chapter10之中間件技術(shù)

1、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)第10章 中間件技術(shù) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)2 本章重要概念 （1）中間件的定義和作用（2）ODBC分層的體系結(jié)構(gòu)：應(yīng)用程序，驅(qū)動程序管理器，DB驅(qū)動程序，ODBC數(shù)據(jù)源。 （3）ODBC接口：應(yīng)用程序基本流程，ODBC句柄，ODBC連接，SQL語句的執(zhí)行。ODBC兩套符合性級別。典型的DB應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工具。 （4）JDBC的基本功能，JDBC的結(jié)構(gòu)，JDBC接口。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)3前 言v 對于那些相對獨立的軟件供應(yīng)商而言，經(jīng)常要為每一個DBMS編寫一個版本的應(yīng)用程序，或者為每個要訪問的DBMS編寫針對DBMS的代碼。這

2、就意味著，大量的資源都耗在了編寫和維護DB的訪問上，更不用說應(yīng)用程序了。此時應(yīng)用程序的評價標準不再是質(zhì)量，而是它能否在給定的DBMS中訪問數(shù)據(jù)庫。v 這就需要開放的數(shù)據(jù)庫連接，就是人們需要用一種新的方法來訪問不同的數(shù)據(jù)庫。為此，在C/S系統(tǒng)中必須廣泛使用中間件技術(shù)，以隱藏各種復雜性，屏蔽各種系統(tǒng)之間的差異。ODBC技術(shù)和JDBC技術(shù)就是這種優(yōu)秀的中間件技術(shù)。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)410.1.1 中間件的定義v定義10.1 中間件（middleware）是分布式環(huán)境中保證操作系統(tǒng)、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)庫等之間進行對話、互操作的軟件系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)510.2.2

3、 中間件的作用v 中間件的作用是保證網(wǎng)絡(luò)中各部件（軟件和硬件）之間透明地連接，即隱藏網(wǎng)絡(luò)部件的異構(gòu)性，尤其保證不同網(wǎng)絡(luò)、不同DBMS和某些訪問語言的透明性，即下面三個透明性。v網(wǎng)絡(luò)透明性：能支持所有類型的網(wǎng)絡(luò) 。v服務(wù)器透明性：不管服務(wù)器上的DBMS是何種型號（ORACLE、SYBASE、DB2等），一個好的中間件都能通過標準的SQL語言與不同DBMS上的SQL語言連接起來。 語言透明性：客戶機可用任何開發(fā)語言進行發(fā)送請求和接受回答，被調(diào)用的功能應(yīng)該像語言那樣也是獨立的。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)610.2.1 ODBC概念圖10.1 采用API的應(yīng)用編程 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章

4、 中間件技術(shù)710.2.2 ODBC的體系結(jié)構(gòu)（一）圖10.2 ODBC的分層體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)810.2.2 ODBC的體系結(jié)構(gòu)（二）v應(yīng)用程序的主要功能是：調(diào)用ODBC函數(shù)，遞交SQL語句給DBMS，檢索出結(jié)果，并進行處理。 v驅(qū)動程序管理器是一個動態(tài)連接庫（DLL），用于連接各種DBS的DBMS驅(qū)動程序（如Oracle、Foxpro、Sybase等驅(qū)動程序），管理應(yīng)用程序和DBMS驅(qū)動程序之間的交互作用（通信）。v應(yīng)用程序通過調(diào)用驅(qū)動程序所支持的函數(shù)來操縱數(shù)據(jù)庫。驅(qū)動程序也是一個動態(tài)連接庫（DLL）。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)910.2.2 ODBC

5、的體系結(jié)構(gòu)（三）圖10.3 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下基于單層驅(qū)動程序的ODBC結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)1010.2.2 ODBC的體系結(jié)構(gòu)（四）圖10.4 基于多層驅(qū)動程序的ODBC結(jié)構(gòu)（兩層結(jié)構(gòu)） 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)1110.2.2 ODBC的體系結(jié)構(gòu)（五）v基于網(wǎng)關(guān)機制的多層驅(qū)動程序的ODBC結(jié)構(gòu) 圖10.4 基于網(wǎng)關(guān)機制的多層驅(qū)動程序ODBC結(jié)構(gòu)（三層結(jié)構(gòu)） 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)1210.2.2 ODBC的體系結(jié)構(gòu)（六）v用戶數(shù)據(jù)源：用戶創(chuàng)建的數(shù)據(jù)源，稱為“用戶數(shù)據(jù)源”。此時只有創(chuàng)建者才能使用，并且只能在所定義的機器上運行。任何用戶都不能使用其他用戶

6、創(chuàng)建的用戶數(shù)據(jù)源。v系統(tǒng)數(shù)據(jù)源：所有用戶和在Windows NT下以服務(wù)方式運行的應(yīng)用程序均可使用系統(tǒng)數(shù)據(jù)源。v文件數(shù)據(jù)源：文件數(shù)據(jù)源是ODBC 3.0以上版本增加的一種數(shù)據(jù)源，可用于企業(yè)用戶，ODBC驅(qū)動程序也安裝在用戶的計算機上。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)1310.2.3 ODBC的特性vODBC是一個調(diào)用層的接口 vODBC定義了標準的SQL語法 vODBC提供一個驅(qū)動程序管理器來管理并同時訪問多個DBMS系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)1410.3.1 ODBC應(yīng)用程序的基本流程圖10.6 ODBC應(yīng)用程序的基本流程 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)1510.3

7、.2 ODBC句柄（一）圖10.7 三種句柄之間的關(guān)系 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)1610.3.2 ODBC句柄（二）henvhdbchstmt環(huán)境句柄(定義DB應(yīng)用環(huán)境)連接句柄(定義一個DB連接)語句句柄(定義一個SQL語句)圖10.8 各種句柄之間的關(guān)系 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)1710.3.3 數(shù)據(jù)源的連接與斷開(1) 連接數(shù)據(jù)源的函數(shù)連接數(shù)據(jù)源的函數(shù)有三個，但最有效、最通用的是下面一種格式：SQLConnect（hdbc，szDSN，cbDSN，szUID，cbUID，szAuthStr，cbAuthStr）。其中，參數(shù)hdbc是一個已經(jīng)分配的連接分配；參數(shù)sz

8、DSN和cbDSN分別表示系統(tǒng)所要連接的數(shù)據(jù)源名稱及其長度；參數(shù)szUID和cbUID分別表示用戶標識符及其長度 ；參數(shù)szAuthStr和cbAuthStr分別表示權(quán)限字符串及其長度(2) 斷開數(shù)據(jù)源函數(shù)其格式如下：SQLDisconnect（hdbc）其中，參數(shù)hdbc是要斷開的連接句柄。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)1810.3.4 SQL語句的執(zhí)行（一）main（） HENV henv；*說明henv是一個環(huán)境型變量*HDBC hdbc；*說明hdbc是一個連接型變量*HSTMThstmt；*說明hstmt是一個語句句柄變量*RETCODE retcode；*說明retcode

9、是一個返回變量*SQLAllocEnv（&henv）；*分配一個環(huán)境句柄*SQLAllocConnect（henv，&hdbc）；*分配一個連接句柄*SQLConnect（hdbc，學生，SQL_NTS，NULL，0，NULL，0）；*連接數(shù)據(jù)源*SQLAllocStmt（hdbc，&hstmt）；*分配一個語句句柄*retcode=SQLExecDirect（hstmt，SELECT * FROM S，SQL_NTS）；*執(zhí)行語句* *結(jié)果集處理*SQLDisconnect（hdbc）；*斷開數(shù)據(jù)源*SQLFreeStmt（hstmt，SQL_DROP）*釋放一個語句

10、句柄*SQLFreeConnect（hdbc）；*釋放一個連接句柄*SQLFreeEnv（henv）；*當應(yīng)用完成后，釋放環(huán)境句柄* 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)1910.3.4 SQL語句的執(zhí)行（二）v有準備地執(zhí)行SQL語句的函數(shù)v(1) SQL語句預備函數(shù)其格式如下：SQLPrepare（hstmt，szSqlStr，cbSqlStr）。其中，參數(shù)hstmt是一個有效的語句句柄，參數(shù)szSqlStr和cbSqlStr分別表示將要執(zhí)行的SQL語句的字符串及其長度。v (2) SQL語句執(zhí)行函數(shù)其格式如下：SQLExecute（hstmt）。其中參數(shù)hstmt是一個有效的語句句柄。數(shù)據(jù)

11、庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)2010.3.5 查詢結(jié)果的獲取while（RETCODE_IS_SUCCESSFUL（retcode） retcode=SQLFetch（hstmt）；if（RETCODE_IS_SUCCESSFUL（retcode） do rcGetData = SQLGetData（hstmt，1，SQL_C_CHAR，szBuffer，sizeof（szBuffer），&cbValue）；DISPLAY_MEMO（szBuffer，cbValue）；*顯示* while（ rcGetData!=SQL_NO_DATA_FOUND）；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間

12、件技術(shù)2110.4 ODBC的符合性級別ODBC使得我們能夠訪問任何數(shù)據(jù)源而不必修改應(yīng)用程序。但在實際使用中存在著一些問題。由于DBMS廠商提供的SQL不同（不是指形式上，而是功能上有多有少），有的SQL功能在某廠商的DBMS上沒有實現(xiàn)，則ODBC就不可能為應(yīng)用程序完成這一功能；有的SQL功能是SQL標準新增加的，而DBMS廠商沒有及時跟上，則ODBC同樣也無法完成新功能。對于具體DBMS不支持的SQL功能，DBMS要通報給應(yīng)用程序。而從ODBC本身來講，它最好支持完全的SQL，這樣才能做到應(yīng)用程序不用修改就可以訪問不同的數(shù)據(jù)源。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)2210.4.1 API符合

13、性的三個級別v核心級API v1級API v2級API 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)2310.4.2 SQL符合性的三個級別v最小級SQL v核心級SQL v擴展級SQL 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)2410.4.3 ODBC API與SQL CLI之間的協(xié)調(diào)v Microsoft公司于1991年11月提出了一個關(guān)于ODBC的體系結(jié)構(gòu)，并在1992年發(fā)布了ODBC 1.0規(guī)范，隨后以軟件開發(fā)工具包（SDK）形式出版并發(fā)行了這種面向SQL的API。 v 數(shù)據(jù)庫公司國際財團SQL Access Group（SAG）和標準化組織XOpen在1992年聯(lián)合出版了一個規(guī)范，該規(guī)范定義了調(diào)

14、用級界面（Call Level Interface），CLI）標準。 v 1993年，Microsoft公司推出了ODBC 2.0規(guī)范，并于1994年出版了ODBC 2.0 SDK。 v Microsoft在1998年出版的ODBC 3.0規(guī)范中，作了一些修改，目的是更進一步接近SQL標準。v SQL3（即SQL99）的第三部分介紹了SQLCLI。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)2510.4.4 典型的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工具vPowerBilder vDelphi vVisual Basic vDeveloper2000 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)2610.5.1 Java簡介

15、vJava語言 vJava的工作方式 vJava的特性 vJava的應(yīng)用程序和小程序 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)2710.5.2 JDBC的提出vJDBC是執(zhí)行SQL語句的Java API。JDBC是“Java DataBase Connectivity”（JDBC數(shù)據(jù)庫連接 ）的縮寫。JDBC原來是Java Soft公司設(shè)計的Java語言的數(shù)據(jù)庫訪問API。最初的Java語言本身并沒有訪問DB的能力，JDBC是第一個支持Java語言的標準的數(shù)據(jù)庫API。1996年夏天，Sun公司推出了JDBC工具?，F(xiàn)在JDBC驅(qū)動程序已經(jīng)被大多數(shù)主流數(shù)據(jù)庫所用。vJDBC由一組用Java語言編寫的

16、類與接口組成。vJDBC擴充了Java的應(yīng)用范圍，用Java與JDBC API可以發(fā)布一種包含遠程數(shù)據(jù)庫信息的Applet（小應(yīng)用程序）的WWW頁面。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)2810.5.3 JDBC的基本功能v建立與數(shù)據(jù)庫的連接v發(fā)送SQL語句v處理結(jié)果數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)2910.5.4 JDBC與CGI的比較圖10.11 通過JDBC服務(wù)器訪問數(shù)據(jù)庫 圖10.10 CGI腳本的調(diào)用及實現(xiàn)過程 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)3010.6.1 JDBC數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法圖10.12 JDBC兩層應(yīng)用模型圖10.12 JDBC三層應(yīng)用模型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章

17、中間件技術(shù)3110.6.2 保持一致性的措施v允許將任何查詢字符串傳遞給基礎(chǔ)DBMS驅(qū)動器，這意味著應(yīng)用可以自動地使用盡可能多的SQL功能，但這會使某些DBMS系統(tǒng)接收到某種錯誤的查詢。v采用ODBC風格的方法，提供表示幾種常見的SQL差別的標準JDBC語法。v對于復雜應(yīng)用，借助于DatabaseMetaData接口，提供關(guān)于DBMS的描述性信息，使應(yīng)用能適應(yīng)每個DBMS的需求與能力。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)3210.6.3 JDBC驅(qū)動程序v本地庫Java實現(xiàn) v網(wǎng)絡(luò)協(xié)議Java驅(qū)動程序 v本地協(xié)議Java驅(qū)動程序 vJDBC-ODBC橋驅(qū)動程序 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件

18、技術(shù)3310.7.1 JDBC API的目標v為Java定義一個“調(diào)用層”（call-level）的SQL接口v遵循SQL2標準vJDBC應(yīng)建立在現(xiàn)存的數(shù)據(jù)庫接口上v必須保證這個接口與Java系統(tǒng)的其他部分保持一致v使基本的API盡量簡單v盡量保持強大的、靜態(tài)的類型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第10章 中間件技術(shù)3410.7.2 JDBC API接口概貌JDBC接口分為兩個層次，一個是面向程序開發(fā)人員的JDBC API,另外一個是底層的JDBC Driver API。一般來說，應(yīng)用程序?qū)邮菙?shù)據(jù)庫應(yīng)用程序開發(fā)者使用的，驅(qū)動程序?qū)邮球?qū)動廠家實現(xiàn)的。對于應(yīng)用程序開發(fā)者來說只要求JDBC API所提供的接口能保證與JDBC相符合。而對于驅(qū)動程序?qū)觿t要負責開開發(fā)數(shù)據(jù)庫接口和支持JDBC應(yīng)用程序?qū)诱{(diào)用的編碼。每一個驅(qū)動程序?qū)佣急仨殞崿F(xiàn)4個組要的接口，應(yīng)用程序?qū)雍万?qū)動程序?qū)佑靡粋€類橋接。這4個接口分別是Driver、Connection、Statement和ResultSet。Driver接口建立與數(shù)據(jù)庫的連接，大多數(shù)應(yīng)用程序中，Driver接口功能是通過驅(qū)動程序管理器（DriverManager）類實現(xiàn)的，提供給使用者的另一層的抽象。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程 第1