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Ch09 整合資料庫

了解JDBC架構 • 使用基本的JDBC • 透過JNDI取得 DataSource • 在Web應用程式整合 資料庫

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1
9
• 整合資料庫
學習目標
• 了解JDBC架構
• 使用基本的JDBC
• 透過JNDI取得
DataSource
• 在Web應用程式整合
資料庫
2
簡介JDBC
• 資料庫本身是個獨立運行的應用程式
• 撰寫的應用程式是利用網路通訊協定與資料
庫進行指令交換,以進行資料的增刪查找
3
簡介JDBC
• 應用程式會利用一組專門與資料庫進行通訊
協定的程式庫
4
簡介JDBC
• 應用程式如何呼叫這組程式庫?
• 不同的資料庫通常會有不同的通訊協定
• 用以連線不同資料庫的程式庫在API上也會有
所不同
5
簡介JDBC
• JDBC全名Java DataBase Connectivity
• Java連線資料庫的標準規範,定義一組標準
類別與介面:
– 應用程式需要連線資料庫時就呼叫這組標準API,
而標準API中的介面會由資料庫廠商實作,通常
稱之為JDBC驅動程式(Driver)
6
簡介JDBC
• JDBC應用程式開發者介面(Application
Developer Interface)
– 應用程式需要連線資料庫
– 相關API主要是座落於java.sql與javax.sql
• JDBC驅動程式開發者介面(Driver Developer
Interface)
– 資料庫廠商要實作驅動程式時的規範,一般開發
者並不用瞭解
7
簡介JDBC
8
簡介JDBC
• 應用程式會使用JDBC連線資料庫
9
簡介JDBC
• 廠商在實作JDBC驅動程式時,依方式可將驅
動程式分作四種類型
– Type 1:JDBC-ODBC Bridge Driver
– Type 2:Native API Dirver
– Type 3:JDBC-Net Driver
– Type 4:Native Protocol Driver
10
Type 1:JDBC-ODBC Bridge Driver
11
Type 1:JDBC-ODBC Bridge Driver
• 實作這種驅動程式非常簡單
• JDBC與ODBC並非一對一的對應,所以部份
呼叫無法直接轉換,因此有些功能是受限的
• 多層呼叫轉換結果,存取速度也會受到限制
• ODBC本身需在平台上先設定好,彈性不足,
ODBC驅動程式本身也有跨平台的限制
12
Type 2:Native API Dirver
13
Type 2:Native API Dirver
• 驅動程式本身與平台相依,沒有達到JDBC驅
動程式的目標之一:跨平台
• 直接呼叫資料庫原生API,因此在速度上,有
機會成為四種類型中最快的驅動程式
– 速度的優勢是在於獲得資料庫回應資料後,建構
相關 JDBC API 實作物件時
• 使用前必須先在各平台進行驅動程式的安裝
設定(像是安裝資料庫專屬的原生程式庫)
14
Type 3:JDBC-Net Driver
15
Type 3:JDBC-Net Driver
• 可使用純綷的Java技術來實現,可以跨平台
• 架構彈性高,客戶端不受影響
• 經由中介伺服器轉換,速度較慢,獲得架構
上的彈性是使用這類型驅動程式的目的
16
Type 4:Native Protocol Driver
17
Type 4:Native Protocol Driver
• 驅動程式可以使用純綷Java技術來實現,可
以跨平台
• 效能上也能有不錯的表現
• 不需要如Type 3獲得架構上的彈性時,通常
會使用這類型驅動程式
18
連接資料庫
• 基本資料庫操作相關的JDBC介面或類別是位
於java.sql套件中
• 要取得資料庫連線,必須有幾個動作:
– 註冊Driver實作物件
– 取得Connection實作物件
– 關閉Connectiion實作物件
19
註冊Driver實作物件
• 以MySQL實作的驅動程式為例,
org.h2.Driver類別實作了
java.sql.Driver介面
• 管理Driver實作物件的類別是
java.sql.DriverManager
20
註冊Driver實作物件
• 實際上很少自行撰寫程式碼進行這個動作
• 只要想辦法載入Driver介面的實作類
別.class檔案,就會完成註冊
• 可以透過java.lang.Class類別的
forName(),動態載入驅動程式類別
21
註冊Driver實作物件
22
註冊Driver實作物件
• 使用JDBC時,要求載入.class檔案的方式有四
種:
– 使用Class.forName()
– 自行建立Driver介面實作類別的實例
– 啟動JVM時指定jdbc.drivers屬性
– 設定JAR中 /services/java.sql.Driver 檔案(JDK6)
23
取得Connection實作物件
• 除了「協定」在JDBC URL中總是jdbc開始之
外,JDBC URL格式各家資料庫都不相同,
必須查詢資料庫產品使用手冊
24
25
SQLException
• 在處理JDBC時很常遇到的一個例外物件,為
資料庫操作過程發生錯誤時的代表物件
• 受檢例外(Checked Exception),必須使用
try...catch明確處理,在例外發生時嘗
試關閉相關資源
26
關閉Connection實作物件
• 取得Connection物件之後,可以使用
isClosed()方法測試與資料庫的連接是否
關閉
• 若確定不再需要連接,則必須使用close()
來關閉與資料庫的連接
27
取得Connection實作物件
• DriverManager如何進行連線?
28
29
使用Statement、ResultSet
• java.sql.Statement物件是SQL陳述的
代表物件
• 可以使用Connection的
createStatement()來建立
• 可以使用executeUpdate()、
executeQuery()等方法來執行 SQL
30
使用Statement、ResultSet
• executeUpdate()主要是用來執行
CREATE TABLE、INSERT、DROP TABLE、
ALTER TABLE等會改變資料庫內容的SQL
• executeQuery()方法則是用於SELECT等
查詢資料庫的SQL
31
使用Statement、ResultSet
• executeUpdate()會傳回int結果,表示
資料變動的筆數
• executeQuery()會傳回
java.sql.ResultSet物件,代表查詢的
結果
32
使用Statement、ResultSet
33
使用Statement、ResultSet
• Statement的execute()可以用來執行
SQL
– 傳回true的話表示將傳回查詢結果,可以使用
getResultSet()取得ResultSet物件
– 傳回false,表示傳回更新筆數或沒有結果,可
以使用getUpdateCount()取得更新筆數。
34
35
36
37
38
使用PreparedStatement
39
• 使用ParparedStatement改寫先前
GuestBookBean中setMessage()
40
使用PreparedStatement
• 安全 ...
41
使用PreparedStatement
• 以下username與password將被視作是SQL
中純綷的字串,而不會當作SQL語法來解釋
42
使用CallableStatement
• 呼叫資料庫的預存程序(Stored Procedure)
• 必須呼叫prepareCall()建立
CallableStatement實例
43
Java型態與SQL型態對應
44
Java型態與SQL型態對應
• 日期時間在JDBC中,並不是使用
java.util.Date
– 年、月、日、時、分、秒、毫秒
• 在JDBC中要表示日期,是使用java.sql.Date
– 年、月、日
• 要表示時間的話則是使用java.sql.Time
– 時、分、秒
• 使用java.sql.Timestamp
– 時、分、秒、微秒
45
使用DataSource取得連線
• 取得連線等與資料庫來源相關的行為規範在
javax.sql.DataSource介面
• 可以透過JNDI(Java Naming Directory
Interface)來取得所需的資源物件
46
使用DataSource取得連線
• 如果是在Web應用程式中想要獲得
DataSource實例
47
48
使用DataSource取得連線
• 在web.xml中設定
49
使用ResultSet捲動、更新資料
• 從JDBC 2.0開始,ResultSet並不僅可以使
用previous()、first()、last()等方
法前後移動資料游標,還可以呼叫
updateXXX()、updateRow()等方法進行
資料修改
50
使用ResultSet捲動、更新資料
• 建立Statement或PreparedStatement
實例時,可以指定結果集類型與並行方式
• 結果集類型可以指定三種設定:
– ResultSet.TYPE_FORWARD_ONLY(預設)
– ResultSet.TYPE_SCROLL_INSENSITIVE
– ResultSet.TYPE_SCROLL_SENSITIVE
51
使用ResultSet捲動、更新資料
• 更新設定可以有兩種指定:
– ResultSet.CONCUR_READ_ONLY(預設)
– ResultSet.CONCUR_UPDATABLE
52
使用ResultSet捲動、更新資料
• 資料游標移動...
53
使用ResultSet捲動、更新資料
• 使用ResultSet進行資料修改
– 必須選取單一表格
– 必須選取主鍵
– 必須選取所有NOT NULL的值
• 更新資料...
54
使用ResultSet捲動、更新資料
• 新增資料 ...
55
使用ResultSet捲動、更新資料
• 刪除資料 ...
56
批次更新
• 以下每一次執行executeUpdate(),其實
都會向資料庫發送一次SQL
57
批次更新
• 可以使用addBatch()方法來收集SQL
• 使用executeBatch()方法將所收集的SQL
傳送出去
58
批次更新
• 使用executeBatch()時,SQL的執行順序,就是
addBatch()時的順序
• executeBatch()會傳回int[],代表每筆SQL造成
的資料異動列數
• 先前已開啟的ResultSet會被關閉,執行過後收集
SQL用的List會被清空
• 任何的SQL錯誤,會丟出BatchUpdateException
• 可以使用這個物件的getUpdateCounts()取得
int[],代表先前執行成功的SQL所造成的異動筆數
59
批次更新
• PreparedStatement使用批次更新
60
Blob與Clob
• BLOB全名Binary Large Object,用於儲存大
量的二進位資料,像是圖檔、影音檔等
• CLOB全名Character Large Object,用於儲存
大量的文字資料
• java.sql.Blob與java.sql.Clob兩個
類別分別代表BLOB與CLOB資料
61
Blob與Clob
• Blob擁有getBinaryStream()、
getBytes()等方法,可以取得代表欄位來
源的InputStream或欄位的byte[]資料
• Clob擁有getCharacterStream()、
getAsciiStream()等方法,可以取得
Reader或InputStream等資料
62
Blob與Clob
• 也可以把BLOG欄位對應byte[]或輸入/輸出串流
• 使用PreparedStatement的setBytes()來設定
要存入的byte[]資料,使用setBinaryStream()
來設定代表輸入來源的InputStream
• 使用ResultSet的getBytes()以byte[]取得欄
位中儲存的資料,或以getBinaryStream()取得
代表欄位來源的InputStream
63
Blob與Clob
64
實例
65
簡介交易
• 原子性(Atomicity)
• 一致性(Consistency)
• 隔離行為(Isolation behavior)
• 持續性(Durability)
66
67
68
69
隔離行為
• 可以透過Connection的
getTransactionIsolation()取得資料
庫目前的隔離行為設定
• 透過setTransactionIsolation()可提
示資料庫設定指定的隔離行為
70
隔離行為
• 可設定常數是定義在Connection上
– TRANSACTION_NONE
– TRANSACTION_UNCOMMITTED
– TRANSACTION_COMMITTED
– TRANSACTION_REPEATABLE_READ
– TRANSACTION_SERIALIZABLE
71
更新遺失(Lost update)
72
Read uncommited
73
髒讀(Dirty read)
74
Read commited
75
無法重複的讀取(Unrepeatable read)
76
Repeatable read
77
幻讀(Phantom read)
• 同一交易期間,讀取到的資料筆數不一致。例如交
易A第一次讀取得到五筆資料,此時交易B新增了一
筆資料,導致交易B再次讀取得到六筆資料
• 如果隔離行為設定為可重複讀取,但發生幻讀現象,
可以設定隔離層級為「可循序」(Serializable),
也就是在有交易時若有資料不一致的疑慮,交易必
須可以照順序逐一進行
78
隔離行為與可預防之問題
79
隔離行為
• 得知是否支援某個隔離行為
80
簡介metadata
• 詮讀資料的資料(Data about data )
• 可以透過Connection的getMetaData()
方法取得DatabaseMetaData物件
• 可以透過ResultSet的getMetaData()方
法,取得ResultSetMetaData物件
81
82
簡介metadata
83
簡介RowSet
• javax.sql.RowSet代表資料的列集合
– 這邊的資料並不一定是資料庫中的資料,可以是
試算表資料、XML資料或任何具有列集合概念的
資料來源
• 是ResultSet的子介面,新增了一些行為,
像是透過setCommand()設定查詢指令、透
過execute()執行查詢指令以填充資料等
84
簡介RowSet
連線式 離線式
85
簡介RowSet
• JdbcRowSet是連線式的RowSet
– 操作JdbcRowSet期間,會保持與資料庫的連線,
可視為取得、操作ResultSet行為封裝,可簡
化JDBC程式的撰寫,或作為JavaBean使用
• CachedRowSet為離線式的RowSet
– 查詢並充填完資料後,就會斷開與資料來源的連
線,而不用佔據相關連線資源,必要也可以再與
資料來源連線進行資料同步
86
簡介RowSet
• 使用RowSet查詢資料
87
88
簡介RowSet
• 在查詢之後,想要離線進行操作,則可以使
用CachedRowSet或其子介面實作物件
• 使用close()關閉CachedRowSet,若在相
關更新操作之後,想與再與資料來源進行同
步,則可以呼叫acceptChanges()方法
89
簡介RowSet
• WebRowSet是CachedRowSet的子介面,
其不僅具備離線操作,還能進行XML讀寫
90
簡介RowSet
91
92
93
簡介RowSet
• FilteredRowSet可以對列集合進行過濾,
實現類似SQL中WHERE等條件式的功能
• JoinRowSet則可以讓你結合兩個RowSet
物件,實現類似SQL中JOIN的功能
• docs.oracle.com/javase/tutorial/jdbc/basics/getti
ngstarted.html
94
使用SQL標籤庫
95
使用SQL標籤庫
• <sql:query>的查詢結果是Result型態,
具有getColumnNames()、
getRowCount()、getRows()等方法
96
使用SQL標籤庫
• Result也有getRowsByIdex()方法,可
以Object[][]傳回查詢資料
97
使用SQL標籤庫
• 在資料庫中新增一筆資料
• 以下寫法雖可以但不建議
98
使用SQL標籤庫
• 可以使用在SQL中使用佔位字元,並搭配
<sql:param>標籤來設定佔位字元的值
99
使用SQL標籤庫
• 如果欄位是日期時間格式,則可以使用
<sql:paramDate>標籤,可以透過type屬
性設定,指定使用“time”、“date”或
“timestamp”的值
• <sql:param>、<sql:paramDate>也可
以搭配<sql:query>使用。
100
使用SQL標籤庫
• 如果有必要指定交易隔離行為,則可以透過
<sql:transaction>標籤指定
• 設定isolation屬性為"read_uncommitted"、
"read_committed"、"repeatable"或
"serializable"
101
102
綜合練習/微網誌
• 改用資料庫搭配JDBC存取資料,不過將檔案
儲存改為資料庫儲存,就目前應用程式來說,
是個不小的變動,因此在這邊將導入DAO
(Data Access Object)設計模式,以隔離儲
存邏輯與商務邏輯
103

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