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J2EE綜合-淺析Java程序員的存儲過程

編輯:JAVA編程入門知識

  本文闡述了怎麼使用DBMS存儲過程。我闡述了使用存儲過程的基本的和高級特性,比如返回ResultSet。本文假設你對DBMS和JDBC已經非常熟悉,也假設你能夠毫無障礙地閱讀其它語言寫成的代碼(即不是Java的語言),但是,並不要求你有任何存儲過程的編程經歷。
  存儲過程是指保存在數據庫並在數據庫端執行的程序。你可以使用特殊的語法在Java類中調用存儲過程。在調用時,存儲過程的名稱及指定的參數通過JDBC連接發送給DBMS,執行存儲過程並通過連接(如果有)返回結果。
  使用存儲過程擁有和使用基於EJB或CORBA這樣的應用服務器一樣的好處。區別是存儲過程可以從很多流行的DBMS中免費使用,而應用服務器大都非常昂貴。這並不只是許可證費用的問題。使用應用服務器所需要花費的管理、編寫代碼的費用,以及客戶程序所增加的復雜性,都可以通過DBMS中的存儲過程所整個地替代。
  你可以使用Java,Python,Perl或C編寫存儲過程,但是通常使用你的DBMS所指定的特定語言。Oracle使用PL/SQL,PostgreSQL使用pl/pgsql,DB2使用Procedural SQL。這些語言都非常相似。在它們之間移植存儲過程並不比在Sun的EJB規范不同實現版本之間移植Session Bean困難。並且,存儲過程是為嵌入SQL所設計,這使得它們比Java或C等語言更加友好地方式表達數據庫的機制。
  因為存儲過程運行在DBMS自身,這可以幫助減少應用程序中的等待時間。不是在Java代碼中執行4個或5個SQL語句,而只需要在服務器端執行1個存儲過程。網絡上的數據往返次數的減少可以戲劇性地優化性能。

  使用存儲過程

  簡單的老的JDBC通過CallableStatement類支持存儲過程的調用。該類實際上是PreparedStatement的一個子類。假設我們有一個poets數據庫。數據庫中有一個設置詩人逝世年齡的存儲過程。下面是對老酒鬼Dylan Thomas(old soak Dylan Thomas,不指定是否有關典故、文化,請批評指正。譯注)進行調用的詳細代碼:

  try
  {
      int age = 39;
      String poetName = "dylan thomas";
      CallableStatement proc =
          connection.prepareCall("{ call set_death_age(?, ?) }");
      proc.setString(1, poetName);
      proc.setInt(2, age);
      cs.execute();
  }
  catch (SQLException e)
  {
      // ....
  }

  傳給prepareCall方法的字串是存儲過程調用的書寫規范。它指定了存儲過程的名稱,?代表了你需要指定的參數。
  和JDBC集成是存儲過程的一個很大的便利:為了從應用中調用存儲過程,不需要存根(stub)類或者配置文件,除了你的DBMS的JDBC驅動程序外什麼也不需要。
  當這段代碼執行時,數據庫的存儲過程就被調用。我們沒有去獲取結果,因為該存儲過程並不返回結果。執行成功或失敗將通過例外得知。失敗可能意味著調用存儲過程時的失敗(比如提供的一個參數的類型不正確),或者一個應用程序的失敗(比如拋出一個例外指示在poets數據庫中並不存在“Dylan Thomas”)

  結合SQL操作與存儲過程

  映射Java對象到SQL表中的行相當簡單,但是通常需要執行幾個SQL語句;可能是一個SELECT查找ID,然後一個INSERT插入指定ID的數據。在高度規格化(符合更高的范式,譯注)的數據庫模式中,可能需要多個表的更新,因此需要更多的語句。Java代碼會很快地膨脹,每一個語句的網絡開銷也迅速增加。
  將這些SQL語句轉移到一個存儲過程中將大大簡化代碼,僅涉及一次網絡調用。所有關聯的SQL操作都可以在數據庫內部發生。並且,存儲過程語言,例如PL/SQL,允許使用SQL語法,這比Java代碼更加自然。下面是我們早期的存儲過程,使用Oracle的PL/SQL語言編寫:

  create procedure set_death_age(poet VARCHAR2, poet_age NUMBER)    poet_id NUMBER;begin  SELECT id INTO poet_id FROM poets WHERE name = poet;  INSERT INTO deaths (mort_id, age) VALUES (poet_id, poet_age);end set_death_age;

  很獨特?不。我打賭你一定期待看到一個poets表上的UPDATE。這也暗示了使用存儲過程實現是多麼容易的一件事情。set_death_age幾乎可以肯定是一個很爛的實現。我們應該在poets表中添加一列來存儲逝世年齡。Java代碼中並不關心數據庫模式是怎麼實現的,因為它僅調用存儲過程。我們以後可以改變數據庫模式以提高性能,但是我們不必修改我們代碼。
  下面是調用上面存儲過程的Java代碼:

  public static void setDeathAge(Poet dyingBard, int age)
      throws SQLException
  {
     Connection con = null;
     CallableStatement proc = null;

     try
     {
        con  = connectionPool.getConnection();
        proc = con.prepareCall("{ call set_death_age(?, ?) }");
        proc.setString(1, dyingBard.getName());
        proc.setInt(2, age);
        proc.execute();
     }
     finally
     {
        try
        {
           proc.close();
        }
        catch (SQLException e) {}
        con.close();
     }
  }

  為了確保可維護性,建議使用像這兒這樣的static方法。這也使得調用存儲過程的代碼集中在一個簡單的模版代碼中。如果你用到許多存儲過程,就會發現僅需要拷貝、粘貼就可以創建新的方法。因為代碼的模版化,甚至也可以通過腳本自動生產調用存儲過程的代碼。

  Functions

  存儲過程可以有返回值,所以CallableStatement類有類似getResultSet這樣的方法來獲取返回值。當存儲過程返回一個值時,你必須使用registerOutParameter方法告訴JDBC驅動器該值的SQL類型是什麼。你也必須調整存儲過程調用來指示該過程返回一個值。
  下面接著上面的例子。這次我們查詢Dylan Thomas逝世時的年齡。這次的存儲過程使用PostgreSQL的pl/pgsql:
  create function snuffed_it_when (VARCHAR) returns integer 'declare    poet_id NUMBER;    poet_age NUMBER;begin    -- first get the id associated with the poet.    SELECT id INTO poet_id FROM poets WHERE name = $1;    -- get and return the age.    SELECT age INTO poet_age FROM deaths WHERE mort_id = poet_id;    return age;end;' language 'pl/pgsql';

  另外,注意pl/pgsql參數名通過Unix和DOS腳本的$n語法引用。同時,也注意嵌入的注釋,這是和Java代碼相比的另一個優越性。在Java中寫這樣的注釋當然是可以的,但是看起來很凌亂,並且和SQL語句脫節,必須嵌入到Java String中。
  下面是調用這個存儲過程的Java代碼:

  connection.setAutoCommit(false);
  CallableStatement proc =
      connection.prepareCall("{ ? = call snuffed_it_when(?) }");
  proc.registerOutParameter(1, Types.INTEGER);
  proc.setString(2, poetName);
  cs.execute();
  int age = proc.getInt(2);

  如果指定了錯誤的返回值類型會怎樣?那麼,當調用存儲過程時將拋出一個RuntimeException,正如你在ResultSet操作中使用了一個錯誤的類型所碰到的一樣。

  復雜的返回值
   
  關於存儲過程的知識,很多人好像就熟悉我們所討論的這些。如果這是存儲過程的全部功能,那麼存儲過程就不是其它遠程執行機制的替換方案了。存儲過程的功能比這強大得多。
  當你執行一個SQL查詢時,DBMS創建一個叫做cursor(游標)的數據庫對象,用於在返回結果中迭代每一行。ResultSet是當前時間點的游標的一個表示。這就是為什麼沒有緩存或者特定數據庫的支持,你只能在ResultSet中向前移動。
  某些DBMS允許從存儲過程中返回游標的一個引用。JDBC並不支持這個功能,但是Oracle、PostgreSQL和DB2的JDBC驅動器都支持在ResultSet上打開到游標的指針(pointer)。
  設想列出所有沒有活到退休年齡的詩人,下面是完成這個功能的存儲過程,返回一個打開的游標,同樣也使用PostgreSQL的pl/pgsql語言:
  create procedure list_early_deaths () return refcursor as 'declare    toesup refcursor;begin    open toesup for        SELECT poets.name, deaths.age        FROM poets, deaths        -- all entries in deaths are for poets.        -- but the table might become generic.        WHERE poets.id = deaths.mort_id            AND deaths.age < 60;    return toesup;end;' language 'plpgsql';

  下面是調用該存儲過程的Java方法,將結果輸出到PrintWriter:
  PrintWriter:

  static void sendEarlyDeaths(PrintWriter out)
  {
      Connection con = null;
      CallableStatement toesUp = null;
      try
      {
          con = ConnectionPool.getConnection();

          // PostgreSQL needs a transaction to do this...
          con.setAutoCommit(false);

          // Setup the call.
          CallableStatement toesUp
              = connection.prepareCall("{ ? = call list_early_deaths () }");
          toesUp.registerOutParameter(1, Types.OTHER);
          getResults.execute();

          ResultSet rs = (ResultSet) getResults.getObject(1);
          while (rs.next())
          {
              String name = rs.getString(1);
              int age = rs.getInt(2);
              out.println(name + " was " + age + " years old.");
          }
          rs.close();
      }
      catch (SQLException e)
      {
          // We should protect these calls.
          toesUp.close();
          con.close();
      }
  }

  因為JDBC並不直接支持從存儲過程中返回游標,我們使用Types.OTHER來指示存儲過程的返回類型,然後調用getObject()方法並對返回值進行強制類型轉換。
  這個調用存儲過程的Java方法是mapping的一個好例子。Mapping是對一個集上的操作進行抽象的方法。不是在這個過程上返回一個集,我們可以把操作傳送進去執行。本例中,操作就是把ResultSet打印到一個輸出流。這是一個值得舉例的很常用的例子,下面是調用同一個存儲過程的另外一個方法實現:

  public class ProcessPoetDeaths
  {
      public abstract void sendDeath(String name, int age);
  }

  static void mapEarlyDeaths(ProcessPoetDeaths mapper)
  {
      Connection con = null;
      CallableStatement toesUp = null;
      try
      {
          con = ConnectionPool.getConnection();
          con.setAutoCommit(false);

          CallableStatement toesUp
              = connection.prepareCall("{ ? = call list_early_deaths () }");
          toesUp.registerOutParameter(1, Types.OTHER);
          getResults.execute();

          ResultSet rs = (ResultSet) getResults.getObject(1);
          while (rs.next())
          {
              String name = rs.getString(1);
              int age = rs.getInt(2);
              mapper.sendDeath(name, age);
          }
          rs.close();
      }
      catch (SQLException e)
      {
          // We should protect these calls.
          toesUp.close();
          con.close();
      }
  }

  這允許在ResultSet數據上執行任意的處理,而不需要改變或者復制獲取ResultSet的方法:

  static void sendEarlyDeaths(final PrintWriter out)
  {
      ProcessPoetDeaths myMapper = new ProcessPoetDeaths()
      {
          public void sendDeath(String name, int age)
          {
              out.println(name + " was " + age + " years old.");
          }
      };
      mapEarlyDeaths(myMapper);
  }

  這個方法使用ProcessPoetDeaths的一個匿名實例調用mapEarlyDeaths。該實例擁有sendDeath方法的一個實現,和我們上面的例子一樣的方式把結果寫入到輸出流。當然,這個技巧並不是存儲過程特有的,但是和存儲過程中返回的ResultSet結合使用,是一個非常強大的工具。

  結論

  存儲過程可以幫助你在代碼中分離邏輯,這基本上總是有益的。這個分離的好處有:
  • 快速創建應用,使用和應用一起改變和改善的數據庫模式。
  • 數據庫模式可以在以後改變而不影響Java對象,當我們完成應用後,可以重新設計更好的模式。
  • 存儲過程通過更好的SQL嵌入使得復雜的SQL更容易理解。
  • 編寫存儲過程比在Java中編寫嵌入的SQL擁有更好的工具--大部分編輯器都提供語法高亮!
  • 存儲過程可以在任何SQL命令行中測試,這使得調試更加容易。

  並不是所有的數據庫都支持存儲過程,但是存在許多很棒的實現,包括免費/開源的和非免費的,所以移植並不是一個問題。Oracle、PostgreSQL和DB2都有類似的存儲過程語言,並且有在線的社區很好地支持。
  存儲過程工具很多,有像TOAD或TORA這樣的編輯器、調試器和IDE,提供了編寫、維護PL/SQL或pl/pgsql的強大的環境。
  存儲過程確實增加了你的代碼的開銷,但是它們和大多數的應用服務器相比,開銷小得多。如果你的代碼復雜到需要使用DBMS,我建議整個采用存儲過程的方式。

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