Aufrufen gespeicherter Prozeduren in Java (Details)

In diesem Artikel wird erläutert, wie gespeicherte DBMS-Prozeduren verwendet werden. Ich habe grundlegende und erweiterte Funktionen der Verwendung gespeicherter Prozeduren behandelt, beispielsweise die Rückgabe eines ResultSets. In diesem Artikel wird davon ausgegangen, dass Sie mit DBMS und JDBC bereits sehr vertraut sind und dass Sie Codes, die in anderen Sprachen (d. h. anderen Sprachen als Java) geschrieben sind, problemlos lesen können. Dies ist jedoch nicht der Fall erfordern, dass Sie Erfahrung in der Programmierung gespeicherter Prozeduren haben.
Gespeicherte Prozeduren beziehen sich auf Programme, die in der Datenbank gespeichert und auf der Datenbankseite ausgeführt werden. Sie können gespeicherte Prozeduren aus Java-Klassen mithilfe einer speziellen Syntax aufrufen. Beim Aufruf werden der Name der gespeicherten Prozedur und die angegebenen Parameter über die JDBC-Verbindung an das DBMS gesendet, die gespeicherte Prozedur wird ausgeführt und die Ergebnisse werden über die Verbindung zurückgegeben (sofern vorhanden).
Die Verwendung gespeicherter Prozeduren bietet die gleichen Vorteile wie die Verwendung eines Anwendungsservers auf Basis von EJB oder CORBA. Der Unterschied besteht darin, dass gespeicherte Prozeduren in vielen gängigen DBMS kostenlos verfügbar sind, während Anwendungsserver meist sehr teuer sind. Es geht nicht nur um Lizenzgebühren. Die Verwaltungs- und Codierungskosten für die Verwendung eines Anwendungsservers sowie die zusätzliche Komplexität von Clientprogrammen können durch gespeicherte Prozeduren in einem DBMS ersetzt werden.
Sie können gespeicherte Prozeduren in Java, Python, Perl oder C schreiben, verwenden aber im Allgemeinen die von Ihrem DBMS angegebene spezifische Sprache. Oracle verwendet PL/SQL, PostgreSQL verwendet pl/pgsql und DB2 verwendet prozedurales SQL. Diese Sprachen sind alle sehr ähnlich. Die Portierung gespeicherter Prozeduren zwischen ihnen ist nicht schwieriger als die Portierung von Session Beans zwischen verschiedenen Implementierungen der EJB-Spezifikation von Sun. Darüber hinaus sind gespeicherte Prozeduren für die Einbettung von SQL konzipiert, was sie zu einer benutzerfreundlicheren Möglichkeit macht, den Datenbankmechanismus auszudrücken als Sprachen wie Java oder C.
Da gespeicherte Prozeduren im DBMS selbst ausgeführt werden, kann dies dazu beitragen, die Wartezeit in der Anwendung zu verkürzen. Anstatt 4 oder 5 SQL-Anweisungen im Java-Code auszuführen, muss auf der Serverseite nur 1 gespeicherte Prozedur ausgeführt werden. Durch die Reduzierung der Anzahl der Daten-Roundtrips im Netzwerk kann die Leistung erheblich verbessert werden.

Gespeicherte Prozeduren verwenden

Einfaches altes JDBC unterstützt den Aufruf gespeicherter Prozeduren über die CallableStatement-Klasse. Diese Klasse ist eigentlich eine Unterklasse von PreparedStatement. Angenommen, wir haben eine Dichterdatenbank. In der Datenbank gibt es eine gespeicherte Prozedur, die das Sterbealter des Dichters festlegt. Das Folgende ist der detaillierte Code zum Aufrufen des alten Soak Dylan Thomas (Old Soak Dylan Thomas, geben Sie nicht an, ob es sich um Anspielungen oder Kultur handelt, bitte kritisieren und korrigieren. Übersetzung):

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){ // ....}

Die an die PrepareCall-Methode übergebene Zeichenfolge ist die Schreibspezifikation für gespeicherte Prozeduraufrufe. Es gibt den Namen der gespeicherten Prozedur an. Stellt die Parameter dar, die Sie angeben müssen.
Die Integration mit JDBC ist ein großer Komfort für gespeicherte Prozeduren: Um gespeicherte Prozeduren aus einer Anwendung aufzurufen, sind keine Stub-Klassen oder Konfigurationsdateien erforderlich, außer dem JDBC-Treiber für Ihr DBMS ist nichts erforderlich.
Wenn dieser Code ausgeführt wird, wird die gespeicherte Datenbankprozedur aufgerufen. Wir haben das Ergebnis nicht erhalten, da die gespeicherte Prozedur kein Ergebnis zurückgibt. Erfolg oder Misserfolg der Ausführung werden durch Ausnahmen bekannt gegeben. Ein Fehler kann einen Fehler beim Aufruf der gespeicherten Prozedur bedeuten (z. B. die Bereitstellung eines Parameters mit einem falschen Typ) oder einen Anwendungsfehler (z. B. das Auslösen einer Ausnahme, die darauf hinweist, dass „Dylan Thomas“ nicht in der Gedichtdatenbank vorhanden ist)

SQL-Operationen mit gespeicherten Prozeduren kombinieren

Das Zuordnen von Java-Objekten zu Zeilen in einer SQL-Tabelle ist recht einfach, erfordert jedoch normalerweise die Ausführung mehrerer SQL-Anweisungen, möglicherweise einer SELECT-Anweisung, um die ID zu finden, und einer anschließenden INSERT-Anweisung, um die ID einzufügen angegebenen ID-Daten. In einem stark normalisierten Datenbankschema sind möglicherweise Aktualisierungen mehrerer Tabellen erforderlich, sodass mehr Anweisungen erforderlich sind. Java-Code kann schnell wachsen und der Netzwerk-Overhead jeder Anweisung kann schnell zunehmen.
Das Verschieben dieser SQL-Anweisungen in eine gespeicherte Prozedur vereinfacht den Code erheblich und erfordert nur einen Netzwerkaufruf. Alle zugehörigen SQL-Operationen können innerhalb der Datenbank ausgeführt werden. Außerdem ermöglichen gespeicherte Prozedursprachen wie PL/SQL die Verwendung der SQL-Syntax, die natürlicher ist als Java-Code. Das Folgende ist unsere frühe gespeicherte Prozedur, geschrieben in der PL/SQL-Sprache von Oracle:

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;

Sehr einzigartig? NEIN. Ich wette, Sie hatten damit gerechnet, ein UPDATE auf dem Dichtertisch zu sehen. Dies zeigt auch, wie einfach die Implementierung mithilfe gespeicherter Prozeduren ist. set_death_age ist mit ziemlicher Sicherheit eine schlechte Implementierung. Wir sollten der Dichtertabelle eine Spalte hinzufügen, um das Sterbealter zu speichern. Dem Java-Code ist es egal, wie das Datenbankschema implementiert wird, da er nur gespeicherte Prozeduren aufruft. Wir können das Datenbankschema später ändern, um die Leistung zu verbessern, aber wir müssen unseren Code nicht ändern.
Das Folgende ist der Java-Code, der die oben genannte gespeicherte Prozedur aufruft:

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();
     }
}

为了确保可维护性，建议使用像这儿这样的static方法。这也使得调用存储过程的代码集中在一个简单的模版代码中。如果你用到许多存储过程，就会发现仅需要拷贝、粘贴就可以创建新的方法。因为代码的模版化，甚至也可以通过脚本自动生产调用存储过程的代码。 

Functions 

存储过程可以有返回值，所以CallableStatement类有类似getResultSet这样的方法来获取返回值。当存储过程返回一个值时，你必须使用registerOutParameter方法告诉JDBC驱动器该值的SQL类型是什么。你也必须调整存储过程调用来指示该过程返回一个值。 
下面接着上面的例子。这次我们查询Dylan Thomas逝世时的年龄。这次的存储过程使用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参数名通过Unix和DOS脚本的$n语法引用。同时，也注意嵌入的注释，这是和Java代码相比的另一个优越性。在Java中写这样的注释当然是可以的，但是看起来很凌乱，并且和SQL语句脱节，必须嵌入到Java String中。 
下面是调用这个存储过程的Java代码： 

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);

如果指定了错误的返回值类型会怎样？那么，当调用存储过程时将抛出一个RuntimeException，正如你在ResultSet操作中使用了一个错误的类型所碰到的一样。 

复杂的返回值 

关于存储过程的知识，很多人好像就熟悉我们所讨论的这些。如果这是存储过程的全部功能，那么存储过程就不是其它远程执行机制的替换方案了。存储过程的功能比这强大得多。 
当你执行一个SQL查询时，DBMS创建一个叫做cursor（游标）的数据库对象，用于在返回结果中迭代每一行。ResultSet是当前时间点的游标的一个表示。这就是为什么没有缓存或者特定数据库的支持，你只能在ResultSet中向前移动。 
某些DBMS允许从存储过程中返回游标的一个引用。JDBC并不支持这个功能，但是Oracle、PostgreSQL和DB2的JDBC驱动器都支持在ResultSet上打开到游标的指针（pointer）。 
设想列出所有没有活到退休年龄的诗人，下面是完成这个功能的存储过程，返回一个打开的游标，同样也使用PostgreSQL的pl/pgsql语言： 

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;&#39; language &#39;plpgsql&#39;;

下面是调用该存储过程的Java方法，将结果输出到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);
           toesUp.execute();
           ResultSet rs = (ResultSet) toesUp.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();
      }
}

因为JDBC并不直接支持从存储过程中返回游标，我们使用Types.OTHER来指示存储过程的返回类型，然后调用getObject()方法并对返回值进行强制类型转换。 
这个调用存储过程的Java方法是mapping的一个好例子。Mapping是对一个集上的操作进行抽象的方法。不是在这个过程上返回一个集，我们可以把操作传送进去执行。本例中，操作就是把ResultSet打印到一个输出流。这是一个值得举例的很常用的例子，下面是调用同一个存储过程的另外一个方法实现： 

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);
            toesUp.execute();
            ResultSet rs = (ResultSet) toesUp.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();
}
}

这允许在ResultSet数据上执行任意的处理，而不需要改变或者复制获取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);
}

这个方法使用ProcessPoetDeaths的一个匿名实例调用mapEarlyDeaths。该实例拥有sendDeath方法的一个实现，和我们上面的例子一样的方式把结果写入到输出流。当然，这个技巧并不是存储过程特有的，但是和存储过程中返回的ResultSet结合使用，是一个非常强大的工具。 

结论 

存储过程可以帮助你在代码中分离逻辑，这基本上总是有益的。这个分离的好处有： 
• 快速创建应用，使用和应用一起改变和改善的数据库模式。  
• 数据库模式可以在以后改变而不影响Java对象，当我们完成应用后，可以重新设计更好的模式。 
• 存储过程通过更好的SQL嵌入使得复杂的SQL更容易理解。 
• 编写存储过程比在Java中编写嵌入的SQL拥有更好的工具－－大部分编辑器都提供语法高亮！ 
• 存储过程可以在任何SQL命令行中测试，这使得调试更加容易。 

并不是所有的数据库都支持存储过程，但是存在许多很棒的实现，包括免费/开源的和非免费的，所以移植并不是一个问题。Oracle、PostgreSQL和DB2都有类似的存储过程语言，并且有在线的社区很好地支持。 
存储过程工具很多，有像TOAD或TORA这样的编辑器、调试器和IDE，提供了编写、维护PL/SQL或pl/pgsql的强大的环境。 
存储过程确实增加了你的代码的开销，但是它们和大多数的应用服务器相比，开销小得多。如果你的代码复杂到需要使用DBMS，我建议整个采用存储过程的方式。

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