1 PROGRAMAÇÃO DISTRIBUÍDA EM JAVA Verão/2001 Aula 10 API JDBC Luciano Silva

2 Tópicos da Aula 10 4 API JDBC 4 Arquitetura das camadas JDBC 4 Classes principais de java.sql 4 Abertura e fechamento de conexões 4 Consulta simples 4 Métodos para acessos a dados de registros 4 Consultas parametrizadas 4 Stored Procedures 4 Transações

3 API JDBC (I) A API JDBC (Java Database Connectivity) disponibiliza para aplicações Java uma interface para acessar bancos de dados baseados em SQL. Do ponto de vista das aplicações, o programador somente precisa se preocupar com detalhes de alto nível com o servidor de banco de dados.

4 API JDBC (II) A API JDBC funciona num nível denominado call level ( nível de chamada ). Isto significa que as aplicações invocam consultas SQL, estas são passadas para o servidor de BD, executadas e resultados são devolvidos para a aplicação.

5 API JDBC (III) O único trabalho da aplicação é: 1. Abrir conexão com o servidor de BD 2. Construir uma consulta SQL ou chamada para stored procedure usando classes da API 3. Solicitar a execução 4. Receber e utilizar os dados 5. Fechar a conexão

6 API JDBC (IV) Todos os detalhes de comunicação de baixo nível com o servidor de BD é feito através de classes especiais chamadas driver classes, ou simplesmente, drivers. Existe uma grande variedade de drivers já disponibilizados para JDBC. Existe, ainda, a possibilidade de se construir novos drivers a partir de classes e interfaces da API.

7 Por que usar JDBC ? 1. Facilidade de manutenção 2.Conectividade com ampla gama de servidores de BD 3. Portabilidade 4. Prototipação rápida

8 Cenários de uso de JDBC Existe uma série de sistemas, principalmente aqueles implementados em Java e em C/C++, onde o uso de JBDC está se tornando constante. Com Java, constrói-se interfaces portáveis para os clientes e são incorporados nestas interfaces mecanismos para acesso bastante simplificado a banco de dados.

9 Cenário (I) - Applets

10 Cenário (II) - Aplicações Desktop

11 Cenário (III) - Aplicações Multi-tier

12 Arquitetura JDBC

13 Estrutura da API JDBC As classes da API JDBC utilizadas pelas aplicações estão concentradas em dois pacotes: 4 java.sql.* 4 javax.sql.*

14 Algumas classes básicas do pacote java.sql Existem quatro classes abstratas básicas muito utilizadas: 4 DriverManager 4 Connection 4 Statement 4 ResultSet

15 Relação entre as classes

16 Classe DriverManager Esta classe é responsável por: 4 manipular o carregamento de drivers 4 providenciar suporte para criação de novas conexões

17 Classe Connection Representa uma conexão com um banco de dados particular. A partir de Connection pode-se: 4 criar consultas 4 criar consultas parametrizadas 4 criar chamadas para stored procedures 4 encerrar uma conexão

18 Classe Statement Age como um container para executar uma consulta SQL para uma determinada conexão. Para consultas mais complicadas ( consultas parametrizadas) ou invocação de stored procedures, são utilizadas classes mais específicas que Statement ( PreparedStatement e CallableStatement).

19 Classe ResultSet Controla o acesso aos registros resultantes de uma consulta via Statement, PreparedStatement ou CallableStatement. Possui métodos para navegar nos registros de resultados, como também consultar dados destes registros.

20 Outras classes e interfaces do pacotes No pacote java.sql.* existe uma série de outras classes, interfaces e subpacotes que permitem, por exemplo, construir classes do tipo driver para acesso específico.

21 Abrindo conexões (I) Existe uma série de detalhes envolvidos na abertura de conexão com um servidor de BD que devem ser providenciados pela aplicação. Para estas providências, geralmente são utilizadas as classes Drivermanager(java.sql) e Class(java.lang).

22 Abrindo conexões (II) Detalhes que precisam ser providenciados: 1. Especificar URL de acesso com protocolos de banco de dados adequados 2. Especificar parâmetros de conexão, tais como nome do usuário e senha 3. Registrar drivers para uso da aplicação

23 URL de acesso ao servidor de BD A sintaxe mais utilizada para acessar um servidor de banco de dados é a seguinte: jdbc: : onde subprotocolo significa o protocolo do driver e subnome geralmente indica servidor, porta e banco de dados.

24 Exemplos de URL de acesso jdbc:odbc:fred –subprotocolo: odbc –fonte de dados: fred jdbc:dbnet://wombat:356/fred –subprotocolo:dbnet –servidor : wombat –porta 356 –fonte de dados: fred

25 Argumentos para URL de acesso Em algumas situações, parâmetros de conexão tais como usuário e senha são necessários. Neste caso, utiliza-se os nomes dos parâmetros juntamente com seus respectivos valores. Cada par parâmetro-valor é separado por um ponto-e-vírgula (;);

26 Exemplos jdbc:odbc:wombat;CacheSize=20 –Parâmetro de tamanho de cache jdbc:odbc:qeora;UID=kgh;PWD=foo ey –parâmetro UID ( Identificação ) –parâmetro PWD ( Senha )

27 Registro de drivers A camada de gerenciamento do JDBC precisa saber quais os drivers de banco de dados estão disponibilizados. A maneira mais simples de executar tal tarefa é carregar explicitamente os drivers a serem utilizados, valendo-se do método forName da classe Class ( pacote java.lang ).

28 Exemplo Para carregar, por exemplo, o driver chamado acme.db.Driver, utiliza-se: Class.forName("acme.db.Driver"); Para carregar, o driver da ponte JDBC-ODBC utiliza-se: Class.forName(jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver");

29 Considerações sobre carregamento de drivers 4 Os drivers são carregados antes de serem estabelecidas as conexões 4 A priori, podem ser carregados quantos drivers forem necessários para a aplicação.

30 Considerações sobre carregamento de drivers 4 Os drivers são carregados antes de serem estabelecidas as conexões 4 A priori, podem ser carregados quantos drivers forem necessários para a aplicação.

31 Exemplo completo - Abertura/fechamento da conexão import java.net.URL; import java.sql.*; class exemplo { public static void main(String argv[]) { try { String url = "jdbc:odbc:wombat"; Class.forName(jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver); Connection con = DriverManager.getConnection(url, "kgh", ""); con.close(); } catch (Exception ex) { ex.printStackTrace(); }

32 Executando consultas simples... Para se executar consultas simples são utilizados os seguintes passos: 1. Cria-se um Statement com base na conexão 2. Chama-se o método executeQuery do Statement com a consulta SQL, devolvendo o resultado numa instância de ResultSet

33 Qual especificação do SQL pode-se utilizar? A priori, espera-se que o servidor de BD suporte, pelo menos, o padrão ANSI SQL 92, que é bastante abrangente para a maioria das aplicações. Se o servidor suporta construções específicas, tais como consultas com SQL temporal, a cláusula por ser enviada sem problemas como parâmetro do método executeQuery.

34 Exemplo consulta... Connection con = DriverManager.getConnection(url, "kgh", ""); // Cria-se Statement com base na conexão con Statement stmt = con.createStatement(); // Executa-se a consulta dos campos a,b,c da table1 ResultSet r = stmt.executeQuery("SELECT a, b, c FROM Table1");...

35 Como navegar no resultado ? A partir do objeto ResultSet pode-se: 4 verificar se existem mais registros para serem lidos, com o método next() 4 pode-se consultar os campos através de métodos específicos, que mapeam o tipo SQL para o tipo Java. Por exemplo, getString(campo) obtém um campo do tipo string.

36 Exemplo... Connection con = DriverManager.getConnection(url, "kgh", ""); // Cria-se Statement com base na conexão con Statement stmt = con.createStatement(); // Executa-se a consulta dos campos a,b,c da table1 ResultSet r = stmt.executeQuery("SELECT a, b, c FROM Table1"); while (r.next()) { int i = r.getInt("a"); String s = r.getString("b"); byte b[] = r.getBytes("c"); System.out.println("ROW = " + i + " " + s + " " + b[0]); }...

37 Objeto ResultSet revisitado A partir do objeto ResultSet pode-se: 4 verificar se existem mais registros para serem lidos, com o método next() 4 pode-se consultar os campos através de métodos específicos, que mapeam o tipo SQL para o tipo Java. Por exemplo, getString(campo) obtém um campo do tipo string.

38 Exemplo... Connection con = DriverManager.getConnection(url, "kgh", ""); // Cria-se Statement com base na conexão con Statement stmt = con.createStatement(); // Executa-se a consulta dos campos a,b,c da table1 ResultSet r = stmt.executeQuery("SELECT a, b, c FROM Table1"); while (r.next()) { int i = r.getInt("a"); String s = r.getString("b"); byte b[] = r.getBytes("c"); System.out.println("ROW = " + i + " " + s + " " + b[0]); }...

39 Métodos para obtenção dos dados O primeiro problema de se usar um objeto ResultSet é descobrir qual método utilizar para obter determinado campo do conjunto resultado da consulta. Para grande parte dos tipos de dados existem algumas possibilidades múltiplas para consulta, embora algumas sejam recomendadas.

40 Tabela de métodos por tipo (I) x - funciona X - recomendado

41 Tabela de métodos por tipo (II) x - funciona X - recomendado

42 Tabela de métodos por tipo (III) x - funciona X - recomendado

43 Obtenção de Large Objects (LOB) Em algumas situações, os métodos anteriores não são suficientes para obter grandes objetos numa linha, tais como objetos BLOB ( Binary Large Object) ou CLOB ( Character Large Object). Objetos ResultSet disponibilizam métodos de leitura de objetos de tal tipo, disponibilizando streams de entrada.

44 Métodos para leitura de LOB São disponibilizados três métodos: getBinaryStream(): para leitura de objetos binários getAsciiStream(): para leitura de caracteres ASCII getUnicodeStream(): para leitura de caracteres Unicode

45 Exemplo Statement stmt = con.createStatement(); ResultSet r = stmt.executeQuery("SELECT x FROM Table2"); byte buff = new byte[4096]; while (r.next()) { InputStream fin = r.getAsciiStream(1); for (;;) { int size = fin.read(buff); if (size == -1) { // Se chegou no final do objeto break; }... Processa parte do objeto lido em buff } 4

46 Valores NULL (I) Valores de registros com NULL podem aparecer numa tabela de banco de dados. NULL é aplicado principalmente em: 4 quando o campo não se aplica ao registro 4 quando o valor do campo para o registro é desconhecido

47 Valores NULL (II) Quando se invoca um método de obtenção do tipo get*(campo) e o campo contém NULL, o resultado depende do método invocado: null : retornado por métodos que devolvem objetos Java (getString, getBigDecimal, getBytes, getDate, getTime, getTimestamp, getAsciiStream, getUnicodeStream, getBinaryStream, getObject)

48 Valores NULL (III) 4 0 : retornado por métodos de devolvem valores numéricos (getByte, getShort, getInt, getLong, getFloat, and getDouble) false : retornado pelo método de consulta de valores booleanos getBoolean.

49 Classe PreparedStatement (I) A classe PreparedStatement é uma classe derivada de Statement. Prepared Statement representa uma cláusula SQL de forma pré-compilada, cuja execução pode ser mais rápida que cláusulas SQL construídas com Statement. Cláusulas usadas constantemente geralmente são construídas com PreparedStatement ao invés de Statement.

50 Classe PreparedStatement (II) PreparedStatement é usada em duas situações: deixar a cláusula SQL pré-compilada permitir a definição de parâmetros da consulta em tempo de execução ( consultas parametrizadas ). Os parâmetros de uma consulta recebem o nome técnico de parâmetros IN.

51 Classe PreparedStatement (III) A utilização de PreparedStament é análoga à da classe Statement: 1. Com base em uma conexão, cria-se uma instância de PreparedStatement 2. Chama-se o método de execução adequado 3. Obtém-se os resultados em ResultSet, caso necessário

52 Consultas parametrizadas Para construir consultas parametrizadas, utiliza-se o sinal ? dentro da cláusula SQL usada na criação de PreparedStatement. Os parâmetros recebem uma numeração sequencial (1,2,3,...). O número associado a um parâmetro é utilizado posteriormente para associar valores para a execução da cláusula SQL.

53 Exemplo Supondo que já exista uma conexão aberta com, abaixo tem-se uma consulta SQL do tipo update, dependendo de dois parâmetros: PreparedStatement pstmt = con.prepareStatement( "UPDATE table4 SET m = ? WHERE x = ?");

54 Como atribuir valores aos parâmetros ? Valores são atribuídos aos parâmetros utilizando-se métodos do tipo set*(ordem do parâmetro, valor). Estes métodos são invocados a partir do objeto PreparedStatement criado.

55 Exemplo... PreparedStatement pstmt = con.prepareStatement( "UPDATE table4 SET m = ? WHERE x = ?"); pstmt.setLong(1, ); pstmt.setLong(2, );...

56 Como executar uma PreparedStatement? Como acontece com a classe Statement, depende do tipo de cláusula SQL utilizada. Por exemplo, uma cláusula do tipo UPDATE é feita da seguinte maneira: PreparedStatement pstmt = con.prepareStatement( "UPDATE table4 SET m = ? WHERE x = ?"); pstmt.setLong(1, ); pstmt.setLong(2, ); pstmp.executeUpdate();

57 Mapeamento de tipos O mesmo cuidado tomado quando se se utilizava leitura de valores de campos com os métodos get*(campo) com relação aos mapeamento de tipos também deve ser tomado quando se utiliza métodos set*(ordem do parâmetro, valor).

58 Tabela de mapeamento de tipos

59 Associação de valores NULL Para se associar NULL a um valor de parâmetro, utiliza-se o método setNull disponibilizado pela PreparedStament. public void setNull(int parameterIndex,int sqlType) throws SQLExceptionSQLException O segundo parâmetro é representados pelas constantes da classe Types, do pacote java.sql.

60 Exemplo... PreparedStatement pstmt = con.prepareStatement( "UPDATE table4 SET m = ? WHERE x = ?"); pstmt.setLong(1, ); // Segundo parâmetro NULL num campo tipo TIME pstmt.setNull(2,java.sql.Types.TIME);...

61 Associação de Large Objects (LOB) Para se associar large objects a parâmetros utiliza-se métodos do tipo set*Stream: setBinaryStream: para leitura de objetos binários setAsciiStream: para leitura de caracteres ASCII setUnicodeStream: para leitura de caracteres Unicode

62 Exemplo... File file = new java.io.File("/tmp/data"); int fileLength = file.length(); InputStream fin = new java.io.FileInputStream(file); PreparedStatement pstmt = con.prepareStatement( "UPDATE Table5 SET stuff = ? WHERE index = 4"); pstmt.setBinaryStream (1, fin, fileLength); pstmt.executeUpdate();...

63 Stored Procedures (I) Stored procedures são procedimentos armazenados no servidor de BD para um determinado fim. A execução de stored procedures geralmente é mais rápida, pois o procedimento já está armazenado no servidor e já de forma pré- compilada.

64 Stored Procedures (II) É possível passar parâmetros e receber parâmetros ou conjunto de dados de uma stored procedure. Os parãmetros de uma stored procedure são classificados em três tipos: 4 IN : somente de entrada 4 OUT : somente de saída 4 IN/OUT : entrada/saída

65 Classe CallableStatement Classe que possibilita a invocação de stored procedures em JBDC. Atráves de métodos da classe é possível passar a consultar parâmetros. Sua instanciação também é feita com base em uma conexão e os mesmos cuidados com mapeamento de tipos também devem ser tomados.

66 Exemplo CallableStatement cstmt = con.prepareCall( "{call reviseTotal(?)}"); cstmt.setByte(1, 25); cstmt.registerOutParameter(1, java.sql.Types.TINYINT); cstmt.executeUpdate(); byte x = cstmt.getByte(1);

67 Transações (I) Através da instância Connection é possível controlar transação via JDBC. Quando Connection é criada, o esquema de controle de transações é sempre auto- commit, ou seja, terminada a execução de um statement, um sinal de commit é enviado. Cada statement é comitado individualmente e cada transação consiste de um único statement.

68 Transações (II) Quando o mecanismo de auto-commit é desabilitado ( método setAutoCommit(false)), a transação não termina até que o método commit() ou rollback() tenha sido invocado. É possível, ainda, definir o nível de isolamento das transações, através do método setTransactionIsolation(nível). O nível de isolamento é definido através de constantes da classe Connection.