06_数据库设计附加3(中间件技术).ppt

1、华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,1,中间件技术,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,2,本章重要概念,（1）中间件的定义和作用 （2）ODBC分层的体系结构：应用程序，驱动程序管理器，DB驱动程序，ODBC数据源。 （3）ODBC接口：应用程序基本流程，ODBC句柄，ODBC连接，SQL语句的执行。ODBC两套符合性级别。典型的DB应用系统开发工具。 （4）JDBC的基本功能，JDBC的结构，JDBC接口。,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,3,前言,对于那些相对独立的软件供应商而言，经常要为每一个DBMS编写一个版本的应用程序，或者

2、为每个要访问的DBMS编写针对DBMS的代码。这就意味着，大量的资源都耗在了编写和维护DB的访问上，更不用说应用程序了。此时应用程序的评价标准不再是质量，而是它能否在给定的DBMS中访问数据库。 这就需要开放的数据库连接，就是人们需要用一种新的方法来访问不同的数据库。为此，在C/S系统中必须广泛使用中间件技术，以隐藏各种复杂性，屏蔽各种系统之间的差异。ODBC技术和JDBC技术就是这种优秀的中间件技术。,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,4,10.1.1 中间件的定义,定义10.1 中间件（middleware）是分布式环境中保证操作系统、通信协议、数据库等之间进行对话、互

3、操作的软件系统。,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,5,10.2.2 中间件的作用,中间件的作用是保证网络中各部件（软件和硬件）之间透明地连接，即隐藏网络部件的异构性，尤其保证不同网络、不同DBMS和某些访问语言的透明性，即下面三个透明性。 网络透明性：能支持所有类型的网络 。 服务器透明性：不管服务器上的DBMS是何种型号（ORACLE、SYBASE、DB2等），一个好的中间件都能通过标准的SQL语言与不同DBMS上的SQL语言连接起来。 语言透明性：客户机可用任何开发语言进行发送请求和接受回答，被调用的功能应该像语言那样也是独立的。,华中科技大学 电子与信息工程系,20

4、20/10/12,6,10.2.1 ODBC概念,Open Database Connectibvity,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,7,10.2.2 ODBC的体系结构（一）,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,8,10.2.2 ODBC的体系结构（二）,应用程序的主要功能是：调用ODBC函数，递交SQL语句给DBMS，检索出结果，并进行处理。 驱动程序管理器是一个动态连接库（DLL），用于连接各种DBS的DBMS驱动程序（如Oracle、Foxpro、Sybase等驱动程序），管理应用程序和DBMS驱动程序之间的交互作用（通信）。 应用程序通过调

5、用驱动程序所支持的函数来操纵数据库。驱动程序也是一个动态连接库（DLL）。,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,9,10.2.2 ODBC的体系结构（三）,网络环境下基于单层驱动程序的ODBC结构,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,10,10.2.2 ODBC的体系结构（四）,基于多层驱动程序的ODBC结构,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,11,10.2.2 ODBC的体系结构（五）,基于网关机制的多层驱动程序的ODBC结构,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,12,10.2.2 ODBC的体系结构（六）,用户数据源

6、：用户创建的数据源，称为“用户数据源”。此时只有创建者才能使用，并且只能在所定义的机器上运行。任何用户都不能使用其他用户创建的用户数据源。 系统数据源：所有用户和在Windows NT下以服务方式运行的应用程序均可使用系统数据源。 文件数据源：文件数据源是ODBC 3.0以上版本增加的一种数据源，可用于企业用户，ODBC驱动程序也安装在用户的计算机上。,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,13,10.2.3 ODBC的特性,ODBC是一个调用层的接口 ODBC定义了标准的SQL语法 ODBC提供一个驱动程序管理器来管理并同时访问多个DBMS系统,华中科技大学 电子与信息工程系

7、,2020/10/12,14,10.3.1 ODBC应用程序的基本流程,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,15,10.3.2 ODBC句柄（一）,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,16,10.3.2 ODBC句柄（二）,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,17,10.3.3 数据源的连接与断开,(1) 连接数据源的函数 连接数据源的函数有三个，但最有效、最通用的是下面一种格式：SQLConnect（hdbc，szDSN，cbDSN，szUID，cbUID，szAuthStr，cbAuthStr）。其中，参数hdbc是一个已经分配的连接分

8、配； 参数szDSN和cbDSN分别表示系统所要连接的数据源名称及其长度； 参数szUID和cbUID分别表示用户标识符及其长度； 参数szAuthStr和cbAuthStr分别表示权限字符串及其长度。 (2) 断开数据源函数 其格式如下：SQLDisconnect（hdbc）其中，参数hdbc是要断开的连接句柄。,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,18,10.3.4 SQL语句的执行（一）,main（） HENV henv；*说明henv是一个环境型变量* HDBC hdbc；*说明hdbc是一个连接型变量* HSTMThstmt；*说明hstmt是一个语句句柄变量* R

9、ETCODE retcode；*说明retcode是一个返回变量* SQLAllocEnv（&henv）；*分配一个环境句柄* SQLAllocConnect（henv，&hdbc）；*分配一个连接句柄* SQLConnect（hdbc，学生，SQL_NTS，NULL，0，NULL，0）；*连接数据源* SQLAllocStmt（hdbc，&hstmt）；*分配一个语句句柄* retcode=SQLExecDirect（hstmt，SELECT * FROM S，SQL_NTS）；*执行语句* *结果集处理* SQLDisconnect（hdbc）；*断开数据源* SQLFreeStmt（hs

10、tmt，SQL_DROP）*释放一个语句句柄* SQLFreeConnect（hdbc）；*释放一个连接句柄* SQLFreeEnv（henv）；*当应用完成后，释放环境句柄* ,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,19,10.3.4 SQL语句的执行（二）,有准备地执行SQL语句的函数 (1) SQL语句预备函数 其格式如下：SQLPrepare（hstmt，szSqlStr，cbSqlStr）。其中，参数hstmt是一个有效的语句句柄，参数szSqlStr和cbSqlStr分别表示将要执行的SQL语句的字符串及其长度。 (2) SQL语句执行函数 其格式如下：SQLExe

11、cute（hstmt）。其中参数hstmt是一个有效的语句句柄。,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,20,10.3.5 查询结果的获取,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）；*显示* while（ r

12、cGetData!=SQL_NO_DATA_FOUND）； ,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,21,10.4 ODBC的符合性级别,ODBC使得我们能够访问任何数据源而不必修改应用程序。但在实际使用中存在着一些问题。由于DBMS厂商提供的SQL不同（不是指形式上，而是功能上有多有少），有的SQL功能在某厂商的DBMS上没有实现，则ODBC就不可能为应用程序完成这一功能；有的SQL功能是SQL标准新增加的，而DBMS厂商没有及时跟上，则ODBC同样也无法完成新功能。对于具体DBMS不支持的SQL功能，DBMS要通报给应用程序。而从ODBC本身来讲，它最好支持完全的SQL，这

13、样才能做到应用程序不用修改就可以访问不同的数据源。,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,22,10.4.1 API符合性的三个级别,核心级API 1级API 2级API,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,23,10.4.2 SQL符合性的三个级别,最小级SQL 核心级SQL 扩展级SQL,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,24,10.4.3 ODBC API与SQL CLI之间的协调,Microsoft公司于1991年11月提出了一个关于ODBC的体系结构，并在1992年发布了ODBC 1.0规范，随后以软件开发工具包（SDK）形式出版

14、并发行了这种面向SQL的API。 数据库公司国际财团SQL Access Group（SAG）和标准化组织XOpen在1992年联合出版了一个规范，该规范定义了调用级界面（Call Level Interface），CLI）标准。 1993年，Microsoft公司推出了ODBC 2.0规范，并于1994年出版了ODBC 2.0 SDK。 Microsoft在1998年出版的ODBC 3.0规范中，作了一些修改，目的是更进一步接近SQL标准。 SQL3（即SQL99）的第三部分介绍了SQLCLI。,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,25,10.4.4 典型的数据库应用系统开

15、发工具,PowerBilder Delphi Visual Basic Developer2000,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,26,10.5.1 Java简介,Java语言 Java的工作方式 Java的特性 Java的应用程序和小程序,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,27,10.5.2 JDBC的提出,JDBC是执行SQL语句的Java API。JDBC是“Java DataBase Connectivity”（JDBC数据库连接 ）的缩写。JDBC原来是Java Soft公司设计的Java语言的数据库访问API。最初的Java语言本身并没有

16、访问DB的能力，JDBC是第一个支持Java语言的标准的数据库API。1996年夏天，Sun公司推出了JDBC工具。现在JDBC驱动程序已经被大多数主流数据库所用。 JDBC由一组用Java语言编写的类与接口组成。 JDBC扩充了Java的应用范围，用Java与JDBC API可以发布一种包含远程数据库信息的Applet（小应用程序）的WWW页面。,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,28,10.5.3 JDBC的基本功能,建立与数据库的连接 发送SQL语句 处理结果,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,29,10.5.4 JDBC与CGI的比较,华中科技大

17、学 电子与信息工程系,2020/10/12,30,10.6.1 JDBC数据库设计方法,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,31,10.6.2 保持一致性的措施,允许将任何查询字符串传递给基础DBMS驱动器，这意味着应用可以自动地使用尽可能多的SQL功能，但这会使某些DBMS系统接收到某种错误的查询。 采用ODBC风格的方法，提供表示几种常见的SQL差别的标准JDBC语法。 对于复杂应用，借助于DatabaseMetaData接口，提供关于DBMS的描述性信息，使应用能适应每个DBMS的需求与能力。,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,32,10.6.3 J

18、DBC驱动程序,本地库Java实现 网络协议Java驱动程序 本地协议Java驱动程序 JDBC-ODBC桥驱动程序,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,33,10.7.1 JDBC API的目标,为Java定义一个“调用层”（call-level）的SQL接口 遵循SQL2标准 JDBC应建立在现存的数据库接口上 必须保证这个接口与Java系统的其他部分保持一致 使基本的API尽量简单 尽量保持强大的、静态的类型,华中科技大学 电子与信息工程系,2020/10/12,34,10.7.2 JDBC API接口概貌,JDBC接口分为两个层次，一个是面向程序开发人员的JDBC API,另外一个是底层的JDBC Driver API。一般来说，应用程序层是数据库应用程序开发者使用的，驱动程序层是驱动厂家实现的。对于应用程序开发者来说只要求JDBC API所提供的接口能保证与JDBC相符合。而对于驱动程序层则要负责开开发数据库接口和支持JDBC应用程序层调用的编码。每一个驱动程序层都必须实现4个组要的接口，应用程序层和驱动程序层用一个类桥接。这4个接口分别是Driver、Connection