Conexión a Bases de Datos: JDBC, DAO

26/04/2007
Bases de Datos en Java:
JDBC y Patrón DAO
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DAI
Contenido
z
z
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z
z
z
z
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Definición.
Arquitectura.
Driver.
Conexión.
Consultas.
Transacciones
Transacciones.
Pool de conexiones.
Patrón DAO.
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JDBC
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z
z
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
z
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
ResultSet
Statement Statement
Statement
Connection
Connection
Aplicación
DriverManager
Driver
Driver
JVM
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Access
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Oracle
Driver
z
z
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Conjunto de clases encargadas de implementar las interfaces del API y
acceder a la base de datos.
Tipos:
– Driver Tipo 1:
z Utilizan un API nativa estándar
z Ejemplo: puente JDBC:ODBC
– Driver Tipo 2:
z Utilizan un API nativa de la base de datos
z Ejemplo: Oracle OCI
– Driver
Di
Ti
Tipo 3:
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z Servidor remoto con un API genérica.
z Útil para aplicaciones en internet.
– Driver Tipo 4:
z Totalmente desarrollado en Java
z Ejemplo: Oracle Thin.
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Driver
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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://industry.java.sun.com/products/jdbc/drivers
–
z
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Conexión
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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
d t y su nombre:
datos
b
– jdbc:oracle:oci:dis.um.es/MiBD
Alternativa a DriverManager: DataSource
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DataSource
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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
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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,
z 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
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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
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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
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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
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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()
l
long
getLong()
tL
()
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
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z
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Problema con Statement:
– Cuando la consulta se realiza dentro de un bucle y varía
sólo en unos valores:
z stmt.executeQuery(“SELECT * FROM Cliente WHERE
codigo = “ + i);
z La base de datos planifica cada consulta.
– Î 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
z
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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.
z Borrar parámetros: clearParameters()
Ejecución:
– Consulta: executeQuery().
– Actualización: executeUpdate().
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Transacciones
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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.
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Nivel de Aislamiento
Transaccional
z
z
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Niveles de aislamiento:
– TRANSACTION_NONE:
z Sin soporte transaccional.
– TRANSACTION_READ_UNCOMMITED:
z Permite lecturas sobre datos no comprometidos.
– TRANSACTION_READ_COMMITED:
z Permite lecturas sólo sobre datos comprometidos.
z Nivel por defecto.
– TRANSACTION_REPEATABLE_READ.
z Bloquea los datos leídos.
– TRANSACTION_SERIALIZABLE.
z Sólo una transacción al mismo tiempo.
Suelen estar disponibles read commited y serializable.
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Concurrencia
z
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Establecer el modo de aislamiento:
– conexion.setTransactionIsolation(
Connection.TRANSACTION_SERIALIZABLE);
Consejos de uso:
– Bloque con sólo actualizaciones:
z TRANSACTION_READ_COMMITED
– Bloque donde leamos varias veces el mismo registro:
z TRANSACTION_REPEATABLE_READ
TRANSACTION REPEATABLE READ
– Bloque en el que leamos un valor para actualizarlo:
z TRANSACTION_SERIALIZABLE
– Bloque donde realicemos varias veces la misma consulta (varios
registros):
z TRANSACTION_SERIALIZABLE
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Bases de Datos en Entornos Web
z
z
z
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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 Î Pool de Conexiones
Pool de Conexiones:
– Habitualmente implementado por los DataSource.
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Pool de Conexiones
z
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Cuando no dispongamos de un DataSource que lo
implemente.
Recomendaciones de diseño:
– Definir la clase ConnectionPool como Singleton.
– Implementará la interface DataSource Æ Objeto que
devuelve el getInstance.
– Definir una clase ConnectionWrapper que implemente
Connection:
z Todos los métodos a excepción de close delegan en un
objeto Connection.
z 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
< < In t e rf ac e > >
C o n n e c tio n
+ c o n e xio n
1
< < In t e rfa c e > >
D a t a S o u rc e
c re a te S ta te m e n t() : S ta te m e n t
p re p a re S ta te m e n t(c o n s u lta : S trin g ) : P re p a re d S ta te m e n t
c lo s e ()
...()
g e tC o n n e c tio n () : C o n n e c ti o n
C o n n e c t io n W ra p p e r
c re a te S ta te m e n t() : S ta te m e n t
p re p a re S ta te m e n t(( c o n s u lta : S trin g ) : P re p a re d S ta te m e n t
c lo s e ()
...()
C o n n e c t io n P o o l
+ pool
*
g e tC o n n e c tio n ( ) : C o n n e c tio n
r etu
t rn C o n n e ctio
ti n (c
( : C o n n e c ti
tio n P o o l)
< < s ta ti c> > ge t In s ta n c e () : D a ta S o u rc e
<<us es >>
" c lo s e " d e vu e lve e l o b je t o
C o n n e c t io n W ra p p e r a l P o o l
D r ive rM a n a g e r
c re a te C o n n e c tio n () : C o n n e c tio n
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Patrón DAO
z
z
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
z
Participantes:
dao : DAOCliente
getClienteByUsuario(usuario)
c : Cliente
Fuente de
datos
Obtiene los datos
new( )
return c
–
Objeto de negocio
–
DAO
–
ValueObject
–
Fuente de datos
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getNombre()
Accede a los
datos
setCorreo( correo)
updateCliente(c)
d t Cli t ( )
getNombre()
Recupera la
información
Actualiza los datos
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Estrategia de Implementación
Basada en los patrones “Abstract Factory” y “Factory Method”.
Pasos:
–
Definir la interface DAO de nuestros objetos de datos
z
z
public interface ClienteDAO
{
public Cliente create (String nombre, String nif, String
correo,
String usuario, String clave) throws
DAOException
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
z
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
z
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
z
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);
...
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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
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z
Beneficios:
– Favorece la transparencia.
– Facilita la migración de los componentes.
– Reduce la complejidad del código.
– Centraliza todo el acceso a datos en una capa.
z
Inconvenientes:
– Diseño de una jerarquía de clases.
– Introduce una nueva capa.
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