Embedded SQL Tomáš Skalický
Říjen 2010
Osnova ●
Motivace
●
Embedded SQL – – –
– – – ●
Syntaxe Příklady jednoduchých SQL příkazy Deklarace proměnných - hostitelské proměnné a indikátory Připojení k databázi Kurzory Zpracování chyb
Dynamické SQL –
4 metody
Motivace ●
SQL –
●
PL/SQL či T-SQL –
●
“jednoduché” příkazy manipulující s daty podporují proměnné, podmínky, cykly atd.
Co použít –
–
chci-li aplikaci obsahující složité výpočty psanou ve “třetím” jazyce a pracující s daty v databázi? mám-li existující aplikaci pracující s daty, kterou chceme nyní jednoduše připojit k databázi?
Embedded SQL ●
Kombinace –
–
●
výpočetní síly programovacího jazyka (C/C++, Fortran...) a schopnosti manipulace s daty v databázi (SQL)
Hostitelské jazyky = jazyky implementující Embedded SQL –
Pro*C, Pro*Fortran, Pro*Pascal...
Pro*C – jak to funguje Do zdrojového kódu v C píšeme speciálně uvozené SQL příkazy soubor.pc Kompilátor Pro*C tyto příkazy nahradí voláním funkcí standardní runtime knihovny (SQLLIB) a výsledekem je zdrojový kód v čistém C soubor.c Dále se už kód překádá jako “obyčejný céčkový zdroják”. soubor.obj Na konci je přilinkována SQLLIB spustitelný program
Syntaxe Pro*C Základní pravidla pro psaní SQL příkazů do C-kódu: ●
●
všechny SQL příkazy uvozeny direktivou EXEC SQL a končí středníkem “;” při použití proměnných v SQL příkazech musí být tyto proměnné uvozeny dvojtečkou “:”, v C-kódu se píší bez dvojtečky
Příklad: SELECT EXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION; int platSefa; EXEC SQL END DECLARE SECTION; EXEC SQL SELECT plat INTO :platSefa FROM Zamestnanec WHERE id = 324; printf(“Plat šéfa je %d Kč.\n”, platSefa);
Příklad: INSERT EXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION; char jmeno[20]; int plat; EXEC SQL END DECLARE SECTION; printf(“Vlož jméno nového zaměstnance: ”); scanf(“%s”, &jmeno); printf(“Vlož plat nového zaměstnance: ”); scanf(“%d”, &plat); EXEC SQL INSERT INTO Zamestnanec (jmeno, plat) VALUES (:jmeno, :plat);
Deklarativní část EXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION; /* ... */ EXEC SQL END DECLARE SECTION;
●
●
obsahuje deklarace všech proměnných, které se budou používat pro komunikaci mezi programem a databází = hostitelské proměnné v kódu nejvýše jednou (kurzory a výjimky deklarovány vně této sekce)
Hostitelské proměnné ●
●
mohou být “jednoduché” nebo struktury (struct) mohou být použity kdekoliv v SQL, kde se může objevit konstanta –
●
●
ale nemohou reprezentovat databázové objekty, jako jména tabulek či sloupců
musí být deklarovány v BEGIN DECLARE SECTION … END DECLARE SECTION bloku vstupní a výstupní – –
výstupní ... INTO klauzule v SELECT a FETCH příkazech vstupní ... ostatní, např. ve VALUES, WHERE a HAVING klauzulích
Typy hostitelských proměnných ●
char, char*, char[n], int, long, float –
●
nejběžnější
VARCHAR[n] – – –
“pseudotyp” pro stringy rozpoznávaný přímo kompilátorem Pro*C v podstatě “céčkový” struct se 2 položkami: ● ●
●
arr ... pole charů len ... délka pole
POZOR - varchar2 není povolen
Indikátory ●
Motivace –
●
●
Co uložit do proměnné, když SELECT vrátí NULL?
Každá hostitelská proměnná – vstupní i výstupní – může mít svůj indikátor Indikátor vypovídá o stavu hodnoty v hostitelské proměnné
Indikátory ●
●
●
jsou vždy typu short deklarovány v BEGIN DECLARE SECTION … END DECLARE SECTION bloku jako hostitelské proměnné svázány vždy s jednou konkrétní hostitelskou proměnnou
Syntaxe: EXEC SQL SELECT plat INTO :platSefa:platSefaIndikator FROM Zamestnanec WHERE id = 324;
Indikátor vstupní hostitelské proměnné Hodnota
Význam
-1
uložena hodnota NULL
>= 0
uložena hodnota hostitelské proměnné
printf(“Vlož ID šéfa nebo 0, pokud zaměstnanec nemá šéfa: “); scanf(“%d”, &sefId); if (sefId == 0) sefIdIndikator = -1; else sefIdIndikator = 0; EXEC SQL INSERT Zamestnanec (jmeno, plat, sefId) VALUES (:jmeno, :plat, :sefId:sefIdIndikator);
Indikátor výstupní hostitelské proměnné Hodnota
Význam
-1
nedefinovaná hodnota (NULL v databázi)
0
koretkní naplnění hostitelské proměnné
>0
vkládaná hodnota je větší než proměnná => hodnota zaokrouhlena, skutečná velikost je hodnota indikátoru
-2
vkládaná hodnota je větší než proměnná a skutečná velikost nelze určit => hodnota zaokrouhlena
Indikátor výstupní hostitelské proměnné EXEC SQL SELECT plat, odmena INTO :plat, :odmena:odmenaIndikator FROM Zamestnanec WHERE id = :zamestnanecId; if (odmenaIndikator == -1) /* odměna je NULL, ignorujem ji */ vyplata = plat; else vyplata = plat + odmena;
●
POZOR - SELECT nebo FETCH NULL hodnoty do hostitelské proměnné bez indikátoru je chyba => error
Připojení k databázi ●
Dvě ekvivalentní možnosti zápisu: EXEC SQL CONNECT :login IDENTIFIED BY :heslo; ●
login a heslo jsou typu char[n], char* nebo VARCHAR[n] EXEC SQL CONNECT :prihlasovaciUdaje;
●
●
prihlasovaciUdaje = “login/heslo”
POZOR – Login a heslo nelze uvádět přímo! EXEC SQL CONNECT “Pepa” IDENTIFIED BY “PepovoHeslo”;
Commit a Rollback změn ●
Pouze ukončení transakce: EXEC SQL COMMIT;
●
Storno změn: EXEC SQL ROLLBACK;
●
Storno změn + odpojení: EXEC SQL ROLLBACK WORK RELEASE;
Spojení s databází – příklad EXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION; char * login = “Pepa”; char * heslo = “PepovoHeslo”; int platSefa; EXEC SQL END DECLARE SECTION; EXEC SQL CONNECT :login IDENTIFIED BY :heslo; EXEC SQL SELECT plat INTO :platSefa FROM Zamestnanec WHERE jmeno = “Krutas”; printf(“Plat šéfa je %d Kč.\n”, platSefa); EXEC SQL COMMIT WORK RELEASE; ●
Co když má Pepa víc šéfů jménujících se Kruťas?
Kurzory ●
Použití: v dotazech, které mohou vracet více řádků –
●
Použijeme-li “běžný” SELECT bez kurzoru a dotaz vrátí 1 řádek, ale může více, výsledek není definován.
Vlastnosti kurzorů: – –
iterativní průchod přes vybrané řádky znalost aktuálního řádku
Syntaxe kurzorů ●
DECLARE CURSOR –
●
OPEN –
●
vyhodnocení dotazu a určení všech řádků, které splňují podmínku dotazu
FETCH –
●
pojmenování kurzoru a přiřazení dotazu
postupné procházení vybraných řádků, jednoho po druhém (není-li použito hostitelské pole)
CLOSE –
zavření kurzoru a zneplatnění vybraných řádků
Kurzory – DECLARE CURSOR ●
Pojmenování kurzoru a přiřazení dotazu –
Jméno kurzoru ● ●
–
je identifikátor pro kompilátor není hostitelská proměnná, identifikátor ani “céčková” proměnná
Dotaz ●
nesmí obsahovat INTO klauzuli (INTO klauzule je součástí FETCH příkazu)
EXEC SQL DECLARE zamestnanecKurzor CURSOR FOR SELECT jmeno, plat FROM Zamestnanec WHERE sefId = :sefId;
Kurzory – OPEN ●
Vyhodnocení dotazu a určení všech řádků, které splňují podmínku dotazu –
–
Kurzor před prvním vybraným řádkem (je potřeba provést jeden FETCH příkaz) Pro opětovné vyhodnocení hostitelských proměnných je třeba provést znovu OPEN ●
●
obyčejně je potřeba provést CLOSE před dalším OPEN, ale záleží na nastavení bez nutnosti CLOSE příkazu lepší výkon
EXEC SQL OPEN zamestnanecKurzor;
Kurzory – FETCH ●
Postupné procházení vybraných řádků a nastavování výstupních hostitelských proměnných –
Pro připomenutí: ● ●
– –
SELECT v dotazu neobsahuje INTO klauzuli první FETCH nastaví kurzor na první vybraný řádek
Pouze dopředný pohyb kurzoru v rámci vybraných řádků Pro návrat na předcházející řádek třeba nejprve použít OPEN příkaz a iterovat od začátku
while (1) { EXEC SQL FETCH zamestnanecKurzor INTO :jmeno, :plat; }
Kurzory – CLOSE ●
Zavření kurzoru a zneplatnění vybraných řádků –
Uvolnění zámků ●
–
závisí na nastavení
Pro čtení ze zavřeného kurzoru je třeba nejprve použít OPEN příkaz
EXEC SQL CLOSE zamestnanecKurzor;
Kurzory – příklad EXEC SQL DECLARE zamestnanecKurzor CURSOR FOR SELECT jmeno, plat FROM Zamestnanec WHERE sefId = :sefId; EXEC SQL OPEN zamestnanecKurzor; EXEC SQL WHENEVER NOT FOUND DO break; while (1) { EXEC SQL FETCH zamestnanecKurzor INTO :jmeno, :plat; printf(“Zaměstnanec %s bere %d Kč.\n”, jmeno, plat); } EXEC SQL CLOSE zamestnanecKurzor;
●
Co dělá WHENEVER ...?
Scrollovatelné kurzory ●
“Běžné” kurzory – – –
●
možný průchod pouze od začátku do konce není možný změnit směr iterace pro načtení nějaké předchozí hodnoty (či stávající hodnoty ještě jednou) je třeba znovu otevřít kurzor a procházet od začátku
Scrollovatelné kurzory – –
mohu procházet tam i zpět FETCH FIRST, FETCH PRIOR, FETCH RELATIVE n...
EXEC SQL DECLARE zamestnanecKurzor SCROLL CURSOR FOR SELECT jmeno, plat FROM Zamestnanec
Zpracování chyb ●
Dva možné způsoby: –
–
Explicitní kontrola příslušných položek struktury SQLCA, nebo Automatická kontrola a zpracování chyb pomocí WHENEVER příkazu
WHENEVER EXEC SQL WHENEVER <podmínka>
;
●
Kdykoliv je splněna daná podmínka, provede se příslušná akce. –
Kontrola příslušných položek struktury SQLCA pro danou podmínku
●
Příkazy se mohou vzájemně překrývat
●
#include <sqlca.h>
WHENEVER – podmínka ●
Možné podmínky (a kdy jsou splněny): –
SQLERROR ● ●
–
SQLWARNING ●
–
Nějaký SQL EXEC příkaz skončil chybou Transakce by měla být explicitně stornována Nějaký SQL EXEC příkaz skončil varováním
NOT FOUND ● ●
Žádný řádek nesplňuje WHERE podmínku nebo SELECT INTO / FETCH příkazy nevrátily žádný řádek
WHENEVER – akce ●
Možné akce: –
STOP ●
–
CONTINUE ●
–
pokud lze, pokusí se program pokračovat dalším příkazem
DO ●
–
volání exit(), program ukončen, nepotvrzené akce stornovány (rollback)
Vykonání daného příkazu, typicky volání funkce, break
GOTO ●
Skok na dané návěstí
WHENEVER – příklady ●
Při připojování k databázi:
EXEC SQL WHENEVER SQLERROR DO sqlError(“Nelze se připojit”); ●
●
sqlError je mnou definovaná funkce na zpracováí chyby
SELECTy v cyklu (pomocí kurzoru):
EXEC SQL WHENEVER NOT FOUND DO break;
Dynamické SQL ●
Většina DB aplikací zpracovává přesně specifikovanou úlohu. –
●
SQL příkazy jsou již ve zdrojovém kódu a jsou neměnné
ALE některé aplikace dopředu neví, jaký příkaz budou posílat na server. –
Např.: Jak napsat jeden příkaz, který dle vstupu vloží nového člověka buď do tabulky Zamestnanec, či do tabulky Externista?
Dynamické SQL = dynamické Embedded SQL ●
umožňuje za běhu vytvářet a vyhodnocovat SQL příkazy.
Typické použití: ●
Nejsou-li známy v době kompilace programu některé z následujících položek: – – –
Text SQL příkazu (např. klauzule) Počet nebo datové typy hostitelských proměnných Názvy databázových objektů, např. sloupce, indexy, tabulky, pohledy...
Dynamické SQL: +/●
Výhody: – –
●
univerzálnější programy dynamické sestavení SQL příkazu na základě vstupu od uživatele nebo vstupního souboru
Nevýhody: – –
větší časové nároky na zpracování složitější kód aplikace
=> použití pouze tam, kde je to nezbytně nutné
Dynamické SQL:
Požadavky na příkazy (1) ●
Textový řetězec reprezentující příkaz – –
musí být platný SQL příkaz nesmí obsahovat: ● ● ●
EXEC SQL klauzuli ukončovač příkazu “;” ALLOCATE, CLOSE, DECLARE, DESCRIBE, EXECUTE, FETCH, FREE, GET, INCLUDE, OPEN, PREPARE, SET, WHENEVER
Dynamické SQL:
Požadavky na příkazy (2) ●
Textový řetězec reprezentující příkaz –
může obsahovat placeholdery ●
● ●
fiktivní proměnné sloužící k rezervaci místa pro skutečné hostitelské proměnné nedeklarují se libovolné jméno (v následujících dvou řetězcích není rozdíl)
'DELETE FROM Zamestnanec WHERE sefId = :sefId AND job = :job' 'DELETE FROM Zamestnanec WHERE sefId = :s AND job = :j'
Dynamické SQL:
Zpracování příkazu 1. Program si vyžádá zadání textu SQL příkazu od uživatele a hodnoty hostitelských proměnných. 2. Parsování příkazu => potvrzení validity 3. Nahrazení placeholdrů hostitelskými proměnnými –
již máme adresy proměnných => můžeme s nimi pracovat
4. Vykonání příkazu
Dynamické SQL:
4 metody použití ●
Seřazeny vzestupně dle obecnosti (flexibility) => dle náročnosti
(1) Bez návratových hodnot a hostitelských proměnných (2) Bez návratových hodnot ale se známým počtem vstupních hostitelských proměnných (3) Se známým počtem vrácených sloupců a vstupních hostitelských proměnných (4) S neznámým počtem vrácených sloupců a vstupních hostitelských proměnných
Dynamické SQL:
1. metoda ●
Omezení: –
Příkaz nesmí být typu SELECT a nesmí obsahovat žádný placeholder pro vstupní hostitelské proměnné
'DELETE FROM Zamestnanec WHERE oddeleniId = 20' ●
Syntaxe:
EXEC SQL EXECUTE IMMEDIATELY { :řetězcováProměnná | řetězcovýLiterál }
●
Příkaz je parsován vždy, když je vykonáván => pomalé
Dynamické SQL:
1. metoda – příklad char dynamickyPrikaz[100]; ... while (1) { printf(“Vlož SQL příkaz: “); gets(dynamickyPrikaz); if (*dynamickyPrikaz == '\0') break; /* dynamickyPrikaz nyní obsahuje textovou reprezentaci celého SQL příkaz */ EXEC SQL EXECUTE IMMEDIATELY :dynamickyPrikaz; }
Dynamické SQL:
2. metoda ●
Omezení: – –
Příkaz nesmí být typu SELECT. Počet placeholderů pro vstupní hostitelské proměnné a jejich datové typy musí být známy v době kompilace.
'INSERT INTO Zamestnanec (jmeno, plat) VALUES (:jmeno, :plat)'
Dynamické SQL:
2. metoda – syntaxe ●
Syntaxe:
EXEC SQL PREPARE nazevPrikazu FROM { :retezcovaPromenna, retezcovyLiteral }; EXEC SQL EXECUTE nazevPrikazu [USING seznamHostitelskychPromennych];
seznamHostitelskychPromennych ve tvaru: :promenna1[:indikator1] [, promenna2[:indikator2], ...]
Dynamické SQL:
2. metoda – příklad int idZamestnance; char textPrikazu[100], podminka[40], id[10]; ... strcpy(textPrikazu, “DELETE FROM Zamestnanec WHERE id = :n AND “); printf(“Doplňte vyhledávací podmínku následujícího příkazu\n”); printf(“%s\n”, textPrikazu); gets(podminka); strcat(textPrikazu, podminka); EXEC SQL PREPARE prikaz FROM :textPrikazu; while (1) { printf(“Vlož ID zaměstnance: “); gets(id); idZamestnance = atoi(id); EXEC SQL EXECUTE prikaz USING :idZamestnance; }
Dynamické SQL:
2. metoda – PREPARE, EXECUTE ●
PREPARE –
rozparsuje a pojmenuje příkaz ●
jméno je identifikátor pro kompilátor, není hostitelská proměnná, identifikátor či “céčková” proměnná => nedeklaruje se –
●
EXECUTE –
všechny placeholdery nahradí hostitelské proměnné z klauzule USING ●
●
stejné jako pojmenování kurzoru
musí být zachováno pořadí proměnných
PREPARE pouze jednou, EXECUTE může být vícekrát s různými hostitelskými proměnnými v části USING
Dynamické SQL:
3. metoda ●
Omezení: –
–
Počet navratových sloupců SELECTu, počet placeholderů pro vstupní hostitelské proměnné a jejich datové typy musí být známy v době kompilace. Oproti 2. metodě navíc pouze návratové sloupce
'SELECT sefId, MIN(plat), MAX(plat) FROM Zamestnanec GROUP BY sefId WHERE pozice = :pozice'
Dynamické SQL:
3. metoda – syntaxe kroků ●
Syntaxe:
EXEC SQL PREPARE nazevPrikazu FROM { :retezcovaPromenna, retezcovyLiteral };
Dále použit kurzor: EXEC SQL DECLARE jmenoKurzoru CURSOR FOR nazevPrikazu; EXEC SQL OPEN jmenoKurzoru [USING seznamHostitelskychPromennych]; EXEC SQL FETCH jmenoKurzoru INTO seznamHostitelskychPromennych; EXEC SQL CLOSE jmenoKurzoru;
Dynamické SQL:
3. metoda – příklad char textDotazu[100] = “SELECT jmeno, pozice, plat FROM Zamestnanec WHERE plat < :pl”; EXEC SQL PREPARE dotaz FROM :textDotazu; EXEC SQL DECLARE kurzorZamestnancu CURSOR FOR dotaz;
DECLARE asociuje kurzor s dotazem. EXEC SQL OPEN kurzorZamestnancu USING :platovyLimit;
OPEN nahradí placeholdery v dotazu vstupními hostitelskými proměnnými, vyhodnotí dotaz a vybere patřičné řádky. EXEC SQL FETCH kurzorZamestnancu INTO :jmeno, :pozice, :plat; EXEC SQL CLOSE kurzorZamestnancu;
Dynamické SQL:
4. metoda ●
Umožňuje použít předem neznámý počet návratových sloupců a placeholderů pro vstupní hostitelské proměnné. – –
●
Pomocí deskriptorů – –
●
SELECT bez specifikace sloupců v době kompilace EXECUTE … USING bez uvedeného listu hostitelských proměnných v době kompilace DESCRIBE SELECT LIST DESCRIBE BIND VARIABLES
Každý aktivní SQL příkaz musí mít své vlastní SQLDA.
Dynamické SQL:
SQLDA (SQL Descriptor Area) ●
●
●
●
Datová struktura, kde program a Oracle udržují kompletní popis proměnných v dynamických SQL příkazech. Obsahuje počet položek a údaje o datovém typu každé položky. Položky ze SELECTu uloženy ve výstupních proměnných, vázané (bind) proměnné ve vstupních proměnných, v SQLDA jsou jejich adresy, čímž jsou zpřístupněny Oraclu Výstupní hodnoty jsou získány FETCHem a vstupní jsou zadány programem.
Dynamické SQL:
4. metoda – průběh 1. Deklarace hostitelského řetězce pro zápis dotazu 2. Deklarace select a bind SQLDA 3. Alokace paměti pro select a bind deskriptor 4. Nastavení maximálního počtu položek v deskriptorech 5. Naplnění hostitelského řetezce 6. PREPARE příkaz FROM řetězec 7. DECLARE a kurzor FOR příkaz 8. DESCRIBE vázané proměnné INTO bind deskriptor 9. Nastavení počtu míst pro proměnné na počet nalazený pomocí DESCRIBE 10. Získání hodnoty a alokace místo pro vázané proměnné nalezené pomocí DESCRIBE 11. OPEN kurzor USING bind descriptor 12. DESCRIBE seznam select položek INTO select descriptor 13. Nastavení počtu select položek na počet nalezený pomocí DESCRIBE 14. Nastavení délky a datového typu každé select položky 15. FETCH řádky z databáze INTO alokovaný buffer, na který ukazuje select descriptor 16. Zpracování vybrané hodnoty 17. Uvolnění naalokované paměti 18. CLOSE kurzor
Dynamické SQL:
4. metoda – syntaxe kroků EXEC SQL PREPARE nazevPrikazu FROM { :retezcovaPromenna, retezcovyLiteral }; EXEC SQL DECLARE jmenoKurzoru CURSOR FOR nazevPrikazu; EXEC SQL DESCRIBE BIND VARIABLES FOR nazevPrikazu INTO nazevBindDeskriptoru; EXEC SQL OPEN jmenoKurzoru [USING DESCRIPTOR nazevBindDeskriptoru]; EXEC SQL DESCRIBE [SELECT LIST FOR] nazevPrikazu INTO nazevSelectDeskriptoru; EXEC SQL FETCH jmenoKurzoru USING DESCRIPTOR nazevSelectDeskriptoru; EXEC SQL CLOSE jmenoKurzoru;
Dynamické SQL:
4. metoda – zjednodušení ●
Pokud je znám počet míst pro vázané proměnné, je možné příkaz DESCRIBE BIND VARIABLES nahradit příkazem OPEN z 3. metody:
EXEC SQL OPEN jmenoKurzoru [USING seznamHostitelskychPromennych];
●
Pokud je znám počet select položek, pak je možné příkaz DESCRIBE SELECT LIST vynechat a nahradit ho příkazem FETCH z 3. metody:
EXEC SQL FETCH jmenoKurzoru INTO seznamHostitelskychPromennych;
Dynamické SQL:
Jakou metodu použít?
Zdroje [1] Pro*C/C++ Precompiler Programmer's Guide, Release 9.2 Oracle Corporation, ©1996-2002, použité kapitoly: –
Kapitola 1, Introduction
http://download.oracle.com/docs/cd/B10500_01/appdev.920/a97269/pc_01int.htm
–
Kapitola 6, Embedded SQL http://download.oracle.com/docs/cd/B10500_01/appdev.920/a97269/pc_06sql.htm
–
Kapitola 13, Oracle Dynamic SQL
http://download.oracle.com/docs/cd/B10500_01/appdev.920/a97269/pc_13dyn.htm
[2] Semináře RNDr. Michala Kopeckého, Ph. D.: Administrace Oracle [3] Wikipedia, http://www.wikipedia.org/
Dotazy
