Acceso a base de datos con Java desde aplicaciones web con la tecnologa JDBC

1
Acceso a base de datos con Java desde
aplicaciones web con la tecnología JDBC
2
Bases de Datos en aplicaciones

• Aplicación que procese información base de
  datos.
• Normalmente se utilizan bases de datos
  relacionales.
• SQL Lenguaje estándar para acceder a una base
  datos.

3
Acceder a una base de datos desde una aplicación

• Cómo puede enviar una aplicación sentencias SQL a
  una BD.
• Interfaz procedural para ejecutar sentencias SQL.
• X/Open CLI (ISO 9075-3 Call level interface).
• ODBC es variante de Microsoft del X/Open CLI
  (implementada en lenguaje C).
• La filosofía de estas APIs es que permitan
  acceder de la misma forma a distintas BD.

4
JDBC

• Es un interfaz orientado a objetos de Java para
  SQL.
• Se utiliza para enviar sentencias SQL a un
  sistema gestor de BD (DBMS).
• Con JDBC tenemos que continuar escribiendo las
  sentencias SQL.
• No añade ni quita potencia al SQL.

5
Arquitectura JDBC

• La filosofía de JDBC es proporcionar
  transparencia al desarrollador frente al gestor
  de BD.
• JDBC utiliza un Gestor de Controladores que hace
  de interfaz con el controlador específico de la
  BD.

Aplicación Java
Driver Manager de JDBC
Controlador Oracle
Controlador JDBC-ODBC
Controlador DB2
SGBD DB2
SGBD Oracle
Access
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Clases e interfaces JDBC

• La especificación JDBC incluye 8 interfaces y 10
  clases en el paquete estándar java.sql.
• Podemos dividirlos en los siguientes grupos
• Nucleo de JDBC interfaces y clases que todos los
  controladores deben implementar.
• Extensiones al paquete java.lang extensiones
  para SQL.
• Extensiones al paquete java.util son extensiones
  a java.util.Date.
• Metadatos para SQL permiten examinar
  dinámicamente las propiedades de BD y
  controladores.

7
Núcleo de JDBC

• Estos interfaces se utilizarán el 90 de las
  veces que trabajemos con una BD.

8
Invocar una consulta SQL

• Vamos a estudiar un escenario en el que
  realizaremos una consulta sobre una BD con JDBC.
• Mediante el seguimiento de un diagrama de
  secuencia veremos las clases en funcionamiento.
• Cliente representa a la aplicación Java donde
  implementamos la consulta.
• Un buen ejercicio sería ir escribiendo el
  programa a la vez que vamos viendo cada una de
  las fases.

9
Configuración de la conexión con base de datos

• Antes de conectar con la base de datos y trabajar
  con ella debemos tener en cuenta dos cuestiones
• Registrar un controlador.
• Convenciones de nombres para la base de datos.

10
Carga de un controlador (I)

• Determinados controladores requerirán la
  instalación y configuración de software
  específico en el cliente. Ejemplo el origen ODBC
  o la fuente de datos nativa.
• Otros controladores son simplemente una clase
  Java y bastará que la máquina virtual de Java las
  pueda localizar mediante el classpath.

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Carga de un controlador (y II)

• Dos alternativas
• Utilizar una propiedad del sistema
  (jdbc.drivers).
• Cargar la clase de forma explícita con la llamada
  Class.forName().
• La propia clase llamará al método
  registerDriver() de la clase DriverManager que
  dejará registrado el controlador para utilizarlo
  posteriormente.
• Consultar que los controladores registrados con
  DriverManager.getDrivers().

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Código fuente de carga del controlador de la BD

• try
• Class.forName(sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver)
• catch (ClassNotFoundException e)
• System.out.println(Error en la carga del
  driver JDBC)
• return

Class.forName(sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver)
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Obtener conexión BD
Conexión a la BD
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Abrir una conexión

• Previamente habremos registrado el controlador.
• DriverManager.getConnection(url).
• El parámetro imprescindible es la url de la base
  de datos para especificar la base de datos que
  queremos utilizar.
• También se puede especificar el usuario y la
  clave con los que nos queremos conectar a la base
  de datos.

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Nombres para las BD en JDBC

• En JDBC las bases de datos se designan mediante
  una URL.
• La forma de la url es la siguiente
• jdbcltsubprotocologtltdominiogt
• Subprotocolo identifica el mecanismo de conexión
  o el controlador JDBC concreto.
• Dominio Depende del subprotocolo puede ser
  simplemente un nombre simple para la base de
  datos o una serie de parámetros que permiten
  encontrar la BD.

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Código fuente de conexión

• try
• Connection con
• DriverManager.getConnection(jdbcodbcBiblio
• )
• catch (SQLException e)
• System.out.println(e)

url de la BD
Connection con DriverManager.getConnection(jdb
codbcBiblio )
Usuario clase de la BD
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El objeto Connection

• Si no se producen excepciones el método
  getConnection nos devuelve un objeto que
  implementa la interfaz Connection.
• Podemos crear varias conexiones con distintas
  bases de datos o incluso con la misma.
• Cada conexión representa una sesión con la BD.
• El objeto Connection nos permitirá acceder a la
  base de datos para realizar operaciones sobre
  ella y obtener resultados.

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Crear sentencia de BD
Obtener el objeto Statement
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Acceso a los datos

• Utilizamos la conexión con la base de datos
  creada anteriormente para enviar comandos y
  sentencias SQL.
• El objeto conexión funciona como un enlace
  directo con el controlador de la BD.
• Creamos un objeto de la clase Statement que
  servirá de envoltorio para las sentencias SQL.
• Cuando pasamos la SQL a la conexión este lo envía
  al controlador que a su vez lo redirecciona a la
  BD que nos devolverá los resultados.

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Objetos involucrados en el acceso a datos
(diagrama de colaboración)
Objeto ResultSet
Resultados
Objeto Driver JDBC BD
Programa Java
Base de datos
Objeto Connection
SQL
Objeto Statement
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Código fuente de creación de una sentencia de
consulta

• try
• // Creamos el objeto sentencia
• Statement stmt con.createStatement()
• ...
• catch (Exception e)
• System.out.prinln(e)

// Creamos el objeto sentencia Statement stmt
con.createStatement()
22
Creación del objeto Statement

• La clase Connection tiene varios métodos que
  permiten crear un objeto Statement o una de sus
  variantes.
• createStatement para crear sentencias simples.
• prepareStatement para sentencias que pueden
  contener parámetros optimiza la utilización
  repetida de estas sentencias.
• prepareCall.

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Ejecutar consulta
Ejecutar la consulta
24
Ejecución de la sentencia

• executeQuery() ejecución de consultas sentencia
  SELECT.
• executeUpdate() actualizaciones de valores en al
  base de datos. INSERT UPDATE DELETE. Sólo
  devuelve la cuenta de las columnas afectadas.
• execute() se usa para ejecutar sentencias que no
  se conocen a priori o que devuelven resultados no
  homogéneos.

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Código fuente de ejecución de una sentencia

• try
• ...
• // Ejecutamos una sentencia SQL
• ResultSet rs
• stmt.executeQuery(SELECT Titulo ISBN
• Fecha_edicion Paginas Precio
• FROM LIBROS
• WHERE Titulo LIKE jdbc)
• catch (SQLException e)
• ...

26
Recuperación valores resultado
Posicionar el cursor en la siguiente fila
Recuperar valores de las columnas.
Repetir mientras haya filas que procesar.
27
Recuperación de datos

• Cuando ejecutamos una consulta debemos emplear el
  método executeQuery() que devuelve un objeto
  ResultSet que nos permitirá acceder a los
  resultados.
• El ResultSet utiliza el concepto de cursor de
  base de datos para ir moviéndose por las filas de
  datos recuperadas.
• Las columnas pueden accederse en cualquier orden
  utilizando su posición o su nombre.
• El objeto ResultSet incluye métodos getXXX que
  permiten recuperar valores de distintos tipos.

28
Código fuente de recuperación de datos

• ...
• while (rs.next())
• // Se recupera cada columna por separado
• String titulo rs.getString(Titulo)
• Date fechaEdicion rs.getDate(Fecha_edicion)
• int pags rs.getInt(Paginas)
• double precio rs.getDouble(Precio)
• // Operación que realizamos con cada fila
• System.out.println(Titulo titulo
  edición fechaEdicion)

29
Librerar objetos
Liberar el objeto Statement
Liberar el objeto Connection
30
Código fuente de liberación de recursos de BD

• try
• ...
• // Liberamos objeto sentencia
• stmt.close()
• // Liberamos objeto conexión BD
• con.close()
• catch (SQLException e)
• ...

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Resumen proceso consulta simple

• Registrar controlador Class.forName.
• Abrir conexión DriverManager.getConnection.
• Crea sentencia con.createStatement.
• Ejecuta la sentencia stmt.executeQuery.
• Procesar resultados while(rs.next()) ...
• Cerrar sentencia y conexión close.

Ver Acceso a BD desde servlets
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Profundizando en la utilización de JDBC

• Manejo de las excepciones de SQL
• Utilización de diferentes BD.
• Ejecución de distintas sentencias SQL.
• Sentencias preparadas.
• Conjuntos de resultados.
• Desplazamiento y actualización por programa.
• Metadatos.

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Manejo de las excepciones de SQL

• SQLException
• Es la principal forma que tiene JDBC de informar
  de errores.
• Hereda de la clase Exception de java.lang.
• Proporciona la siguiente información sobre el
  error
• Una cadena describiendo el error a la que se
  puede acceder con el método getMessage().
• La cadena de error SQLstate de acuerdo con el
  estándar X/Open a la que se puede acceder con el
  método getSQLState().
• Un código de error entero específico de la BD que
  se puede acceder con getErrorCode().
• Permite acceder a más errores con
  getNextException().

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Manejo de los avisos de SQL

• SQLWarning
• Permite informar de errores leves en distintos
  objetos de la BD ResultSet Statement
  Connection.
• Al contrario que SQLException no es obligatorio
  capturar los SQLWarning.
• Para obtener un SQLWarning se llama al método
  getWarning() sobre el objeto.
• Para obtener SQLWarning adicionales se llama a
  getNextWarning().
• DataTruncation
• Informa de avisos de truncado de datos en las
  lecturas y al escribir datos.

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Extensiones JDBC al paquete java.lang

• Amplían envoltorio Number para permitir albergar
  grandes números.
• Crean clases Exception especializadas.

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Utilización de diferentes BD

• JDBC permite utilizar distintas bases de datos
  sin cambiar el código o haciendo retoques
  mínimos.
• Cambios que implica la utilización de una BD
  diferente
• controlador
• url de la BD.
• Otros posibles cambios.

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Tipos de controladores

• JDBC es una especificación que establece dos
  tipos de interfaces
• Interfaz de aplicación que permite acceder a una
  base de datos independientemente de su
  fabricante.
• Interfaz del controlador al cual se deben
  adaptar los desarrolladores de controladores.
• Actualmente en el mercado existen gran cantidad
  de controladores que varían en su arquitectura.
  Sun ha clasificado estos controladores en cuatro
  tipos.
• http//industry.java.sun.com/products/jdbc/drivers
  

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Controlador Tipo 1

• Puente JDBC-ODBC

Servidor
Serv. ODBC
Cliente
Protocolo ODBC
Cliente BD Java
JDBC
ODBC
Serv. ODBC
Protocolo ODBC
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Controlador Tipo 2

• Controlador utilizando APIs nativas

Servidor
Serv. nativo
Cliente
Protocolo nativo
Cliente BD Java
JDBC
API nativa
40
Controlador Tipo 3

• Controlador JDBC-NET Java puro

Servidor
Serv. nativo
Serv. JDBC
Cliente
Protocolo estándar
Cliente BD Java
JDBC
Serv. nativo
Serv. JDBC
Protocolo estándar
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Controlador Tipo 4

• Controlador Java puro y protocolo nativo

Servidor
Serv. nativo
Cliente
Protocolo nativo
Cliente BD Java
JDBC
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Ejecución de distintas sentencias SQL

• Tipos de sentencias SQL
• Sentencias de definición de datos CREATE TABLE
  CREATE INDEX.
• Sentencias de manipulación de datos INSERT
  UPDATE DELETE.
• Sentencias de consulta SELECT.
• Cada tipo devuelve resultados distintos y
  empleamos distintos métodos stmt.execute().

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Sentencias preparadas

• Optimiza rendimiento en las sentencias que se
  ejecutan repetidamente.
• Características
• Sentencias en las que no se ponen explícitamente
  determinados valores.
• La base de datos sólo tiene que interpretar la
  sentencia la primera vez.
• Optimizan la ejecución.

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Código fuente de sentencias preparadas

• PreparedStatement pstmt con.prepareStatement(
• INSERT INTO Autores VALUES ())
• // Establece valores para cada uno de los
  parametros
• pstmt.setString(1Mario) //
  Nombre
• pstmt.setString(2Vargas Llosa) //
  Apellidos
• pstmt.setString(3Peru) //
  Lugar nacimiento
• pstmt.setInt(41953) // Anio
  nacimiento
• int insCount pstmt.executeUpdate()
• // Establece valores para cada uno de los
  parametros
• pstmt.setString(1Nicholas) //
  Nombre
• pstmt.setString(2Negroponte) //
  Apellidos
• pstmt.setString(3New York) //
  Lugar nacimiento
• pstmt.setInt(41953) // Anio
  nacimiento
• int insCount pstmt.executeUpdate()

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Conjunto de resultados desplazable

• Recorrido básico del ResultSet cursor hacia
  delante de fila en fila y desde la primera fila
  next().
• Podemos acceder a las filas del ResultSet de más
  formas (JDBC 2.0) como un índice de un array.

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Creación de la sentencia para Resultset
desplazable

• Cambio en la creación del objeto sentencia
• createStatement(int tipoResultSet int
  concurrenciaResultSet)
• tipoResultSet es el que permite flexibilidad en
  el desplazamiento.
• Valores
• TYPE_FORWARD_ONLY sólo hacia delante
• TYPE_SCROLL_INSENSITIVE TYPE_SCROLL_SENSITIVE
  métodos de posicionamiento habilitados

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Métodos de desplazamiento del cursor

• Métodos
• Movimiento hacia atrás afterLast() previous().
• Posicionamiento absoluto first() last()
  absolute(numFila).
• Posicionamiento relativo relative(num).
• Recupera fila actual getRow().

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Conjunto de resultados actualizable

• Para actualizar datos en la BD teníamos que
  recurrir a sentencias SQL INSERT UPDATE
  DELETE.
• Podemos realizar actualizaciones por programa
  (JDBC 2.0).

49
Creación de la sentencia para Resultset
actualizable

• Cambio en la creación del objeto sentencia
• createStatement(int tipoResultSet int
  concurrenciaResultSet)
• concurrenciaResultSet es el que permite
  actualizar ResultSet por programa.
• Valores
• CONCUR_READ_ONLY no se puede actualizar.
• CONCUR_UPDATABLE permite la utilización de
  métodos para modificar filas.

50
Métodos para actualizar filas

• Posicionarse en la fila para actualizar.
• Llamar a los métodos de actualización de campos
• updateXXX(ltcampogtltvalorgt)
• Para confirmar las actualizaciones sobre la tabla
  llamamos a updateRow().

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Insertando y borrando por programa

• Métodos para insertar filas sin utilizar SQL
• moveToInsertRow() mueve a fila vacía.
• updateXXX(ltcampogtltvalorgt) sobre cada campo de la
  nueva fila.
• insertRow() confirma inserción.
• Método para borrar filas sin utilizar SQL
• Posicionarnos sobre la fila a borrar.
• deleteRow().

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Información acerca de la base de datos (Metadatos)

• Cuando a priori no tenemos información sobre la
  estructura de la base de datos podemos acceder a
  ella mediante los metadatos.
• Esto permite adaptar el acceso que está
  realizando nuestra aplicación a una BD concreta
  en tiempo de ejecución.
• Objeto Connection al que aplicamos el método
  getMetaData() que devuelve un objeto que
  implementa la interfaz DatabaseMetaData.

53
Metadatos para SQL

• Types simplemente contiene constantes con los
  tipos de datos.
• DatabaseMetadata proporciona información sobre
  la BD.

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Información sobre el resultado de una consulta

• Muchas veces no conocemos lo que va a devolver
  una consulta SELECT FROM Usuarios.
• JDBC permite obtener un objeto que implementa
  ResultSetMetaData al aplicar el método
  getMetada() a un objeto ResultSet.
• De esta forma podemos obtener datos como número
  de columnas devueltas y el nombre de una
  determinada columna.
• Esto permite la ejecución y recuperación de
  resultados de forma dinámica.

55
Código fuente de recuperación de metadatos

• ResultSet rs stmt.executeQuery(sqlStr)
• ResultSetMetaData rsmd rs.getMetaData()
• int columnCount rsmd.getColumnCount()
• // Vamos imprimiendo los nombres de cada columna
• for(int x 1xltcolumnCountx)
• String columnName rsmd.getColumnName(x)
• System.out.print(columnName \t)
• ...

56
Código fuente de recuperación de metadatos (cont.)

• // Recorremos filas e imprimimos los valores de
  cada columna
• while(rs.next())
• for(int x 1xltcolumnCountx)
• if (rsmd.getColumnTypeName(x).compareTo(CURRE
  NCY) 0)
• System.out.print()
• String resultStr rs.getString(x)
• System.out.print(resultStr \t)
• ...

57
Utilización de transacciones

• Tratamiento conjunto de sentencias SQL.
• COMMIT y ROLLBACK
• Métodos para el tratamiento de transacciones
• commit() roollback() y setAutoCommit().

58
Ampliaciones al tratamiento básico de BD

• Versiones JDBC
• JDBC 1.0
• JDBC 2.0
• JDBC Optional Package (inicialmente se le llamó
  standard extension API) paquete javax.sql. Es
  necesario si queremos utilizar objetos DataSource
  o Rowset. Está incluido en la J2EE. Si tenemos la
  J2SE podemos bajarlo por separado.
• JDBC 3.0 paquetes java.sql y javax.sql está
  integrado en la plataforma J2SE 1.4.

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Características incluye JDBC 2.0 (I)

• El recorrido del ResultSet no se limita al
  avance.
• Actualización de los datos de la base de datos
  mediante métodos.
• Envío de múltiples sentencias SQL de
  actualización a la BD para que las trate como una
  unidad (Batch updates).
• Utilización de tipos de datos SQL3.
• Creación y utilización de nuevos tipos SQL
  definidos por el usuario (UDTs).

60
Características incluye JDBC 2.0 (y II)

• Fuentes de datos como alternativa a
  getConnection.
• Creación de conexiones como pools de conexiones.
• RowSets.

61
Acceso a base de datos desde Servlets y JSP
62
Acceso a base de datos desde Servlets

• La mayoría de las aplicaciones comerciales
  basadas en servlets utilizan bases de datos.
• El acceso a base de datos desde un servlet es
  igual al que se puede realizar desde cualquier
  aplicación java.
• Se utiliza la tecnología JDBC de Java.

63
JDBC en un Servlet

• Para emplear JDBC en un Servlet simplemente hay
  que incluir los paquetes de java adecuados.
• Debemos tener en cuenta los distintos tipos de
  controladores JDBC y cual nos interesa emplear
  como en otros entornos.
• Se utilizan exactamente las mismas interfaces y
  las mismas clases para conectarnos y extraer
  información de la base de datos que en cualquier
  otra aplicación Java.

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Escenario común servlets y BD

• Vamos a representar un escenario común en
  cualquier aplicación que utiliza servlets y BD.
• Tenemos un formulario HTML en el que el usuario
  introduce datos.
• Con los datos del formulario construimos una
  consulta que realizamos sobre la BD.
• Los resultados se los devolvemos al usuario en
  otra página HTML.
• Ejercicio ir escribiendo el programa a la vez
  que vamos viendo cada una de las fases.

65
Conexión a la base de datos

• Respecto al rendimiento el mayor cuello de
  botella se produce al crea un objeto Connection
  para conectarnos a la BD.
• Debemos evitar tener que hacerlo repetidamente.
• Código de creación de la conexión con la BD en la
  inicialización del servlet que se produce sólo
  una vez método init().

66
Recuperar datos del formulario de consulta

• Una vez conectados el resto del código de acceso
  a BD estará en los métodos doGet() o doPost().
• Recuperamos los valores de los campos que ha
  introducido en el formulario que lanza la
  consulta.

67
Construcción de la consulta

• Construiremos la cadena que constituye la
  sentencia SQL que posteriormente ejecutaremos
  contra la base de datos.
• Normalmente habrá una parte fija que no varía y
  unos parámetros que crearemos a partir de la
  información del formulario.

68
Ejecución de la consulta y devolución de
resultados

• Una vez construida la consulta la enviamos a la
  BD para su ejecución.
• Si existe algún problema debemos devolver un
  error al usuario.
• Si la ejecución fue correcta debemos devolver los
  resultados de la ejecución.

69
Cierre de la conexión

• Debemos asegurarnos que en el método destroy()
  del servlet se cierren todas las conexiones.
• El recolector de basura podrá liberar todos los
  recursos.

70
BD desde un servlet

• Conexión con la BD.
• Recuperar parámetros del formulario de consulta.
• Construir la sentencia.
• Ejecución de la consulta y devolución de
  resultados.
• Cierre de la conexión.

Ver acceso a BD desde JSP
71
Sentencias preparadas en la construcción de
sentencias

• Principal uso de las sentencias preparadas
  mejorar rendimiento.
• También permiten evitar errores sintácticos en la
  construcción de la sentencia SQL en el servlet.
• El usuario podría meter caracteres reservados
  (ej. ) en el parámetro.
• El uso de setString() evita la confusión del
  analizador de sentencias de la BD.

72
Acceso a base de datos desde JSP

• JSP utiliza JDBC para acceder a base de datos.
• No necesita etiquetas especiales para acceder a
  base de datos.

73
JSP con el código de acceso a BD incrustado

• Uso de scritplets que utilizan JDBC para acceder
  a la BD.
• No es necesaria la captura de excepciones JSP
  hace el trabajo automáticamente.
• Cuando recuperamos resultados de una consulta
  aparecerá código HTML dentro del bucle para ir
  mostrando cada fila.
• Realizar ejemplo de acceso a BD con scritplets.

74
Acceso a través de Beans

• Una forma habitual de utilizar BD con JSP es
  utilizar componentes JavaBean de apoyo.
• De esta forma mantenemos independiente la
  presentación y el acceso a datos esto es
  fundamental para facilitar el mantenimiento de la
  aplicación.

75
Proceso para recuperar datos a través de un
JavaBean

• El Bean se encarga de conectar con la BD y
  ejecutar la sentencia deseada.
• El bean proporciona métodos para posicionarse en
  cada fila de la consulta.
• A través de las propiedades del JavaBean podemos
  acceder a los valores de cada uno de los campos.
• Las propiedades de un JavaBean se representan muy
  fácil en una página JSP.

76
Estructura del JavaBean para acceso a BD

• Constructor del JavaBean
• conexión con la base de datos.
• realización de la consulta.
• Guardar resultados en una estructura local al
  Bean.
• establecer los valores de las propiedades.
• cerrar la conexión.
• Método para recorrer los resultados.
• Recargando las propiedades cada vez que cambie.
• Propiedades se corresponden con los campos de la
  tabla.

77
Ejemplo JavaBean BD

• Ejemplo sencillo de un JavaBean que permite
  recuperar resultados de una BD.
• Métodos básicos
• obtenerFilas() hace la consulta sobre la BD y
  guarda resultados en un vector interno.
• seleccionarFila(int f) se posiciona en el
  elemento f del vector y carga en cada uno de los
  atributos los valores de los campos.

78
JSP muestra resultados (I)

• Realizamos una página JSP que utilizando el Bean
  anterior muestre todas las filas de la consulta
  en una tabla.
• Pide al JavaBean que realice la consulta.
• lt BeanBd.obtenerFilas() gt

79
JSP muestra resultados (y II)

• Recupera cada una de las filas.
• lt for (int i 0 iltBeanBd.numEle() i)
• BeanBd.seleccionarFila(i) gt
• lttrgt
• lttdgtltjspgetProperty nameBeanBd
  propertycampo1/gtlt/tdgt
• lttdgtltjspgetProperty nameBeanBd
  propertycampo2/gtlt/tdgt
• lttdgtltjspgetProperty nameBeanBd
  propertycampo3/gtlt/tdgt
• lt/trgt
• lt gt