en concepto a ODBC de Windows. Distribuida en dos paquetes: java.sql, dentro de J2SE javax.sql extensión dentro de J2EE Para acceder a una base de datos es necesario un driver. Implementación de todas las interfaces del API. 3
JDBC El API ofrece las clases e interfaces para: Establecer una conexión a una base de datos. Ejecutar una consulta. Procesar los resultados. // Establece la conexión Connection con = DriverManager.getConnection ( "jdbc:odbc:mibd", milogin", mipassword"); // Ejecuta la consulta Statement stmt = con.createstatement(); ResultSet rs = stmt.executequery("select nombre, edad FROM Empleados"); // Procesa los resultados while (rs.next()) { String nombre = rs.getstring( nombre"); int edad = rs.getint( edad"); } 4
Arquitectura 5
Driver Conjunto de clases encargadas de implementar las interfaces del API y acceder a la base de datos. Tipos: Driver Tipo 1: Utilizan un API nativa estándar Ejemplo: puente JDBC:ODBC Driver Tipo 2: Utilizan un API nativa de la base de datos Ejemplo: Oracle OCI Driver Tipo 3: Servidor remoto con un API genérica. Útil para aplicaciones en internet. Driver Tipo 4: Totalmente desarrollado en Java Ejemplo: Oracle Thin. 6
Driver Los drivers Tipo 1 y 2 utilizan código nativo vía JNI. Son más eficientes. Diseño Driver Tipo 3: En aplicaciones enterprise favorecen la gestión de las bases de datos, que se realiza en el servidor. Carga de un driver: Class.forName( acme.db.driver ); Repositorio de drivers: http://developers.sun.com/product/jdbc/drivers 7
Conexión Representa una conexión con una base de datos. Se obtienen a partir de la clase DriverManager: DriverManager.getConnection( URL, login, password ) Mantiene un registro de todos los drivers cargados en la JVM. URL identifica el driver y su tipo, la localización de la base de datos y su nombre: jdbc:oracle:oci:dis.um.es/mibd Alternativa a DriverManager: DataSource 8
DataSource Actúa como factoría de conexiones. Método getconnection() Abstrae los detalles de acceso: Cargar los drivers, URL, login, etc. Aplicaciones más portables. Suelen mantener un pool de conexiones. Proporcionado por el contenedor utilizando el API JNDI (Java Naming and Directory Interface). Los detalles de acceso se indican en ficheros de configuración. Acceso a los servicios de nombres y directorios. Ejemplo: acceso a recursos, LDAP. 9
Consultas SQL El API JDBC no restringe las sentencias que se envían a la BD. En principio, todos los drivers deben ser compatibles con ANSI SQL-2 Entry Level. Tipos de sentencias: Statement: para sentencias sencillas en SQL. PreparedStatement: para consultas preparadas, Ejemplo: las que tienen parámetros. CallableStatement: para ejecutar procedimientos almacenados en la BD. El API distingue dos tipos de consultas: Consultas: SELECT Actualizaciones: INSERT, UPDATE, DELETE, sentencias DDL. 10
Statement Son creadas a partir de la conexión: Statement stmt = conexion.createstatement(); Ejecución de una consulta: stmt.executequery( SELECT * FROM Pedidos ); Devuelve un objeto ResultSet. Ejecución de una actualización: stmt.executeupdate( DELETE FROM Pedidos WHERE codigo = 15 ) Devuelven un entero indicando los registros actualizados ó 0 si es una consulta DDL. 11
ResultSet Es un proxy sobre los registros del resultado de la búsqueda. Controla la recuperación de los registros. Representa un cursor (iterador) sobre los resultados. Movimiento: métodos next() y previous() Inicialmente el cursor está posicionado antes del primer registro. Depende del objeto consulta: Cada vez que se realice una consulta se pierden los resultados. 12
ResultSet Tenemos dos alternativas para acceder a las columnas del resultado: rs.getstring( nombre ); Nombre de la columna rs.getstring(1); Posición en la consulta El acceso por posición es útil cuando: Acceso a una columna derivada, ej. calcular la media Cuando hay columnas con los mismos nombres (join) Recuperación de los valores de las columnas: Métodos de acceso (getxxx). Es conveniente leer los datos de izquierda a derecha. Para averiguar si se ha leído un nulo: wasnull() 13
ResultSet Métodos de Acceso Tipo de dato SQL Método de Acceso CHAR String getstring() VARCHAR String getstring() LONGVARCHAR InputStream getasciistream() ó getunicodestring() NUMERIC java.math.bigdecimal getbigdecimal() DECIMAL java.math.bigdecimal getbigdecimal() BIT boolean getboolean() TINYINT byte getbyte() SMALLINT short getshort() INTEGER int getint() BIGINT long getlong() REAL float getfloat() FLOAT double getdouble() DOUBLE double getdouble() BINARY byte[] getbytes() VARBINARY InputStream getbinaystream() DATE java.sql.date getdate() TIME java.sql.time gettime() TIMESTAMP java.sql.timestamp gettimestamp() 14
PreparedStatement Problema con Statement: Cuando la consulta se realiza dentro de un bucle y varía sólo en unos valores: stmt.executequery( SELECT * FROM Cliente WHERE codigo = + i); La base de datos planifica cada consulta. Conviene disponer de una consulta con parámetros. PreparedStatement: Especialización de Statement que permite definir consultas parametrizadas. La BD sólo planifica la consulta cuando se crea. Evitan tener que formatear los datos al construir la cadena de consulta: para cadenas, fechas y horas. 15
PreparedStatement También se crean a partir de la conexión: PreparedStatement pstmt = conexion.preparestatement( SELECT * FROM Cliente WHERE codigo =? ) Los parámetros de entrada se especifican por posición utilizando métodos setxxx: psmt.setint(1, 20); Misma equivalencia que los getxxx de ResultSet. Los valores se conservan entre ejecuciones. Borrar parámetros: clearparameters() Ejecución: Consulta: executequery(). Actualización: executeupdate(). 16
Transacciones Ejecución de bloques de consultas SQL manteniendo las propiedades ACID (Atomicy-Consistency- Isolation-Durability) Una conexión funciona por defecto en modo autocommit: Cada consulta representa una sola transacción. Método: conexion.setautocommit(false); Definimos bloques de consultas: Deshabilitando el modo autocommit. Finalizamos la transacción ejecutando commit() o rollback() sobre la conexión. 17
Nivel de Aislamiento Transaccional Niveles de aislamiento: TRANSACTION_NONE: Sin soporte transaccional. TRANSACTION_READ_UNCOMMITED: Permite lecturas sobre datos no comprometidos. TRANSACTION_READ_COMMITED: Permite lecturas sólo sobre datos comprometidos. Nivel por defecto. TRANSACTION_REPEATABLE_READ. Bloquea los datos leídos. TRANSACTION_SERIALIZABLE. Sólo una transacción al mismo tiempo. Suelen estar disponibles read commited y serializable. 18
Concurrencia Establecer el modo de aislamiento: conexion.settransactionisolation( Connection.TRANSACTION_SERIALIZABLE); Consejos de uso: Bloque con sólo actualizaciones: TRANSACTION_READ_COMMITED Bloque donde leamos varias veces el mismo registro: TRANSACTION_REPEATABLE_READ Bloque en el que leamos un valor para actualizarlo: TRANSACTION_SERIALIZABLE Bloque donde realicemos varias veces la misma consulta (varios registros): TRANSACTION_SERIALIZABLE 19
Bases de Datos en Entornos Web Motivación: Múltiples conexiones simultáneas a la base de datos. El establecimiento de una conexión es costoso. Consecuencia: Definir cuidadosamente las transacciones. Establecer algún mecanismo para optimizar el uso de conexiones Pool de Conexiones Pool de Conexiones: Habitualmente implementado por los DataSource. 20
Pool de Conexiones Cuando no dispongamos de un DataSource que lo implemente. Recomendaciones de diseño: Definir la clase ConnectionPool como Singleton. Implementará la interface DataSource Objeto que devuelve el getinstance. Definir una clase ConnectionWrapper que implemente Connection: Todos los métodos a excepción de close delegan en un objeto Connection. close libera la conexión del pool. Creará un lista de conexiones inicial que expandirá si no hay ninguna libre. 21
ConnectionPool - +conexion 1 Estructura <<Int erface>> Connection createstatement() : Statement preparestatement(consulta : String) : PreparedStatement close()...() <<Interface>> DataSource getconnection() : Connection ConnectionWrapper createstatement() : Statement preparestatement(consulta : String) : PreparedStatement close()...() +pool * ConnectionPool getconnection() : Connection retu rnconne ction(c : ConnectionPool) <<s tati c>> getinstance() : DataSource "close" devuelve el objeto ConnectionWrapper al Pool <<uses>> DriverManager createconnection() : Connection 22
Patrón DAO Motivación: Almacenar y recuperar información persistente de diferentes fuentes: bases de datos relacionales, LDAP, XML, etc. Las APIs para el acceso a datos son muy diferentes. La portabilidad y mantenimiento de los componentes (servlets, EJB,...) se ve limitada. Solución: Usar un objeto DAO (Data Access Object) que abstraiga y encapsule el acceso a la fuente de datos. El DAO gestiona la conexión con la fuente de datos para obtener y almacenar la información. 23
Colaboración ServletEdicion dao : DAOCliente c : Cliente Fuente de datos Participantes: Objeto de negocio DAO ValueObject Fuente de datos getclientebyusuario(usuario) return c getnombre() Accede a los datos setcorreo( correo) updatecliente(c) Obtiene los datos new( ) getnombre() Recupera la información Actualiza los datos 24
Estrategia de Implementación Basada en los patrones Abstract Factory y Factory Method. Pasos: Definir la interface DAO de nuestros objetos de datos public interface ClienteDAO { public Cliente create (String nombre, String nif, String correo, String usuario, String clave) throws DAOException; public Cliente findclientebyusuario (String usuario) throws DAOException; public java.util.collection findall () throws DAOException; } public void update (Cliente c) throws DAOException; 25
Factoría Abstracta Definir la factoría abstracta de objetos DAO: public abstract class DAOFactoria { public abstract ClienteDAO getclientedao() throws DAOException; public abstract ProductoDAO getproductodao() throws DAOException; } public final static int ACCESS = 1;... public static DAOFactoria getdaofactoria (int tipo) { switch (tipo) { case ACCESS: return new AccessDAOFactoria(); case XML:... 26
Factoría Concreta Implementar la factoría concreta: public class AccessDAOFactoria extends DAOFactoria{... public ClienteDAO getclientedao() { } } return (ClienteDAO) new AccessClienteDAO(ds); Simplemente instancia objetos DAO concretos. 27
Clase DAO Implementar las clases DAO concretas: import java.sql.*; public class AccessClienteDAO implements ClienteDAO {... public Cliente create (String nombre, String nif, String correo, String usuario, String clave) throws DAOException { Connection con = null; try { con = ds.getconnection(); Statement stmt = con.createstatement(); stmt.executeupdate(...); stmt.close(); con.close(); Cliente c = new Cliente(); c.setnombre(nombre);... return c;... } 28
Estructura DAOFactoria getclientedao() : ClienteDAO getproductodao() : ProductoDAO <<static>> getdaofactoria() : DAOFactoria AccessDAOFactoria getclientedao() : ClienteDAO getproductodao() : ProductoDAO XMLDAOFactoria getclientedao() : ClienteDAO getproductodao() : ProductoDAO AccessClienteDAO <<create>> <<create>> AccessProductoDAO <<Interface>> ClienteDAO <<Interface>> ProductoDAO create() : Cliente findall() : Collection findbyusuario() : Cliente update() 29
Consecuencias Beneficios: Favorece la transparencia. Facilita la migración de los componentes. Reduce la complejidad del código. Centraliza todo el acceso a datos en una capa. Inconvenientes: Diseño de una jerarquía de clases. Introduce una nueva capa. 30