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3I017 - TECHNOLOGIES DUWEBIntroduction - SQL

Thursday 6th February, 2020

Laure Soulier

Rappel / Pré-requis Programmation et SGBD JDBC Avancé

Gestion des données

• L’information est partout dans les entreprises : personnes, produits,comptabilité, finance, relations, ...

• Données = or noir du 21ème siècle• Besoin de la stocker, l’organiser, l’interroger

Sinon....

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Rappel / Pré-requis


SGBD et SQL: "One size fits all"

• Facilité d’utilisation et abstraction : utilisation sans se soucier des détailsd’implémentation

• Cohérence des données : liens logique entre les données• Persistance des données : application peut se terminer sans perdre lesdonnées (enregistrement sur disque / serveur distant)

• Fiabilité et tolérance aux pannes : continue à fonctionner (de façondégradée)

• Efficacité• Universalité : représente les données pour différentes fonctionnalités

Vocabulaire important

Vues, SQL, Données structurés, transaction, optimisation de requêtes,indexation de données

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Propriétés ACID

• Atomicité : Une transaction se fait complètement ou pas du tout

• Cohérence : Le système passe toujours d’un état valide à un autre(maintient les contraintes d’intégrités, procédures, etc...)

• Isolation : Indépendance entre les transactions

• Durabilité : Une transaction effectuée l’est de façon durable (même en casde panne)

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Modélisation

• 3 étapes de construction d’une base de données– Modélisation conceptuelle

– Modélisation logiqueEtudiant (Numero, Nom, Prénom)Livre (ISBN, Auteur, Titre)Emprunter (Numero#, ISBN#)

– Modélisation physique : implémentation dans un SGBDCREATE TABLE etudiant (numero char(8) PRIMARY KEY, nomvarchar(40), prenom varchar(40));

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Interrogation des données

• Algèbre relationnelle– Formalisation des opérations sur les bases de données– Basée sur la théorie des ensembles (union, intersection, différence,

produit cartésien) et des opérations relationnelles (fusion etprojection)

– Opérations dérivées. E.g., jointure = produit cartésien et sélection• SQL : Langage d’interrogation

– Structure de base :select att1, att2, ... → attributsfrom t1, t2, ... → tableswhere predicat1, ... → prédicats / conditions

Exemple : Liste des livres empruntés par un étudiant

SELECT etudiant.nom, livre.titreFROM etudiant, livre,emprunterWHERE etudiant.numero = emprunter.numeroAND livre.isbn = emprunter.isbnAND etudiant.numero = 123513223;

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Programmation et SGBD


Programmation et bases de données

Langages de programmation :• Java, C, C#, Javascript, ...

– Langage procédural :"je fais quoi ?"

– Accès itératif : boucles,récursion

– Types complexes

Programmation d’applications

Données structurées et stockéesen mémoire

Langages de requêtes :• SQL : Structured Query Language

– Langage déclaratif :"je veux quoi ?"

– Accès ensembliste :Q → {a,b,c}

– Types simples

Accès aux données gérées par SGBD

Données structurées sur disque

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• Accès aux données par fichier– opérations simples : ouvrir/fermer, lire/écrire– méthodes d’accès : séquentiel, indexé, haché, ...– utilisation par plusieurs programmes difficile (format, accès

concurrents, ...)

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• Accès aux données par base de données– méthodes d’accès par requêtes– facilité d’accès par l’index– transactions assurent les propriétés ACID (Atomicité, Cohérence,

Isolation, Durabilité)

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Fichiers vs. BD

Fichier :• Faible structuration desdonnées

• Dépendance entre programmeet fichiers

• Redondance des données• Absence de contrôle decohérence globale des données

BD :• Structuration des données àtravers un schéma de données

• Indépendance entreprogramme et BD

• Données partagées /atomiques

• Contrôle de la cohérencelogique et physique (schémas,transactions, ...)

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Couplage SQL - langage de programmation (Embedded SQL)

• SQL n’est pas suffisant pourécrire des applications (SQLn’est pas "Turing complet")

• SQL a des liaisons (bindings)pour différents langages deprogrammation (C, C++,Java, PHP, ...)

• Les liaisons décrivent laconnexion de langages hôtesavec un SGBD relationnel

Figure 1: source : Wikipedia

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JDBC

• API Java standard pour accéder à des données tabulaires (BDrelationnelles, mais aussi excel, ...)

• A ce jour : JDBC 4.2• Pour mysql : jdbc-connector-java-8.0.18.jar

– Supporte MySQL 5.6, 5.7, et 8.0.– Supporte JDBC 4.2– pour Java 8 (pour java 7 ou moins récents, utiliser connector 5.1)– doc : https://dev.mysql.com/doc/connector-j/8.0/en/

• Fonctions : requêtes SQL, gestion des transactions, traitement desexceptions/erreurs

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JDBC et architecture logicielle

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JDBC et architecture logicielle

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Programmation JDBC

Etapes à mettre en place dans votre code(sur une ou plusieurs clases/méthodes):

• Changer Driver JDBC• Créer connexion BD• Accéder aux données (requêtes, mises à jour) :

– Créer un ordre SQL (statement object)Exécuter ordre SQLTraiter le résultat (ResultSet, curseur)

– Fermer ordre SQL (close)

• Fermer la connexion

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Programmation JDBC

• Driver = classe Java• Class.forName("package.classe_driver")

– Class.forName("com.mysql.jdbc.driver");– Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");– Class.forName("sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver");

• Exception / erreur :– Par exemple : le driver n’est pas accessible par CLASSPATH :

java.lang.ClassNotFoundException e

Code pour MySQL

1 try {2 Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");3 }4 catch(java.lang.ClassNotFoundException e) {5 System.err.print("Exception: ");6 System.err.println(e.getMessage());7 }

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Connexion au SGBD

• Option 1– Etablir une connexion :

Connection c = Driver.getConnection(, , )

formattage de l’url : = ::@Exemple : jdbc : oracle : thin : @oracle.ufr − info−p6.jussieu.fr : 1521 : ora10

–• Option 2– Etablir une connexion :

Connection c = Driver.getConnection()

formattage du paramètre : = toutes les infos de la connexionExemple : jdbc:mysql://:3306/user=password=

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Créer et exécuter des ordres (statement) SQL

–• Créer un ordre (statement) :– Statement stmt = c.createStatement();– c est une connexion ouverte/active vers une bases de données

• Exécuter un ordre :– stmt.executeQuery() : interrogation (QL)– stmt.executeUpdate() : mises-à-jour données (DML) et schéma

(DDL)– exemple : statement.executeQuery("select A,B,C from R")

• Comment accéder au résultat d’une requête ?– ResultSet res = statement.executeQuery("select A,B,C from R"); →curseur

– int executeUpdate(“insert ...”) → nombre de lignes insérées– int executeUpdate(“update ...”) → nombre de lignes modifiés– int executeUpdate(“create table ...”)– int executeUpdate(“drop table ...”)

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ResultSet : accès à la réponse

• rs.beforeFirst() : Place le curseuravant la première ligne (défaut àl’ouverture du curseur)

• rs.next() :– Avance vers la prochaine ligne

dans la réponse (premierappel avance vers la premièreligne)

– Retourne false si fin ou erreur

• rs.close():– Libère les ressources

JDBC/BD– rs est fermé automatiquement

avec l’exécution d’unenouvelle requête

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ResultSet : accès aléatoire

• rs.get()– Retourne la valeur de l’attribut avec transformation vers le

type java – : nom ou position de l’attribut– : double, byte, int, Date, String, float, short, long, Time,Object

• rs.previous(): Recule vers la ligne précédente• rs.absolute(int ): Aller vers la ligne • rs.relative (int ): Avancer (positif) ou reculer (négatif) lignes

• rs.first() / rs.last() : Aller vers la première / dernière ligne

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ResultSet : métadonnées

• Metadonnées :– Nombre d’attributs– Nom et type d’un attributs

• int rs.getMaxRows() / setMaxRows(int max):– Détermine la taille maximale (nombre de lignes) d’un ResultSet– 0 = taille illimitée

• int getQueryTimeout() / setQueryTimeout(int ms):– Détermine le temps d’attente maximal avant de déclencher une

exception (SQLException)

• Accès à la structure des métadonnéesResultSetMetaData md = rs.GetMetaDataObject():int md.getColumnCount();String md.getColumnName(int column);String md.getTableName(int column);String md.getColumnTypeName(int column);

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ResultSet : mises à jour

• Possible sous certaines contraintes :– Une seule table dans FOR– Pas de group by– Pas de jointures

• Conditions pour insert : Tous les attributs non nuls et sans valeurs pardéfaut sont dans SELECT

• Sinon on utilise les ordres SQL: UPDATE, DELETE, INSERT

• Mise-à-jour d’une ligne :– rs.update(,), ... : maj en mémoire– rs.updateRow() : propagation dans la BD

• Effacement d’une ligne (actuelle) : rs.deleteRow()• Insertion d’une ligne :

– rs.moveToInsertRow();– rs.updateInt(1,123) ;– rs.updateString(2, ’toto’) ;– rs.insertRow();

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Transformation de types : SQL - Java

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Exemple

1 try {2 Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");3 connexion = DriverManager.getConnection(url, user, password);4 Statement lecture = connexion.createStatement();5 ResultSet curseur = lecture.executeQuery("select...");6 while (curseur.next()) {7 out.println(curseur.getString("nom"));8 out.println(curseur.getInt("age"));9 }

10 curseur.close();11 lecture.close();12 connexion.close();13 }14 catch(java.lang.ClassNotFoundException e) {15 System.err.print("Exception: ");16 System.err.println(e.getMessage());17 }

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JDBC Avancé


Statement - création, préparation...

• Ordre avec exécution unique :– Statement s = createStatement();

• Ordre avec exécution multiple :– PreparedStatement ps = prepareStatement(, );

• Appel de procédure stockée :– CallableStatement pc = prepareCall(, );

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Create Statement

Statement s = createStatement();

• int resultSetType– TYPE_FORWARD_ONLY : lecture avant (par défaut)– TYPE_SCROLL_INSENSITIVE : lecture aléatoire– TYPE_SCROLL_SENSITIVE : lecture aléatoire, lectures sales

• int resultSetConcurrency– CONCUR_READ_ONLY : sans maj (verrous partagés), concurrence

élevée– CONCUR_UPDATABLE : avec maj (verrous exclusives), concurrence

plus faible

• int resultSetHoldability– HOLD_CURSORS_OVER_COMMIT : curseur reste ouvert au

moment d’un commit– CLOSE_CURSORS_AT_COMMIT : curseur est fermé au moment

d’un commit

Voir documentation pour des exemples...

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PreparedStatement

Prepared Statement

PreparedStatement ps = prepareStatement(, ): RequêteSQL avec un ’?’ pour chaque paramètreset(,) : remplace le i-ème ’?’ par la valeur de type

• Exécution plus rapide : une seule phase d’optimisation pour plusieurs exé-cutions

• Réutilisation de code• Facilite le passage de paramètres : par exemple chaînes avec “’ ”

Exemple

String updateString = "update NOTES set NOTE = ? where NO_ETUDIANT = ?";PreparedStatement updateSales = con.prepareStatement(updateString);int [] notes = {12,20,2,9};int [] nums = {123456,289068,376876,465687};for(int i = 0; i < notes.length; i++) {

updateSales.setInt(1, notes[i]);updateSales.setInt(2, nums[i]);updateSales.executeUpdate();

}L3 Info - 3IN017 26/36


Traitement des exceptions

• Pratiquement toutes les méthodes peuvent déclencher des exceptionSQLException avec

– SQLException sqle ;– sqle.GetMessage() : description de l’erreur– sqle.GetSQLState() : état SQLState (spécification Open Group SQL

specification)– sqle.GetErrorCode() : code d’erreur– sqle.GetNextException() : exception suivante (si présente)

try {... // JDBC statement.

} catch (SQLException sqle) {while (sqle != null) {

System.out.println("Message:"+sqle.getMessage());System.out.println("SQLState:" + sqle.getSQLState());System.out.println("Vendor Error:"+ sqle.getErrorCode());sqle.printStrackTrace(System.out);sqle = sqle.getNextException();

}}

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Transactions dans JDBC

• Transaction : Exécution atomique (tout ou rien) d’une collection d’ordres• Mode automatique (autocommit) :

– mode par défaut à la création d’une connexion– chaque ordre est traité comme une transaction

• Contrôle explicite : c.setAutoCommit(false);• Validation explicite : c.commit();• Annulation explicite : c.rollback();

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Exemple complet JDBC (1/4)

import java.sql.*;import java.io.*;

public class Acces {String url = "jdbc:oracle:thin:@oracle.ufr-info-p6.jussieu.fr:1521:ora10";String user = "M1000"; // loginString password = "M1000"; // mot de passeConnection connexion = null;PrintStream out = System.out;

public static void main(String in[]) {Acces c = new Acces();String sql = in[0];c.traiteRequete(sql);

}public Acces(){

try {Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");

} catch(Exception e) {gestionDesErreurs(e);

}}

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public void traiteRequete(String requete) {out.println(requete);try {

connexion = DriverManager.getConnection(url, user, password);Statement lecture = connexion.createStatement();ResultSet curseur = lecture.executeQuery(requete);ResultSetMetaData infoResultat = curseur.getMetaData();int nbChamp =infoResultat.getColumnCount();out.println("le resultat de la requete est:");String entete = "";for(int i=1; i



/* affichage des tuples */while (curseur.next()) {

String tuple = "";for(int i=1; i



protected void gestionDesErreurs(Exception e) {out.println("Exception: " + e);e.printStackTrace();try {

if (connexion != null)connexion.close();

}catch(Exception se) {out.println("Tout autre probleme: " + se);

} throw new RuntimeException("Arret immediat");}

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Poolinge de connexions : Datasource

• Une connexion à la base de données soulève de nombreuses questions :– Quand ouvrir et fermer une connexion ?– Faut-il garder une connexion ouverte entre deux utilisations ?

Pooling de connexion

• Ensemble de connexions déjà ouvertes pouvant être utilisées par le client lorsde l’accès à une BD• A la fin de la connexion, le client appelle la méthode close(). La connexionest remise dans le pool. Elle reste donc ouverte.

Figure 2: Source : PYnative

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Datasource

• Remplace DriverManager :– Connection getConnection();– Connection getConnection(username, password) ;

• Avantages : Portabilité du code et gestion des ressources (pool deconnexions)

En pratique....

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Datasource : en pratique...

• context.xml

• web.xml

DB Connectionjdbc/Databasejavax.sql.DataSourceContainer

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Appel Servlet Java

import javax.naming.*;import javax.sql.*;import java.sql.*;

public class DBTest {public void init() {

try{Context ctx = new InitialContext();if(ctx == null ) throw new Exception("Boom");DataSource ds = (DataSource)ctx.lookup("java:comp/env/jdbc/db");if (ds != null) {

Connection conn = ds.getConnection();if(conn != null) {

Statement stmt = conn.createStatement();ResultSet rst = stmt.executeQuery("select ...");if(rst.next()) {

... }conn.close();

}} catch(Exception e) { e.printStackTrace(); }

}}

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Rappel / Pré-requisProgrammation et SGBDJDBC Avancé

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