Développement des Applications des Bases de Données

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1 Développement des Applications des Bases de Données
Chapter 6 The slides for this text are organized into chapters. This lecture covers Chapter 6. I Foundations •Chapter 1: Introduction •Chapter 2: ER Model and Conceptual Design •Chapter 3: The Relational Model and SQL DDL •Chapter 4: Relational Algebra and Relational Calculus •Chapter 5: SQL II Applications •Chapter 6: Database Application Development •Chapter 7: Database-backed Internet Applications III Systems •Chapter 8: Overview of Storage and Indexing •Chapter 9: Data Storage •Chapter 10: Tree Indexes •Chapter 11: Hash Indexes IV Systems •Chapter 12: Overview of Query Evaluation •Chapter 13: External Sorting •Chapter 14: Evaluation of Relational Operators: First part (joins) and second part (other operators) •Chapter 15: A Typical Relational Optimizer V Systems •Chapter 16: Overview of Transaction Management •Chapter 17: Concurrency Control •Chapter 18: Recovery VI Applications •Chapter 19: Schema Refinement, Functional Dependencies, Normalization •Chapter 20: Physical Database Design, Database Tuning •Chapter 21: Security and Authorization VII Advanced Topics •Chapter 22: Parallel and Distributed Database Systems •Chapter 23: Data Warehousing and Decision Support •Chapter 24: Object-Database Systems •Chapter 25: Deductive Databases •Chapter 26: Data Mining •Chapter 27: Information Retrieval and XML Data Management •Chapter 28: Spatial Databases

2 Survol SQL dans les codes d’application SQL imbriqué Curseurs
SQL dynamique JDBC SQLJ Procédures stockées

3 SQL dans les codes d’Application
Les commandes SQL peuvent être appelées à partir d’un programme d’application («langage hôte» -- C++, Java, etc). Les instructions SQL peuvent référer à des variables du langage hôte (y compris des variables utilisées pour retourner les statuts). Doivent inclure une instruction pour connecter à la base de données appropriée. Deux approches d’intégration existent: Instructions SQL imbriquées dans le langage hôte (« Embedded SQL », SQLJ) Création d’une API spéciale pour appeler les commandes SQL (JDBC)

4 SQL dans les codes d’Application (Suite)
Défaut d’adaptation d’impédance (« impedance mismatch »): Les relations SQL sont des (multi)ensembles de tuples qui n’imposent aucune limite apriori sur le nombre de tuples. Les langages de programmation traditionnels (C, C++, etc.) n’ont pas une telle structure de données. (Exception: STL) SQL supporte un mécanisme appelé curseur pour résoudre ce problème. Un curseur est un élément additionnel de SQL qui comble le fossé causé par le défaut de l’adaptation d’impédance.

5 SQL Imbriqué: Variables
EXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION char c_sname[20]; long c_sid; short c_rating; float c_age; EXEC SQL END DECLARE SECTION Deux problèmes avec les variables: (i) correspondance des types (solution: casting/correspondance explicite), et (ii) « impedance mismatch » (solution: le mécanisme de curseur). Deux variables spéciales d’“erreur” (une au moins doit être déclarée): SQLCODE (long, est négative si une erreur est apparue) SQLSTATE (char[6], codes prédéfinies pour des erreurs usuelles)

6 SQL Imbriqué: Instructions
Approche: instructions SQL imbriquées dans le langage hôte. préprocesseur convertit les instructions SQL en des appels API. Ensuite un compilateur régulier prend le relais pour compiler le code. Éléments du langage: Pour connecter à une base de données: EXEC SQL CONNECT Pour exécuter des instructions SQL: EXEC SQL Statement; 16

7 SQL Imbriqué: Instructions (Suite)
Exemple: Insérer une ligne avec des valeurs issues des variables du langage hôte: EXEC SQL INSERT INTO Sailors VALUES (:c_sname, :c_sid, :c_rating, :c_age); Commande spéciale pour contrôler les erreurs après des instructions SQL: WHENEVER [SQLERROR|NOT FOUND] [CONTINUE|GOTO smt] 16

8 Curseurs: Intuition On peut déclarer un curseur sur une relation ou une instruction de requête (qui en fait génère une relation). On peut ouvrir un curseur déclaré, et l’utiliser pour puiser (fetch) de manière répétée des tuples et, après, déplacer le curseur, jusqu’à ce que tous les tuples aient été récupérés. On peut utiliser une clause spéciale, appelée ORDER BY, dans les requêtes accessibles aux curseurs afin de contrôler l’ordre dans le quel les tuples doivent être récupérés. Les attributs mentionnés dans la clause ORDER BY doivent aussi l’être dans la clause SELECT. On peut enfin clore un curseur ouvert. On peut aussi modifier/effacer des lignes en utilisant un curseur. Cependant, INSERT, DELETE, et UPDATE peuvent être utilisés sans curseur. 16

9 Exemple d’Utilisation de Curseur
EXEC SQL DECLARE sinfo CURSOR FOR SELECT S.sname FROM Sailors S, Boats B, Reserves R WHERE S.sid=R.sid AND R.bid=B.bid AND B.color=‘red’ ORDER BY S.sname sinfo est le curseur. Il est illégale de remplacer S.sname par S.sid dans la clause ORDER BY ! (Pourquoi?) Peut-on ajouter S.sid à la clause SELECT et remplacer S.sname par S.sid dans la clause ORDER BY ?

10 Curseur: Syntaxe Syntaxe générale pour déclarer les curseurs:
DECLARE cursorname [INSENSITIVE] [SCROLL] CURSOR [WITH HOLD] FOR query [ORDER BY order-item-list] [FOR READ ONLY | FOR UPDATE] INSENSITIVE: une copie privée du curseur est faite SCROLL: permet plus de flexibilité pour l’opération FETCH WITH HOLD: curseur n’est pas fermé quand la transaction est validée. Variante de la commande UPDATE pour les curseurs: UPDATE table SET expression WHERE CURRENT OF cursorname 16

11 Imbriquer SQL dans C: Exemple
char SQLSTATE[6]; EXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION char c_sname[20]; short c_minrating; float c_age; EXEC SQL END DECLARE SECTION c_minrating = random(); EXEC SQL DECLARE sinfo CURSOR FOR SELECT S.sname, S.age FROM Sailors S WHERE S.rating > :c_minrating ORDER BY S.sname; do { EXEC SQL FETCH sinfo INTO :c_sname, :c_age; printf(“%s is %d years old\n”, c_sname, c_age); } while (SQLSTATE != ‘02000’); EXEC SQL CLOSE sinfo;

12 SQL Dynamique Les instructions SQL imbriquées sont connues par le compilateur à l’avance («compile time»). Il y a des situation où ce n’est pas le cas (p.ex. tableurs, interfaces des SGBDs graphiques); il faut donc permettre la d’instructions SQL en passant (« on-the-fly » /«run time»)! Deux commandes principales à ce sujet: PREPARE sql_cmd FROM sql_string EXECUTE sql_cmd Exemple: char c_sqlstring[]= {“DELETE FROM Sailors WHERE raiting>5”}; EXEC SQL PREPARE readytogo FROM :c_sqlstring; EXEC SQL EXECUTE readytogo;

13 Database APIs: Alternative to Embedding
Au lieu de modifier le compilateur, ajouter des bibliothèques avec des instructions d’appel des bases de données (API). Interface spéciale standard: procédures/objets Passer les instructions SQL (en forme de chaînes de caractères) à partir du langage hôte, et présenter les ensembles de résultats dans une manière compréhensible pour le langage hôte. JDBC de Sun Coorporation: API Java JDBC est supposé être indépendant de tout SGBD Un pilote (“driver”) reçoit les instructions d’appel et les traduit dans le code spécifique du SGBD. La base de données peut se trouver à un autre bout du réseau.

14 JDBC: Architecture Quatre composantes architecturales:
Application (initie et termine des connexions, soumet des instructions SQL) Gestionnaire des pilotes (‘’Driver manager’’) (choisit --‘’loads’’-- un driver JDBC) Driver (connecte à la source des données, transmet des requêtes et retourne/traduit les résultats et les codes d’erreur) Source des données (exécute les instructions SQL)

15 JDBC: Types de Drivers Pont (’’Bridge’’):
Traduit les commandes SQL en une API non native. Exemple: le pont JDBC-ODBC. Le code pour les drivers ODBC et JDBC doivent être présents sur chaque client. Traduction directe en une API native via un driver hors Java: Traduit les commandes SQL en une API native des la source des données. Besoin d’un code binaire spécifique à chaque SO sur chaque client. Pont sur réseau (‘’network bridge’’): Les commandes sont envoyées via le réseau à un module intermédiaire (‘’middleware’’) qui est un serveur parlant à la source des données. Seul besoin: un petit driver JDBC sur chaque client. Traduction directe en une API native via un driver Java: Convertit les instructions d’appel JDBC directement dans le protocole de réseau que le SGBD utilise.Besoin d’un driver Java spécifique à chaque SGBD sur chaque client.

16 Classes et Interface pour JDBC
Étapes pour soumettre une requête: Choisir le driver JDBC Connecter à la source de données Exécuter les instructions SQL

17 Gestionnaire des Pilotes JDBC
Tous les drivers sont gérés par la classe DriverManager Choix d’un driver JDBC (3 voies possibles): Dans le code Java: Class.forName(“oracle/jdbc.driver.Oracledriver”); Retourne l’objet de la classe driver au vu de son nom complet. En démarrant une application Java (à la ligne des commandes): -Djdbc.drivers=oracle/jdbc.driver En créant un objet driver explicitement

18 Connexions JDBC L’interaction avec une source de données se fait par l’entremise d’une session qui est démarrée par la création d’un objet de type ‘’Connection’’. Chaque session est démarrée via un URL JDBC. URL JDBC(i.e. un URL utilisant le protocole JDBC): jdbc:<sousprotocole>:<autresParametres> Exemple: Etablir une connexion à une BD Oracle précise: String url=“jdbc:oracle: connexion con; try{ con = DriverManager.getconnexion(url,usedId,password); } catch SQLException excpt { …}

19 Interface pour les Connexions
public int getTransactionIsolation() et void setTransactionIsolation(int level) Détermine le degré d’isolation de la connexion en cours. public Boolean getReadOnly() et void setReadOnly(boolean b) Spécifie si les transactions dans la connexion sont pour lecture seulement (‘’read-only’’). public boolean getAutoCommit() et void setAutoCommit(boolean b) Si autocommit est vrai, chaque instruction SQL est considérée comme une transaction autonome. Sinon, la transaction est validée par commit(), ou abandonnée par rollback(). public boolean isClosed() Vérifie si la connexion est encore ouverte.

20 Exécution des Instructions SQL
Trois manière différentes de le faire (i.e. en utilisant 3 classes appropriées pour des objets de type ‘’statement’’): Statement (permet des requêtes avec soit des instructions SQL statiques soit dynamiques) PreparedStatement (instructions semi-statiques) CallableStatement (procédures stockées) La classe PreparedStatement: génère dynamiquement des instructions SQL précompilées et paramétrisées: Structure fixe Valeurs des paramètres déterminées pendant l’exécution

21 Exécution des Instructions SQL (Suite)
String sql=“INSERT INTO Sailors VALUES(?,?,?,?)”; PreparedStatment pstmt=con.prepareStatement(sql); pstmt.clearParameters(); pstmt.setInt(1,sid); // Supposons que sid, sname, … pstmt.setString(2,sname); // sont des vars Java avec pstmt.setInt(3, rating); // des valeurs à insérer. pstmt.setFloat(4,age); // Savons que aucune ligne n’est retournées, // d’où nous utilisons executeUpdate() int numRows = pstmt.executeUpdate();

22 Ensembles des Resultats
PreparedStatement.executeUpdate retourne seulement le nombre de ligne affectées. PreparedStatement.executeQuery retourne les donnees, repris dans un objet ResultSet (un curseur) ResultSet rs=pstmt.executeQuery(sql); // rs est un curseur; next() puise la prochaine ligne While (rs.next()) { // traiter les données }

23 Ensemble des Resultats (Suite)
Un ResultSet est un curseur très puissant: previous(): reculer d’une ligne absolute(int num): avancer à la ligne dont le numéro d’ordre est indiqué relative (int num): avancer ou reculer selon la valeur indiquée first() et last()

24 Correspondance entre les Types de Données: Java vs SQL
SQL Type Java class ResultSet get method BIT Boolean getBoolean() CHAR String getString() VARCHAR DOUBLE Double getDouble() FLOAT INTEGER Integer getInt() REAL getFloat() DATE java.sql.Date getDate() TIME java.sql.Time getTime() TIMESTAMP java.sql.TimeStamp getTimestamp()

25 JDBC: Exceptions et Avertissements
java.sql émet des exceptions SQLException si une erreur apparaît. SQLWarning est une sousclasse de SQLException; (pas du tout émis mais leur existence doit etre explicitement testé si on veut les voir) Méthodes dans la classe SQLException: getMessage(), getSQLState(), getErrorCode(), getNextException(), …

26 JDBC: Exceptions et Avertissements (Suite)
try { stmt=con.createStatement(); warning=con.getWarnings(); while(warning != null) { // traiter le SQLWarnings; warning = warning.getNextWarning(): } con.clearWarnings(); stmt.executeUpdate(queryString); warning = con.getWarnings(); … } //end try catch( SQLException SQLe) { // traiter l’exception