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Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1 Java ist auch eine Sprache
2 Sprachbeschreibung
3 Klassen und Objekte
4 Der Umgang mit Zeichenketten
5 Mathematisches
6 Eigene Klassen schreiben
7 Angewandte Objektorientierung
8 Exceptions
9 Die Funktionsbibliothek
10 Threads und nebenläufige Programmierung
11 Raum und Zeit
12 Datenstrukturen und Algorithmen
13 Dateien und Datenströme
14 Die eXtensible Markup Language (XML)
15 Grafische Oberflächen mit Swing
16 Grafikprogrammierung
17 Netzwerkprogrammierung
18 Verteilte Programmierung mit RMI und Web-Services
19 JavaServer Pages und Servlets
20 Applets
21 Midlets und die Java ME
22 Datenbankmanagement mit JDBC
23 Reflection und Annotationen
24 Logging und Monitoring
25 Sicherheitskonzepte
26 Java Native Interface (JNI)
27 Dienstprogramme für die Java-Umgebung
A Die Begleit-DVD
Stichwort
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Java ist auch eine Insel von Christian Ullenboom Programmieren mit der Java Standard Edition Version 6
Java ist auch eine Insel 7., aktualisierte Auflage geb., mit DVD (November 2007) 1.492 S., 49,90 Euro Galileo Computing ISBN 978-3-8362-1146-8 |
| 22 Datenbankmanagement mit JDBC
|  | 22.1 Das relationale Modell
|  | 22.2 Datenbanken und Tools
|  |  | 22.2.1 HSQLDB
|  |  | 22.2.2 Weitere Datenbanken
|  |  | 22.2.3 Eclipse-Plugins zum Durchschauen von Datenbanken
|  | 22.3 JDBC und Datenbanktreiber
|  |  | 22.3.1 Treibertypen
|  |  | 22.3.2 JDBC-Versionen
|  | 22.4 Eine Beispielabfrage
|  |  | 22.4.1 Schritte zur Datenbankabfrage
|  |  | 22.4.2 Client für HSQLDB-Datenbank
|  | 22.5 Mit Java an eine Datenbank andocken
|  |  | 22.5.1 Der Treiber-Manager
|  |  | 22.5.2 Den Treiber laden
|  |  | 22.5.3 Eine Aufzählung aller Treiber
|  |  | 22.5.4 Log-Informationen
|  |  | 22.5.5 Verbindung zur Datenbank auf- und abbauen
|  |  | 22.5.6 DataSource
|  |  | 22.5.7 Gepoolte Verbindungen
|  | 22.6 Datenbankabfragen
|  |  | 22.6.1 Abfragen über das Statement-Objekt
|  |  | 22.6.2 Ergebnisse einer Abfrage in ResultSet
|  |  | 22.6.3 Java und SQL-Datentypen
|  |  | 22.6.4 Unicode in der Spalte korrekt auslesen
|  |  | 22.6.5 Eine SQL-NULL und wasNull() bei ResultSet
|  |  | 22.6.6 Wie viele Zeilen hat ein ResultSet?
|  | 22.7 Die Ausnahmen bei JDBC
|  | 22.8 Elemente einer Datenbank hinzufügen und aktualisieren
|  |  | 22.8.1 Batch-Updates
|  | 22.9 ResultSets in Bohnen durch RowSet
|  |  | 22.9.1 Die Schnittstelle RowSet
|  |  | 22.9.2 Implementierungen von RowSet
|  |  | 22.9.3 Der Typ CachedRowSet
|  |  | 22.9.4 Der Typ WebRowSet
|  | 22.10 Vorbereitete Anweisungen (Prepared Statements)
|  |  | 22.10.1 PreparedStatement-Objekte vorbereiten
|  |  | 22.10.2 Werte für die Platzhalter eines PreparedStatement
|  | 22.11 Transaktionen
|  | 22.12 Metadaten
|  |  | 22.12.1 Metadaten über die Tabelle
|  |  | 22.12.2 Informationen über die Datenbank
|  | 22.13 Einführung in SQL
|  |  | 22.13.1 Ein Rundgang durch SQL-Anfragen
|  |  | 22.13.2 Datenabfrage mit der Data Query Language (DQL)
|  |  | 22.13.3 Tabellen mit der Data Definition Language (DDL) anlegen
|  | 22.14 Zum Weiterlesen
## 22.6 Datenbankabfragen Mit einer gelungenen Verbindung und dem Connection-Objekt in der Hand lassen sich SQL-Kommandos absetzen, und die Datenbank kann gesteuert werden. Hier klicken, um das Bild zu vergrößern ### 22.6.1 Abfragen über das Statement-Objekt Für alle SQL-Anfragen und Manipulationen der Datenbank sind Anweisungsobjekte von der Connection zu erfragen. JDBC bietet drei Typen von Anweisungsobjekten: Normale Anweisungen vom Typ Statement Vorbereitete Anweisungen (Prepared Statement) vom Typ PreparedStatement Gespeicherte Prozeduren (Stored Procedures) vom Typ CallableStatement Für einfache Anweisungen liefert uns die Methode createStatement() ein Statement-Objekt, mit dem sich im nächsten Schritt Anfragen stellen lassen.
Beispiel Hole ein Statement-Objekt für einfache Anfragen:
    Statement stmt = con.createStatement();
Die Methode kann – wie fast alle Methoden aus dem SQL-Paket – eine SQLException auslösen.
    interface java.sql.Connection
    extends Wrapper
Statement createStatement() throws SQLException Liefert ein Statement-Objekt, um SQL-Anweisungen zur Datenbank zu schicken. #### SQL-Anweisungen ausführen Das Statement-Objekt nimmt mit der Methode executeQuery() eine Zeichenfolge mit einer SQL-SELECT-Anweisung entgegen und mit executeUpdate() eine Anweisung für eine Update-, Insert- oder Delete-Operation.
Beispiel Erfrage alle Spalten der Tabelle »Customer«:
    String query = "SELECT * FROM Customer";
    ResultSet rs = stmt.executeQuery( query );
Der Aufruf liefert uns die Ergebnisse als Zeilen in Form eines ResultSet-Objekts.
Hinweis Der JDBC-Treiber überprüft die SQL-Anweisungen nicht, sondern leitet sie fast ungesehen an die Datenbank weiter. Sind die SQL-Anfragen falsch, lassen sich Fehler schwer entdecken. Daher bietet es sich an, zum Testen erst die Kommandos auf der Konsole auszugeben. Insbesondere bei zusammengesetzten Ausdrücken finden sich dann schon die Fehler.
    interface java.sql.Statement
    extends Wrapper
ResultSet executeQuery( String sql ) throws SQLException Führt ein SQL-Statement aus, das für die Ergebnisliste ein einzelnes ResultSet-Objekt zurückgibt. Wird die gleiche SQL-Anweisung mehrmals ausgeführt, lohnt es sich, ein PreparedStatement zu konstruieren. ### 22.6.2 Ergebnisse einer Abfrage in ResultSet Um mit der Auswertung vom ResultSet beginnen zu können, muss der Treiber die Informationen von der Datenbank bezogen haben. Ein Aufruf der next()-Methode von ResultSet setzt den internen Cursor auf die erste Zeile der geladenen Ergebnisse. Mit diversen Methoden von ResultSet können wir die unterschiedlichen Spalten ansprechen und die Zeilen auswerten. Um weitere Zeilen zu erhalten, nutzen wir wieder next(). Die Methode gibt false zurück, falls es keine neue Zeile mehr gibt.
Beispiel Gehe mit einer while-Schleife durch die gesamte Ergebnisliste, und gib das Ergebnis der Spalten 1, 2 und 3 auf dem Bildschirm aus:
    ResultSet rs = stmt.executeQuery( "SELECT * FROM Customer" );
    while ( rs.next() )
      System.out.printf( "%s, %s, %s%n", rs.getString(1),
                         rs.getString(2), rs.getString(3) );
Der numerische Parameter steht für den Spaltenindex, der bei 1 beginnt. Wird der Methode getString() ein String übergeben, so bestimmt er den Namen der Spalte.
Die Methode executeQuery() liefert immer ein ResultSet-Objekt (bis auf den Fehlerfall, der zu einer SQLException führt), auch wenn das ResultSet keine Zeilen enthält. So lassen sich über das ResultSet immer noch Metadaten abfragen.
    interface java.sql.ResultSet
    extends Wrapper
boolean next() throws SQLException Der erste Aufruf muss next() sein, damit der Cursor auf die erste Zeile gesetzt wird. Die folgenden Aufrufe setzen den Cursor immer eine Zeile tiefer. Falls es keine Zeilen mehr gibt, liefert die Methode false. #### getXXX(int) oder getXXX(String) Da die Spalten verschiedene Datentypen besitzen können, bietet die Schnittstelle ResultSet für jeden Datentyp eine entsprechende Methode getXXX() an – XXX ist ein Datentyp wie int. Zwei Ausführungen der getXXX() sind verfügbar: Bei der ersten Variante ist eine Ganzzahl als Parameter aufgeführt. Dieser Parameter gibt die Spalte der Operation an. Die zweite Variante erlaubt es, den Namen der Spalte anzugeben. Da alle Spalten immer als String ausgelesen werden können, ist es möglich, einfach get-String() zu verwenden. Im Folgenden soll der Typ String stellvertretend für andere Typen wie int, double usw. stehen.
    interface java.sql.ResultSet
    extends Wrapper
String getString( int column ) throws SQLException Liefert aus der aktuellen Zeile den Inhalt der Spalte column als String. Die erste Spalte ist mit 1 adressiert. String getString( String columnName ) throws SQLException Liefert in der aktuellen Zeile den Inhalt der Spalte mit dem Namen columnName als String.
Hinweis Üblicherweise ist es performanter, ein Spaltenelement über den Index zu erfragen statt über den Spaltennamen. Gibt es zwei Spalten mit dem gleichen Namen, liefert die mit dem Namen aufgerufene Funktion immer die erste Spalte.
### 22.6.3 Java und SQL-Datentypen Jeder Datentyp in SQL hat einen mehr oder weniger passenden Datentyp in Java. Die Klasse java.sql.Types identifiziert alle SQL-Typen. So konvertiert der JDBC-Treiber bei jeder getXXX()-Methode diese zu einem Datentyp, doch nur dann, wenn diese Konvertierung möglich ist. So lässt er es nicht zu, bei einer String-Spalte die getInteger()-Methode auszuführen. Umgekehrt lassen sich alle Datentypen als String auslesen. Die folgende Tabelle zeigt die Übereinstimmungen. Einige SQL-Datentypen können durch mehrere Zugriffsmethoden geholt werden: Ein INTEGER lässt sich mit getInt() oder getBigDecimal() holen und TIMESTAMP mit getDate(), getTime() oder getTimestamp().
Tabelle 22.3 Datentypen in SQL und ihre Entsprechung in Java
Java-Methode | SQL-Typ
getInt() | INTEGER
getLong() | BIG INT
getFloat() | REAL
getDouble() | FLOAT
getBignum() | DECIMAL
getBigDecimal() | NUMBER
getBoolean() | BIT
getString() | VARCHAR
getString() | CHAR
getAsciiStream() | LONGVARCHAR
getDate() | DATE
getTime() | TIME
getTimestamp() | TIME STAMP
getObject() | jeder Typ
In der Regel passen die Typen recht gut in das Java-System. So liefert getInt() ein int und getString() ein String-Objekt. Für einige Daten wurden jedoch spezielle Klassen entworfen; am auffälligsten ist die Klasse java.sql.Date, auf die wir gleich noch zu sprechen kommen. Ist ein Eintrag in der Datenbank mit NULL belegt, so liefert die Methode eine null-Referenz.
    interface java.sql.ResultSet
    extends Wrapper
String getString( int | String ) Liefert den Wert in der Spalte als Java String. boolean getBoolean( int | String ) Liefert den Wert in der Spalte als Java boolean. byte getByte( int | String ) Liefert den Wert in der Spalte als Java byte. short getShort( int | String ) Liefert den Wert in der Spalte als Java short. int getInt( int | String ) Liefert den Wert in der Spalte als Java int. long getLong( int | String ) Liefert den Wert in der Spalte als Java long. float getFloat( int | String ) Liefert den Wert in der Spalte als Java float. double getDouble( int | String ) Liefert den Wert in der Spalte als Java double. BigDecimal getBigDecimal( int | String, int scale) Liefert den Wert in der Spalte als java.lang.BigDecimal-Objekt. byte[] getBytes( int | String ) Liefert den Wert in der Spalte als Byte-Feld. Es besteht aus uninterpretierten Rohdaten. Date getDate( int | String ) Liefert den Wert in der Spalte als java.sql.Date-Objekt. Time getTime( int | String ) Liefert den Wert in der Spalte als java.sql.Time-Objekt. Timestamp getTimestamp( int | String ) Liefert den Wert in der Spalte als java.sql.Timestamp-Objekt. InputStream getAsciiStream( int | String ) Die Methode ermöglicht über einen InputStream Zugriff auf den Inhalt der Spalte. Nützlich ist dies für den Datentyp LONGVARCHAR. Der JDBC-Treiber konvertiert die Daten mitunter in das ASCII-Format. InputStream getBinaryStream( int | String ) Die Methode erlaubt es, auf den Inhalt der Spalte als InputStream zuzugreifen. Nützlich ist dies für den Datentyp LONGVARBINARY. Der JDBC-Treiber konvertiert die Daten mitunter in das ASCII-Format. Bevor aus einer anderen Spalte Daten ausgelesen werden, müssen die Daten vom Stream gelesen werden. Ein weiterer Aufruf schließt selbstständig den Datenstrom. Die Methode available() liefert die Rückgabe null, sofern keine Daten anliegen. Alle getXXX()-Methoden können eine SQLException in dem Fall auslösen, dass etwas mit der Datenbank nicht stimmt. Der throws-Ausdruck ist also in der Aufzählung nicht explizit angegeben. #### Date, Time und Timestamp Datenbankseitig können Datumswerte als DATE, TIME und TIMESTAMP abgelegt sein. Zur Abbildung sieht JDBC drei entsprechende Klassen vor: java.sql.Date, java.sql.Time und java.sql.Timestamp. Die Klasse java.sql.Date repräsentiert das SQL-DATE und arbeitet intern mit java.util.Date. Die Klasse Time für SQL-TIME leitet sich von java.util.Date ab – nicht von java.sql.Date, was intuitiv wäre – und implementiert zusätzliche Formatierungs- und Parsing-Funktionalität. Für den SQL-Typ TIMESTAMP fasst die Java-Klasse Timestamp (auch eine Unterklasse von java.util.Date) die Datum- und Zeitangaben mit einer Genauigkeit von Nanosekunden zusammen.
Hinweis Ein Timestamp speichert zwar die Nanosekunden, darf aber dann nicht mehr in ein java.util.Date umgewandelt werden, da ein Date keine Nanosekunden speichert! Die Klasse Timestamp erbt von Date und fügt intern ein int nano Attribut hinzu.
#### Die Verwandtschaft von java.sql.Date und java.util.Date Ein Datenbankprogramm, das die Klasse java.sql.Date nutzt und ebenfalls java.util eingebunden hat, wird bei der Compilierung zu einem Fehler führen, da der Compiler den Bezug auf die Klasse Date nicht zuordnen kann. Denkbar sind zwei Lösungen: Wird util nur deswegen eingebunden, weil Datenstrukturen, aber nicht die Date-Klasse genutzt werden, dann ließe sich die import-Anweisung umbauen, sodass die von util genutzten Klassen direkt in import genannt werden, etwa import java.util.ArrayList. Bei vielen benutzten Klassen aus dem util-Paket ist aber eine andere Lösung einfacher. Wir setzen vor die Klasse, die uns Ärger bereitet, einfach die volle Qualifizierung, schreiben also zum Beispiel:
    java.sql.Date date = rs.getDate( "Geburtsdatum" );
Ein weiteres Problem betrifft die Konvertierung der beiden Klassen. Wollen wir beispielsweise eine Zeichenkette aus der Eingabe in eine Datenbank schreiben, dann haben wir das Problem, dass das Parsen mittels DateFormat nur ein java.util.Date liefert. Wir müssen also erst mit getTime() die Zeit erfragen und auf das SQL-Date übertragen:
    java.sql.Date sqlDate = new java.sql.Date( utilDate.getTime() );
Der Konstruktor von java.sql.Date() mit den Millisekunden ist auch der einzige Konstruktor, der nicht veraltet ist. Daneben hat die Klasse java.sql.Date aber noch drei andere Methoden:
    class java.sql.Date
    extends java.util.Date
static Date valueOf( String s ) Wandelt einen String im JDBC-Stil (also »yyyy-mm-dd«) in ein Date-Objekt um. String toString() Liefert das Datum im JDBC-Datenformat. void setTime( long date ) Setzt das Datum mit den Millisekunden. ### 22.6.4 Unicode in der Spalte korrekt auslesen Der Aufruf von getString() führt bei Unicode-kodierten Zeichenfolgen in der Datenbank unter Umständen zu Problemen. Bemerkbar macht sich dies durch seltsame Zeichen wie ›?‹ oder Hexadezimal 0x3f, die im String an Stelle der Sonderzeichen auftauchen. Das liegt oft daran, dass der JDBC-Treiber die Kodierung nicht kennt und einfach jedes ASCII-Byte in ein Char umwandelt, obwohl in der Datenbank Umlaute als 2-Byte-Unicode oder Latin-1 kodiert werden. Bei eigenen Datenbanken funktioniert es, die Kodierung beim Verbindungsaufbau ausdrücklich zu setzen, um damit eine Konvertierung vorzuschreiben. getString() sollte dann die richtige Zeichenkette liefern. Bei anderen Datenbanken funktioniert es wiederum, den Text als Byte-Feld zu holen und dann ausdrücklich umzukodieren. Das Folgende ist etwa eine Lösung für PostgreSQL: new String( rs.getBytes(1), "ISO-8859 – 1" ) ### 22.6.5 Eine SQL-NULL und wasNull() bei ResultSet Ist der Wert einer Spalte ein SQL NULL, ist bei einer Anfrage mit der getXXX()-Methode Vorsicht geboten. Eine Funktion wie getString() liefert standardmäßig null und getInt(), getLong(), getFloat(), getDouble() und weitere Funktionen liefern 0, getBoolean() ein false und bei anderen Funktionen sieht es ähnlich aus – keine Funktion löst eine Ausnahme aus. Die Behandlung von Nullwerten ist in JDBC recht ungewöhnlich gelöst. Wir würden erwarten, dass es eine Funktion isNull(Spalte) auf einem ResultSet-Objekt gibt, die uns ja oder nein liefert hinsichtlich der Frage, ob ein Spalteninhalt unbelegt ist. Dass die Methode wasNull() heißt, ist vielleicht noch zu verkraften, aber dass sie parameterlos ist, erstaunt.
Beispiel Der allgemeine Vorgang für einen SQL-Null-Test am Beispiel einer String-Abfrage ist:
    String s = rs.getString( column );
    if ( rs.wasNull() )
      System.out.println( "SQL-NULL" );
    interface java.sql.ResultSet
    extends Wrapper
boolean wasNull() Ermittelt, ob die Spalte ein SQL-NULL enthält. Vorher muss eine getXXX()-Methode für die Spalte aufgerufen werden! ### 22.6.6 Wie viele Zeilen hat ein ResultSet? Um herauszufinden, wie viele Zeilen ein ResultSet liefern kann, lassen sich trickreiche JDBC2-Eigenschaften nutzen. Soll in der Variablen row die Anzahl der Zeilen stehen, schreiben wir:
    rs.last();
    int rows = rs.getRow();
    rs.beforeFirst();
Bei dieser Programmierung muss natürlich ein Treiber JDBC2-fähig sein und scrollbare Cursor unterstützen, das heißt Cursor, die auch rückwärts laufen können. Gleichzeitig muss dann aber auch beim Aufbau eines Statement-Objekts ein scrollbarer Cursor angemeldet werden:
    stmt = con.createStatement( ResultSet.TYPE_SCROLL_INSENSITIVE,
                                ResultSet.CONCUR_UPDATABLE );
Unterstützt ein Treiber kein JDBC2, kann immer noch über eine Zeile wie SELECT COUNT(*) erfragt werden, wie viele Ergebnisse die Datenbank produziert. ### Ihr Kommentar Wie hat Ihnen das <openbook> gefallen? Wir freuen uns immer über Ihre freundlichen und kritischen Rückmeldungen.
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