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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.
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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");
}
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Arquitectura
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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.
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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
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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()
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ResultSet – Métodos de
Acceso
Tipo de dato SQL
CHAR
VARCHAR
LONGVARCHAR
NUMERIC
DECIMAL
BIT
TINYINT
SMALLINT
INTEGER
BIGINT
REAL
FLOAT
DOUBLE
BINARY
VARBINARY
DATE
TIME
TIMESTAMP
Método de Acceso
String getString()
String getString()
InputStream
getAsciiStream() ó
getUnicodeString()
java.math.BigDecimal
getBigDecimal()
java.math.BigDecimal
getBigDecimal()
boolean getBoolean()
byte getByte()
short getShort()
int getInt()
long getLong()
float getFloat()
double getDouble()
double getDouble()
byte[] getBytes()
InputStream
getBinayStream()
java.sql.Date getDate()
java.sql.Time getTime()
java.sql.TimeStamp
getTimeStamp()
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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.
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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().
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Transacciones
• Ejecución de bloques de consultas SQL manteniendo
las propiedades ACID (Atomicy-ConsistencyIsolation-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.
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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.
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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
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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.
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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.
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ConnectionPool Estructura
<<Int erface>>
Connection
+conexion
1
<<Interface>>
DataSource
createStatement() : Statement
prepareStatement(consulta : String) : PreparedStatement
close()
...()
getConnection() : Connection
ConnectionWrapper
ConnectionPool
createStatement() : Statement
prepareStatement(consulta : String) : PreparedStatement
close()
...()
+pool
*
getConnection() : Connection
retu rnConne ction(c : ConnectionPool)
<<s tati c>> getInstance() : DataSource
<<uses>>
"close" devuelve el objeto
ConnectionWrapper al Pool
DriverManager
createConnection() : Connection
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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.
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Colaboración
ServletEdicion
• Participantes:
dao : DAOCliente
c : Cliente
getClienteByUsuario(usuario)
Obtiene los datos
new( )
• Objeto de negocio
return c
getNombre()
• DAO
Accede a los
datos
setCorreo( correo)
• ValueObject
• Fuente de datos
updateCliente(c)
getNombre()
Recupera la
información
Actualiza los datos
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Fuente de
datos
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;
}
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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:
...
}
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Factoría Concreta
•
Implementar la factoría concreta:
public class AccessDAOFactoria extends DAOFactoria{
...
public ClienteDAO getClienteDAO() {
return (ClienteDAO) new AccessClienteDAO(ds);
}
}
• Simplemente instancia objetos DAO concretos.
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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;
... }
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Estructura
DAOFactoria
getClienteDAO() : ClienteDAO
getProductoDAO() : ProductoDAO
<<static>> getDAOFactoria() : DAOFactoria
AccessDAOFactoria
XMLDAOFactoria
getClienteDAO() : ClienteDAO
getProductoDAO() : ProductoDAO
getClienteDAO() : ClienteDAO
getProductoDAO() : ProductoDAO
<<create>>
<<create>>
AccessClienteDAO
AccessProductoDAO
<<Interface>>
ClienteDAO
<<Interface>>
ProductoDAO
create() : Cliente
findAll() : Collection
findByUsuario() : Cliente
update()
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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.
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