Архитектуры реализации корпоративных информационных систем (стр. 2 из 3)

Наибольшей мощью в реализации клиентского программного обеспечения обладают аплеты - программы написанные на языке JAVA. В узком смысле слова Java - это объектно-ориентированный язык, напоминающий C++, но более простой для освоения и использования. В более широком смысле Java - это целая технология программирования, изначально рассчитанная на интеграцию с Web-сервисом, то есть на использование в сетевой среде. Поскольку Web-навигаторы существуют практически для всех аппаратно-программных платформ, Java-среда должна быть как можно более мобильной, в идеале полностью независимой от платформы.

С целью решения перечисленных проблем были приняты, помимо интеграции с Web-навигатором, два других важнейших постулата.

1. Была специфицирована виртуальная Java-машина (JVM), на которой должны выполняться (интерпретироваться) Java-программы. Определены архитектура, представление элементов данных и система команд Java-машины. Исходные Java-тексты транслируются в коды этой машины. Тем самым, при появлении новой аппаратно-программной платформы в портировании будет нуждаться только Java-машина; все программы, написанные на Java, пойдут без изменений.

2. Определено, что при редактировании внешних связей Java-программы и при работе Web-навигатора прозрачным для пользователя образом может осуществляться поиск необходимых объектов не только на локальной машине, но и на других компьютерах, доступных по сети (в частности, на WWW-сервере). Найденные объекты загружаются, а их методы выполняются затем на машине пользователя.

Несомненно, между двумя сформулированными положениями существует тесная связь. В компилируемой среде трудно абстрагироваться от аппаратных особенностей компьютера, как трудно (хотя и можно) реализовать прозрачную динамическую загрузку по сети. С другой стороны, прием объектов извне требует повышенной осторожности при работе с ними, а, значит, и со всеми Java-программами. Принимать необходимые меры безопасности проще всего в интерпретируемой, а не компилируемой среде. Вообще, мобильность, динамизм и безопасность - спутники интерпретатора, а не компилятора.

Принятые решения делают Java-среду идеальным средством разработки интерактивных клиентских компонентов (апплетов) Web-систем. Особо отметим прозрачную для пользователя динамическую загрузку объектов по сети. Из этого вытекает такое важнейшее достоинство, как нулевая стоимость администрирования клиентских систем, написанных на Java. Достаточно обновить версию объекта на сервере, после чего клиент автоматически получит именно ее, а не старый вариант. Без этого реальная работа с развитой сетевой инфраструктурой практически невозможна.

Рис.7. Java технологии при реализации АИС.

Стандартный реляционный доступ к данным очень важен для программ на Java, потому что Java-апплеты по природе своей не являются монолитными, самодостаточными программами. Будучи модульными, апплеты должны получать информацию из хранилищ данных, обрабатывать ее и записывать обратно для последующей обработки другими апплетами. Монолитные программы могут себе позволить иметь собственные схемы обработки данных, но Java-апплеты, пересекающие границы операционных систем и компьютерных сетей, нуждаются в опубликовании открытых схем доступа к данным.

Интерфейс JDBC (Java Database Connectivity - связанность баз данных Java) является первой попыткой реализации доступа к данным из программ Java, не зависящего от платформы и базы данных. В версии JDK 1.1 JDBC является составной частью основного Java API.

JDBC - это набор реляционных объектов и методов взаимодействия с источниками данных. Программа на языке Java открывает связь с таблицей, создает объект оператор, передает через него операторы SQL системе управления базой данных получает результаты и служебную информацию о них. В типичном случае файлы .class JDBC и апплет/приложение на языке Java находятся на компьютере клиенте. Хотя они могут быть загружены из сети, для минимизации задержек во время выполнения лучше иметь классы JDBC у клиента. Система управления базой данных (CУБД) и источник данных обычно расположены на удаленном сервере.

На рисунке 8 показаны различные варианты реализаций связи JDBC с базой данных. Апплет/приложение взаимодействует с JDBC в системе клиента, драйвер отвечает за обмен информацией с базой данных через сеть.

Классы JDBC находятся в пакете java.sql.*. Все программы Java используют объекты и методы из этого пакета для чтения и записи в источник данных. Программе, использующей JDBC, требуется драйвер к источнику данных, с которым она будет взаимодействовать. Этот драйвер может быть написан на другом (не Java) языке программирования, или он может являться программой на языке Java, которая общается с сервером, используя RPC (Remote Procedure Call) - удаленный вызов процедур или HTTP. Обе схемы приведены на рис.19. Драйвер JDBC может быть библиотекой на другом (не Java), как программа сопряжения ODBC - JDBC, или классом Java, который общается через сеть с сервером базы данных, используя RPC или HTTP. Допускается, что приложение будет иметь дело с несколькими источниками данных, возможно, с неоднородными. По этой причине у JDBC есть диспетчер драйверов, чьи обязанность заключаются в управлении драйверами и предоставлении программе списка загруженных драйверов.

Хотя словосочетание "База данных" входит в расшифровку аббревиатуры JDBC, форма, содержание и расположение данных не интересуют программу Java, использующую JDBC, поскольку существует драйвер к этим данным.

Рис.8 Варианты реализации связи JDBC с базой данных

Сопряжение JDBC - ODBC

В качестве составной части JDBC поставляется драйвер для доступа из JDBC к источникам данных ODBC (Open Database Connectivity), и называется "программа сопряжения JDBC - ODBC". Эта программа сопряжения реализована в виде JdbcOdbc.class и является библиотекой для доступа к драйверу ODBC.

Поскольку JDBC конструктивно близок к ODBC, программа сопряжения является несложной надстройкой над JDBC. На внутреннем уровне этот драйвер отображает методы Java в вызовы ODBC и тем самым взаимодействует с любым ODBC - драйвером. Достоинство такой программы сопряжения состоит в том, что JDBC имеет доступ к любым базам данных, поскольку ODBC - драйверы распространены очень широко.

В соответствии с правилами Internet JDBC идентифицирует базу данных при помощи URL, который имеет форму:

jdbc:<субпротокол>:<имя, связанное с СУБД или Протоколом>

У баз данных в Internet/intranet "имя" может содержать сетевой URL

//<имя хоста>:<порт>/..

<субпротокол> может быть любым именем, которое понимает база данных. Имя субпротокола "odbc" зарезервированно для источников данных формата ODBC. Типичный JDBC URL для базы данных ODBC выглядит следующим образом:

jdbc:odbc:<DNS - имя ODBC>;User=<имя пользователя>; PW=<пароль>

Внутреннее устройство JDBC – приложения

Рис.9. Иерархия классов JDBC и поток API JDBC

Чтобы обработать информацию из базы данных, информационно-обучающая система на языке Java выполняет ряд шагов. На рис.9 показаны основные объекты JDBC, методы и последовательность выполнения, Во-первых, программа вызывает метод getConnection (), чтобы получить объект Connection.Затем она создает объект Statement и подготавливает оператор SQL.

Оператор SQL может быть выполнен немедленно (объект Statement), а может быть откомпилирован (объект PreparedStatement) или представлен в виде вызова процедуры (объект CallableStatement). Когда выполняется метод executeQuery(), возвращается объект ResultSet. Операторы SQL, такие как updatе или delete не возвращают ResultSet. Для таких операторов используется метод executeUpdate(). Он возвращает целое, указывающее количество рядов, затронутых оператором SQL.

ResultSet содержит ряды данных и анализируетcя методом next(). Если приложение обрабатывает транзакции, можно пользоваться методами rollback() и commit() для отмены или подтверждения изменений, внесенных оператором SQL.

Примеры запроса и модификации базы данных с использованием JDBC

Данный пример иллюстрирует как при помощи SQL - опрератора SELECT составляется список всех студентов из базы данных. Ниже приводятся шаги, которые необходимы для выполнения этого задания при помощи API JDBC. Каждый шаг имеет форму текста на языке Java с комментариями.

// описатьметодыипеременныеpublic void ListStudents () throws SQLException{int i, noOfColumns;String stNo, stFName, stLName;// инициализировать и загрузить драйвер JDBC-ODBCClass.forName ("jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver");// создатьобъект ConnectionConnection ex1Con = DriverManager.getConnection ("jdbc:odbc:StudentDB;uid="admin";pw="sa"");// создатьпростойобъект StatementStatement ex1Stmt = ex1Con.createStatement ();// Создать строку SQL, передать ее СУБД и// выполнить SQL-операторResultSet ex1rs = ex1Stmt.executeQuery ("SELECT StudentNumber, FirstName, LastName FROM Students");// Обработать каждый ряд и вывести результат на консольSystem.out.println ("Student Number First Name Last Name");while (ex1rs.next()){stNo = ex1rs.getString (1);stFName = ex1rs.getString (2);stLName = ex1rs.getString (3);System.out.println (stNo, stFName, stLName);}}

В следующем примере поле firstName таблицы Students изменяется. Доступ осуществляется через поле StudentNumber.

// описатьметоды, переменныеипараметры

public void UpdateStudentName (String stFName, String stLName, String stNo)

throws SQLException{int retValue;//инициализироватьизагрузитьдрайвер JDBC-ODBCClass.forName ("jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver");// создатьобъект ConnectionConnection ex1Con = DriverManager.getConnection ("jdbc:odbc:StudentDB;uid="admin";pw="sa"");// создатьпростойобъект StatementStatement ex1Stmt = ex1Con.createStatement ();// Создать строку SQL, передать ее СУБД и// выполнить SQL-операторString SQLBuffer = "UPDATE Students SET FirstName =" +stFName + ", lastName =" + stLName +"WHERE StudentNumber = " + stNo;retValue = ex1Stmt.executeUpdate (SQLBuffer);System.out.println ("Модифицированно " + retValue +" строк в базе данных.")}

Рис.11. Интерфейс для регистрации пользователя в АИС.