Java und JDBCTM

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Java und JDBCTM

• Datenbankanwendungen mit Java und JDBC

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Inhalt

• 1. Ziel von Datenbanken im Internet und Intranet
• 2. Java und JDBC kurz und bündig
• 3. ODBC und Java
• 4. JDBC
• 5. JDBC-Treibertypen
• 6. OpenLink-Middleware
• 7. Struktur einer JDBC-Anwendung
• 8. Servlets und JDBC
• 9. Beispiele ...

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1. Ziel von Datenbanken im Internet und
Intranet
Beispiele 1. Internes Telefonverzeichnis eines
Unternehmens ? Verfügbarmachen d.
Verzeichnisses in Online-Form für alle
Mitarbeiter 2. Warenwirtschaftssystem arbeitet
als Datenbankanwendung mit einem sehr großen
Datenbestand ? Datenauswertungen und
Eingabemöglichkeiten an allen Arbeitsplätzen ... Z
iel "Information at your fingertips" - sämtliche
Informationen laufen am __Arbeitsplatz des
Mitarbeiters zusammen. Bill Gates, der den obigen
Begiff prägte, stellt sich überall
Windows-Systeme vor auf jedem Arbeitsplatz als
Desktop-System und im "BackOffice" als
Server. Dank WWW und Java ist diese
Ausschließlichkeit nicht zwingend.
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2. Java und JDBC kurz und bündig
Ein wichtiger Grund für die in so kurzer Zeit
derart weite Verbreitung der von Sun
Microsystems entwickelten Programmiersprache
Java liegt in der Plattformunab- hängigkeit der
Sprache. Einzige Voraussetzung für Java ist eine
Java-Laufzeitumgebung mit ihrer
zentralen Komponente, der Java Virtual Machine
(JVM). Die Übersetzung eines Java-Quellprogramms
erzeugt einen sog. Bytecode. Was bringt
JDBC? Mit JDBC hat Sun Microsystems einen
Standard definiert, um aus Java-Programmen heraus
auf relationale Datenbanksysteme zugreifen zu
können. JDBC steht für Java Database
Connectivity. JDBC stellt ein API (Application
Programming Interface) zur Verfügung.
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2. Java und JDBC kurz und bündig
Zwei Besonderheiten zeichnen JDBC aus ? Der
Datenbankzugriff erfolgt unabhängig vom
verwendeten DBMS. Der Datenbank-Client
braucht (und sollte) nicht mit einem bestimmten
DBMS "im Hinterkopf" entwickelt werden. ?
Alle DBMS-spezifischen Details übernimmt ein
JDBC-Treiber. Er ist ebenfalls in Java
geschrieben und wird von den Datenbankherstellern
oder von Dritten angeboten.
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3. ODBC und Java
Das von Microsoft spezifizierte ODBC (Open
Database Connectivity) bietet Daten- bank-Clients
ein einheitliches Verfahren zum Zugriff auf
Datenbanksysteme verschiedener
Hersteller. Frage Warum nutzt Java nicht
einfach ODBC um auf Datenbanken
zuzugreifen? Antwort Dies ist im allgemeinen
nicht möglich oder zumindest nicht
wünschenswert, weil dadurch die
Plattformunabhängigkeit der Java- Anwendung
auf der Strecke bleibt. Grund ODBC ist ein API
für C und C. Nur C- und C-Programme sind in
der Lage, die ODBC-Schnittstellen zu nutzen
und die im Standard definierten Funktionen
aufzurufen.
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4. JDBC

• Vermeidung der genannten Einschränkungen
• Funktion ähnlich ODBC, lediglich Datenstrukturen
  sind anders
• keine Pointer und Handles, sondern Klassen,
  Objekte und Methoden
• JDBC-Anwendung öffnet eine Datenbank eines
  beliebigen DBMS
• ? Voraussetzung JDBC-Treiber für dieses DBMS
• Ein JDBC-Treiber ist in Java geschrieben und wird
  vom Programm zur Laufzeit hinzugeladen
• Portabilität ist gegeben, da Implementierung in
  Java
• JDBC spezifiziert das API und bietet mit der
  Komponente JDBC-Treibermanager einen Rahmen für
  JDBC-Treiber
• Konkrete JDBC-Treiber für konkrete
  Datenbanksysteme enthält JDBC nicht !
• ? solche Treiber stammen von den
  Datenbankherstellern
• ? deshalb braucht man nicht damit rechnen, daß
  man mit einem Treiber des ? ? Herstellers A auf
  das DBMS des Herstellers B zugreifen kann.

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4. JDBC

• Strategische Vorteile von JDBC
• Datenbank-Client ist unabhängig von einer best.
  Zielplattform.
• Datenbanklösung ist unabhängig von der
  Serverplattform.
• Anwendung ist durch JDBC unabhängig vom DBMS, da
  JDBC-Treiber für praktisch alle DBMS verfügbar
  sind.
• Das Unternehmen, das eine JDBC-Lösung einsetzt,
  hat damit alle Daten überall im
• Intranet verfügbar, ganz gleich, mit welchem
  Rechnertyp der Benutzer arbeitet und
• ganz gleich, in welchem Datenbanksystem und auf
  welcher Maschine die Daten
• vorliegen.
• JDBC macht es auch möglich, Daten aus ganz
  unterschiedlichen Systemen innerhalb
• der Anwendung zusammenzuführen.

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5. JDBC-Treibertypen

• Ein JDBC-Treiber stellt für den Client eine
  einheitliche Schnittstelle zur Verfügung.
• Jeder Treiber ist auf ein bestimmtes DBMS bzw.
  auf ein bestimmtes Zugriffs- -----verfahren
  nach dem Zwei- oder Dreischichtenmodell
  zugeschnitten.
• Das Zweischichtenmodell realisiert einen
  einfachen Client-/Server-Datenbank--------zugang.
• Das Dreischichten- oder Mehrschichtenmodell
  führt zwischen Client und Server -----eine
  weitere Schicht ein, die den Client vom DBMS
  unabhängig macht und so die ---Probleme des
  Zweischichtenmodells vermeidet. Die
  Zwischenschicht wird ------------Middleware
  genannt.
• --Der Client wendet sich zum Öffnen der DB nicht
  direkt an das DBMS, sondern an ---die Middleware.
  Die gewünschte DB spezifiziert der Client bei
  JDBC mit einem -------JDBC-URL. Die Middleware
  analysiert diesen und lädt den benötigten
  DBMS----------Treiber, der seinerseits die
  Verbindung zur DB herstellt.
• Vier Typen von JDBC-Treibern sind zu
  unterscheiden (siehe nächste Folie).

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5. JDBC-Treibertypen
1. Typ 1 ist eine JDBC-ODBC-Bridge - eine
einfache Lösung für beliebige ODBC-Datenbanken Vo
rteil Kann bereits zu einem frühen Zeitpunkt auf
sämtliche ODBC-Datenbanken zugreifen Nachteil
Nicht ausschließlich Bytecode, daher nicht
portabel und plattformunabhängig 2. Typ 2 ist
eine Art Zwischenlösung z.B. für DB-Hersteller,
der den bereits bestehenden Treiber (z.B. C)
seines DBMS hernimmt und eine JDBC-Schicht oben
aufsetzt Nachteile siehe 1. 3. Typ 3 ist ein
hundertprozentiger Java-Treiber, mit der
größtmöglichen Flexibilität und fügt sich nahtlos
in das Dreischichtenmodell ein. 4. Typ 4 ist
ebenfalls ein reiner Java-Treiber, entspricht
aber dem Zweischichtenmodell
Java-Anwendung
JDBC-Treibermanager
JDBC-ODBC-Bridge-Treiber
Treiber für DBMS B (Java)
Standard JDBC-Treiber
Treiber für DBMS D (Java)
ODBC-Treiber
Treiber für DBMS B (C)
Middleware
DBMS A
DBMS B
DBMS C
DBMS D
Typ 1
Typ 2
Typ 3
Typ 4
Abb. JDBC-Treibertypen
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6. OpenLink-Middleware
Die OpenLink Software Ltd. Bietet eine
leistungsfähige und hochperformante Middleware,
die eine universelle Infrastruktur für
Datenbankzugriffe bereitstellt.
Java-Anwendung
C / C-Anwendung
OpenLink-JDBC-Treiber
OpenLink-ODBC-Treiber
OpenLink Request Broker
ODBC- Agent
Oracle- Agent
Informix- Agent
? ? ?
Informix
Oracle
ODBC-DB
? ? ?
Abb. Die OpenLink-Middleware
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7. Struktur einer JDBC-Anwendung
Ein in Java geschriebener Datenbank-Client
besitzt einen bestimmten Grundaufbau, um seine
Aufgaben mit Hilfe von JDBC zu erledigen. Folgende
Schritte sollte jedes JDBC-Programm
ausführen 1. Laden eines JDBC-Treibers 2.
Öffnen einer Datenbank 3. Senden von
SQL-Anweisungen an die Datenbank 4. Auslesen und
Bearbeiten der Ergebnisse 5. Schliessen der
Datenbank
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7. Struktur einer JDBC-Anwendung
Zu 1. Der erste Schritt auf dem Weg zur DB ist
das Laden eines JDBC-Treibers h Class.forName("o
penlink.jdbc.Driver") h Wird der Treiber
nicht gefunden, wird die Ausnahme
java.lang.ClassNotFoundException erzeugt. Um
diesen abzufangen benötigt man also ein
entsprechendes try catch(). Zu 2. Nachdem der
Treiber geladen ist und beim Driver-Manager
registriert ist, gilt es eine Verbindung zur
Datenbank aufzubauen. Dazu benötigt man die
Methode getConnection() der DriverManager-Klass
e String url "jdbcopenlink//localhost/p
lz/DSNdsn_oracle" Connection con
DriverManager.getConnection(url, argv0,
argv1) Als Parameter muß der Methode
üblicherweise ein Nutzername und ein Passwort
übergeben werden, die den Zugriff auf die
Datenbank legitimieren. Ausserdem muß ein String
(JDBC-URL) übergeben werden. Der Rückgabewert ist
ein Objekt der Schnittstelle con - darüber werden
die Datenbank-Anfragen und deren Ergebnisse
abgewickelt. (DSN Data Source Name --gt
Datenquelle mit Zugriffsparametern)
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7. Struktur einer JDBC-Anwendung
Zu 3. Über die nunmehr geöffnete DB-Verbindung
sendet der Client SQL-Anweisungen an das
DBMS. Dazu erzeugt er ein Statement-Objekt,
schreibt den SQL-Befehl hinein und übermittelt
ihn mit Hilfe des JDBC-Treibers und der
Statement-Methode executeQuery() an das
DBMS. h Statement stmt con.createStatement()
String query "SELECT ... FROM ... WHERE ...
... AND ... ... " ResultSet rs
stmt.executeQuery(query) h Zu 4. Das Ergebnis
einer SELECT-Anweisung ist eine Tabelle. Der
JDBC-Treiber stellt sie als Instanz der Klasse
ResultSet zur Verfügung. Diese Klasse besitzt
Methoden zum Durchlaufen der Tabelle und zum
Zugriff auf die Ergebnisse. Die Anwendung
bearbeitet das ResultSet zeilenweise von vorn
nach hinten. Um dynamisch Spaltennamen und
-anzahl zu ermitteln sind nachfolgende Zeilen zu
schreiben ResultSetMetaData rsmd
rs.getMetaData() int columns
rsmd.getColumnCount() . . .
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7. Struktur einer JDBC-Anwendung
Zu 5. Es ist ein guter Programmierstil, die zuvor
geöffneten Objekte zu schließen. Die
Ressourcenfreigabe ist es, die ein vorzeitiges,
explizites Schließen von JDBC-Objekten sinnvoll
machen kann. Wer mit großen Datenmengen hantiert,
sollte ResultSet und Statement möglichst
frühzeitig schließen, damit die nicht mehr
benötigten Objekte und Daten nicht
unnötig Speicherplatz blockieren. Es ist
natürlich nicht sinnvoll, Connections andauernd
zu schließen und wieder zu öffnen, denn der
Aufbau der Datenbankverbindung ist recht
zeitintensiv. rs.close() stmt.close() con
.close()
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8. Servlets und JDBC
Um per Java auf Datenbanken zuzugreifen, kann man
sich mehrerer Möglichkeiten bedienen. Zum einen
über ein Java-Applet, welches im Browser auf der
Client-Seite abläuft. Weiterhin ist auch eine
Java-Applikation denkbar, welche
ebenfalls clientseitig abläuft. Diese beiden
Varianten werden als "grafischer JDBC-Client"
bezeichnet. Dann gibt es noch "verteilte
Anwendungen", wo allein die grafische
Benutzer- oberfläche (Java-Oberfläche) beim
Client bleibt. Die Java-Anwendung läuft auf
einem Anwendungsserver. Client und Server
kommunizieren über RMI (Remote Method
Invocation). Als Drittes gibt es noch die
Java-Servlets, die ebenfalls auf der Serverseite
ab- laufen und lediglich HTML an den Client
zurückliefern. Hier ist keine JVM auf
der Client-Seite notwendig. Allerdings muß der
Webserver eine Servletunterstützung haben.
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8. Servlets und JDBC
Java-Oberfläche
Java-Anwendung
HTML-Oberfläche
JDBC
Netz
Netz
Netz
RMI
HTTP
Anwendungs-Server
WWW-Server
Java-Servlet
JDBC
JDBC
DBMS A
DBMS A
DBMS A
Abb. Grafischer JDBC-Client Abb.
Verteilte Anwendung Abb. Web-Datenbank mit
HTML-Oberfläche
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8. Servlets und JDBC
Ein Servlet besitzt zwei Vorteile 1. Es ist in
Java geschrieben und daher unabhängig von der
Server-Plattform. Es kann per JDBC auf
Datenbanken zugreifen. 2. Das Servlet besitzt
eine standardisierte Schnittstelle und ist damit
unabhängig vom Web-Server Der Server muß das
Servlet-API unterstützen. (z.B. Jeeves von Sun,
Jigsaw von W3C oder Apache mit Aufsatz
AnyJ) Warum Servlets und nicht CGI? Zum einen
wegen der Plattformunabhängigkeit und zum anderen
wegen der besseren Performance. Der Nachteil von
CGI-Skripts besteht in ihrer Ineffizienz. Der
WWW-Server muß für jeden einzelnen CGI-Aufruf
einen neuen Prozeß starten. Bei geringer Last
funktioniert das recht gut, bei hohen
Zugriffszahlen geht das System jedoch in die Knie
und es kommt zu inakzeptablen Antwortzeiten oder
zu Totalausfall.
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9. Beispiele
import java.sql. / Ein erstes JDBC-Beispiel
/ class Simple public static void
main(String argv) throws java.lang.ClassNotFou
ndException, //eigentlich mit try Exceptions
abfangen, hier nur java.sql.SQLException
//nach oben durchgereicht und beenden //
JDBC-Treiber laden Class.forName("openlink.jd
bc.Driver") // Datenbankverbindung
aufbauen String url
"jdbcopenlink//localhost/DSNdsn_postgres/DATABA
SEplz" Connection con
DriverManager.getConnection(url, argv0,
argv1) // Statement erzeugen
Statement stmt con.createStatement() //
Abfrage ausführen String query "SELECT
ge_name, ge_plz_ge, ort_oname"
" FROM gross_da, ort_da"
" WHERE ge_alort_ge ort_alort"
" AND ort_oname
'Dortmund'" " ORDER BY
ge_name"
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9. Beispiele
ResultSet rs stmt.executeQuery(query)
// Ergebnisse als HTML-Tabelle ausgeben
System.out.println("lt!DOCTYPE HTML PUBLIC
\"-//W3C//DTD HTML 4.0//EN//\"gt")
System.out.println("ltTITLEgtSQL-Abfrage mit
JDBClt/TITLEgt") System.out.println("ltH1gtSQL-Ab
frage mit JDBClt/H1gt") System.out.println("ltH2
gtAbfragelt/H2gt") System.out.println("ltPgt"
query "lt/Pgt") System.out.println("ltH2gtErgeb
nistabellelt/H2gt") System.out.println("ltTABLE
BORDER'1'gt") ResultSetMetaData rsmd
rs.getMetaData() int columns
rsmd.getColumnCount()
//Spaltennamen aus Metadaten ermitteln //
Erste Tabellenzeile enthält die Spaltennamen
System.out.println("ltTRgt") for (int i 1 i
lt columns i) System.out.println(" ltTHgt"
rsmd.getColumnName(i)
"lt/THgt") System.out.println("lt/TRgt")
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9. Beispiele
// Ergebniszeilen ausgeben while
(rs.next()) System.out.println("ltTRgt")
// neue Tabellenzeile for (int i 1 i
lt columns i) System.out.print("
ltTDgt" rs.getObject(i) "lt/TDgt")
System.out.println("lt/TRgt") // Tabellenzeile
schließen System.out.println("lt/TABLEgt")
// Tabelle schließen rs.close() //
ResultSet schließen // Statement-Objekt
schließen stmt.close() //
Datenbankverbindung schließen con.close()

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9. Beispiele
import java.io. / Ein erstes Servlet-Beispiel
(im JSDK von Sun enthalten)/ import
javax.servlet. import javax.servlet.http. pub
lic class HelloWorldServlet extends
HttpServlet public void doGet
(HttpServletRequest req, HttpServletResponse
res) throws ServletException, IOException
res.setContentType("text/html")
ServletOutputStream out res.getOutputStream()
out.println("ltHTMLgt")
out.println("ltTITLEgtHello Worldlt/TITLEgt")
out.println("ltBODYgt") out.println("ltH1gtHell
o Worldlt/H1gt") out.println("lt/BODYgtlt/HTMLgt"
) public String getServletInfo()
return "Create a Page that says "
"ltIgtHello Worldlt/Igt and send it back"
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Literaturangaben
1 http//java.sun.com Sun Microsystems 2 http//j
ava.seite.net 3 http//www.openlink.de OpenLink
Middleware 4 Rainer Klute Einführung in JDBC
Addison Wesley 5 Roßbach,Schreiber
Java Server und Servlets Addison Wesley
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