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Java - Java Database Connectivity (JDBC)

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Introduction à JDBC

La technologie JDBC (Java DataBase Connectivity) est un ensemble de classes permettant de développer des applications capables de se connecter à des serveurs de bases de données (SGBD).

L'accès aux bases de données avec JDBC

Dans un système client/serveur, l'accès aux bases de données avec JDBC peut s'effectuer selon un modèle à deux couches ou bien un modèle à trois couches.

Pour le modèle à deux couches, une application Java est intimement liée avec une base de données. A cet effet, il faut bien évidemment disposer, pour la base de données concernée, d'un pilote JDBC adéquat. Les instructions SQL sont directement envoyées à la base, cette dernière renvoyant les résultats par un biais tout aussi direct. La base de données peut être exécutée sur la machine locale (celle sur laquelle l'application Java fonctionne) ou bien sur tout autre ordinateur du réseau (Intranet ou Internet).

modèle client/serveur à 2 couches

Dans le modèle à 3 couches, une troisième couche (le serveur d'application) vient s'intercaler entre l'application Java et la base de données. Les instructions SQL et les résultats livrés en retour y transitent. Ce modèle présente l'avantage d'intégrer dans cette couche un contrôle d'accès.

modèle client/serveur à 3 couches

Les types de pilotes JDBC

Les pilotes actuels sont classés en quatre catégories :

les passerelles JDBC-ODBC, avec le pilote ODBC appartenant à une base de données. Le pilote convertit les appels de données Java en appel ODBC valide, et les exécute ensuite à l'aide du pilote ODBC
un mélange de pilotes natifs et de pilotes Java. Les appels JDBC sont convertis en appels natifs pour le serveur de bases de données (Oracle, Sybase, ou autres).
les pilotes convertissant les appels JDBC en un protocole indépendant du SGBD. Un serveur convertit ensuite ceux-ci dans le protocole SGBD requis (modèle à 3 couches)
les pilotes JDBC, convertissant les appels JDBC directement en un protocole réseau exploité par le SGBD. Cette solution est à préconiser dans le cadre d'un intranet

A l'heure actuelle, les bases de données disposent pratiquement toutes d'un pilote ODBC, étant donné que nombre d'entre-elles ont été développées à partir d'interfaces Microsoft.

La technologie ODBC

ODBC signifie Open Database Connectivity. Il s'agit d'un format propriétaire défini par Microsoft permettant la communication entre des clients pour bases de données fonctionnant sous Windows et les SGBD du marché.

Etant donné qu'il existe différents types de bases de données, et que chacune d'entre-elles possède sa propre façon de traiter les requêtes SQL et de renvoyer les résultats, ODBC permet d'obtenir des résultats identiques quel que soit le type de base de données, sans avoir à modifier le programme d'appel qui transmet la requête.

ODBC n'est toutefois pas la solution miracle, étant donné d'une part qu'il ne s'agit pas d'une technologie libre (Microsoft la fait évoluer à son gré), d'autre part qu'il ne s'agit que d'une interface "alternative" à celle fournie par les constructeurs et compliquée à maîtriser.

La passerelle JDBC-ODBC

Afin d'illustrer la connexion à une base de données, nous allons nous connecter à une base Access par l'intermédiaire de la passerelle ODBC-JDBC, en abordant toutes les étapes de la connexion à une base de données.

Après création de la base sous Access, il faut dans un premier temps intégrer la base dans l'administrateur de source de données ODBC (Panneau de configuration / source de données ).
Les étapes de création de la source ODBC sont :

la sélection du pilote pour la base de données concernée (dans notre cas le pilote Microsoft Access Driver)
la définition du nom de la base et de son chemin d'accès
la définition du nom de la source de données et du mot de passe

Connexion à la base de données

L'API (Application Programming Interface) JDBC, c'est-à-dire la bibliothèque de classes JDBC, se charge de trois étapes indispensables à la connexion à une base de données :

la céation d'une connexion à la base
l'envoi d'instructions SQL
l'exploitation des résultats provenant de la base

Connexion à la base de données

Tous les objets et les méthodes relatifs aux bases de données sont présentes dans le package java.sql, il est donc indispensable d'importer java.sql.* dans tout programme se servant de la technologie JDBC.

Pour se connecter à une base de données déclarée dans l'administrateur ODBC, il est essentiel de charger dans un premier temps le pilote JDBC-ODBC (appelé pont JDBC-ODBC) :

Class.forName("sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver");

Cette instruction charge le pilote et crée une instance de cette classe. Pour se connecter à une base de données particulière, il s'agit ensuite de créer une instance de la classe Connection en indiquant la base de données à charger à l'aide de son URL

String url = "jdbc:odbc:base_de_donnees";

Connection con = DriverManager.getConnection(url);

Le nom de la base de données (ici base_de_donnees) étant celle déclarée dans le panneau de configuration ODBC. La syntaxe de l'URL peut varier légèrement selon le type de la base de données. Il s'agit généralement d'une adresse de la forme :

jdbc:sousprotocole:nom

Exécution d'une requête SQL

Pour exécuter une requête SQL, il s'agit dans un premier temps de créer un objet Statement, pouvant être obtenu à partir de l'objet Connection. Un objet ResultSet permettra de récupérer les données en provenance de l'objet Statement.

String query = "SELECT * FROM Ma_Table;";

ResultSet results;

try {
	Statement stmt = con.createStatement();

	results = stmt.executeQuery(query);

}

catch(Exception e){
	System.out.println("exception du a la requete");

}

Accès aux données

Une fois la connexion à la base de données établie, il est possible de demander des informations sur le nom des tables et le contenu de chaque colonne, ainsi que d'exécuter des requêtes SQL afin de récupérer des informations, d'en ajouter ou bien de les modifier.

accès aux données avec JDBC

Les objets utilisables pour obtenir des informations sur la base sont :

DataBaseMetaData: Un objet contenant les informations sur la base de données en général (des métadonnées), c'est-à-dire le nom de la table, les index, la version de la base, ...
ResultSet: Un objet contenant les informations sur une table ou le résultat d'une requête. L'accès aux données se fait colonne par colonne, mais il est éventuellement possible d'accèder indépendamment à chaque colonne par son nom
ResultSetMetaData: Un objet contenant des informations sur le nom et le type des colonnes d'une table

A chacun de ces objets est associé un grand nombre de méthodes permettant d'obtenir des informations très détaillées sur les éléments de la base de données.

Toutefois, seul un nombre réduit des méthodes de chacun de ces objets permet d'obtenir les informations les plus importantes sur les données.

L'objet ResultSet est l'objet le plus important de la technologie JDBC, car il s'agit d'une abstraction de la table ou de la réponse à une requête (généralement un sous-ensemble d'une table). Ainsi, presque toutes les méthodes et requêtes retournent les données sous forme d'un objet ResultSet. Cet objet contient un nombre donné de colonnes repérées chacune par un nom, ainsi qu'une ou plusieurs lignes contenant les données, et auxquelles il est possible d'accèder séquentiellement une à une du haut vers le bas. Ainsi, afin d'exploiter un objet ResultSet, il est nécessaire de récupérer le nombre de colonnes de celui-ci, à l'aide de l'objet ResultSetMetaData.

ResultSetMetaData rsmd;

rsmd = results.getMetaData();

numcols = rsmd.getColumnCount();

Lors de l'obtention d'un objet ResultSet, le descripteur pointe avant la première ligne.

La méthode next() permet d'obtenir chacune des lignes suivantes, et retourne false lorsqu'il ne reste plus aucune ligne. Etant donné que l'extraction de données de la base peut générer des erreurs, il est indispensable d'inclure ces manipulations dans un bloc d'exception (try).

Les données contenues dans le ResultSet peuvent être obtenues sous différentes formes selon le type de données stockées dans chaque colonne. Le contenu de chaque colonne peut être obtenu soit par le nom de celle-ci, soit par son numéro (sachant que les numéros de colonne commencent à 1 et non à 0).

Les principales méthodes de l'objet ResultSet sont les suivantes :

getInt(int): récupère sous forme d'entier le contenu d'une colonne désignée par son numéro
getInt(String): récupère sous forme d'entier le contenu d'une colonne désignée par son nom
getFloat(int): récupère sous forme de flottant le contenu d'une colonne désignée par son numéro
getFloat(String): récupère sous forme de flottant le contenu d'une colonne désignée par son nom
next(): déplace le pointeur de ligne sur la ligne suivante
close(): "ferme" l'objet
getMetaData(): retourne les métadonnées de l'objet (l'objet ResultSetMetaData)

L'objet ResultSetMetaData (obtenu de l'objet ResultSet) permet de connaître le nombre, le nom et le type de chaque colonne à l'aide des méthodes suivantes :

getColumnCount(): récupère le nombre de colonnes
getColumnName(int): récupère le nom de la colonne spécifiée
getColumnLabel(int): récupère le label de la colonne spécifiée
getColumnType(int): récupère le type de données de la colonne spécifiée

L'objet DataBaseMetaData permet d'obtenir des informations sur la base de données entière. Il sert notamment à récupérer le nom des tables contenues dans la base de données. De plus, étant donné que de nombreuses bases de données supportent des variantes du langage SQL, il existe de nombreuses méthodes associées à l'objet DataBaseMetaData permettant de connaître les méthodes SQL supportées par la base.

Création d'objets JDBC de plus haut niveau

Puisque l'accès à une base de données nécessite l'utilisation conjointe de plusieurs objets, il peut être intéressant de créer quelques objets de plus haut niveau encapsulant la plupart des comportements cités ci-dessus.

Ainsi la création d'un objet DataBase pour permettre d'encapsuler l'ensemble des objets nécessaires à la connexion à une base de données (Connection, Statement, DataBaseMetaData), ainsi que de (re)définir des méthodes simples permettant de rendre plus simples certaines opérations, comme la création de la connexion, la récupération du nom des tables, ainsi qu'une méthode Execute rendant l'exécution de requête triviale.

class Database
{

Connection con;

resultSet results;

ResultSetMetaData rsmd;

DatabaseMetaData dm;

String catalog;

String types[];

//----------------------------
public Database(String Driver)
{

 types = new String[1];

 types[0] = "TABLES";

 try {
 Class.forName(driver);

 }
 catch(Exception e){
  System.out.println("Erreur lors du chargement du driver:"+ e.getMessage());

 }
}

//------------------------------------------------------
public void Open(String url,String login,String password)
{

 try{
  con = DriverManager.getConnection(url,login,password);

  dma = con.getMetaData();

  results = new resultSet(dma.getCatalogs());

  String s[];

  while(results.hasMoreElements()) {
   s = results.NetxElement();

  }
 }
 catch(Exception e){
  System.out.println("echec d'ouverture:"+e.getMessage());

 }
}

//-----------------
public void Close()
{

 try{
  con.close();

 }
 catch(Exception e){
  System.out.println("echec lors de la fermeture:"+e.getMessage());

 }
}

//-----------------------------
public String[] getTableNames()
{

 String[] tbnames = null;

 Vector tname = new Vector();

 try{
  results = new resultSet(dma.getTables(catalog,null,"%",types));

  while (results.hasMoreElements())
   tname.addElement(results.getColumnValue("TABLE_NAME"));	
 }
 catch(Exception e){
  System.out.println(e.getMessage());

 }
 tbnames = new String[tname.size()];

 for(int i=0;i<tname.size();i++)
  tbnames[i] = (String)tname.elementAt(i);

 return tbnames;

}

//--------------------------------
public String[] getTableMetaData()
{

 results = null;

 try{
  results = new resultSet(dma.getTables(catalog,null,"%",types));

 }
 catch(Exception e){
  System.out.println(e.getMessage());

 }
 return results.getMetaData();

}

//------------------------------------------------
public String[] getColumnMetaData(String tablename)
{

 results = null;

 try{
  results = new resultSet(dma.getTables(catalog,null,tablename,null));

 }
 catch(Exception e){
  System.out.println(e.getMessage());

 }
 return results.getMetaData();

}

//------------------------------------------------
public String[] getColumnNames(String table)
{

 String[] tbnames = null;

 Vector tname = new Vector();

 try{
  results = new resultSet(dma.getTables(catalog,null,table,null));

  while (results.hasMoreElements())
   tname.addElement(results.getColumnValue("COLUMN_NAME"));	
 }
 catch(Exception e){
  System.out.println(e.getMessage());

 }
 tbnames = new String[tname.size()];

 for(int i=0;i<tname.size();i++)
  tbnames[i] = (String)tname.elementAt(i);

 return tbnames;

}

//------------------------------------------------
public void getColumnValue(String table, String columnName)
{

 try{
  if (table.length()>0)
   results = Execute("Select "+columnName+" from "+table+" order by "+columnName);

 }
 catch(Exception e){
  System.out.println("Erreur sur la valeur de la colonne "
					 +columnName+e.getMessage());

 }
}

//------------------------------------------------
public String getNextValue(String columnName)
{

 String res = "";

 try{
  if (results.hasMoreElements())
   res = results.getColumnvalue(columnName);

 }
 catch(Exception e){
  System.out.println("Erreur sur la valeur suivante "+columnName+e.getMessage());

 }
 return res;

}

//------------------------------------------------
public resultSet Execute(String sql)
{

 results = null;

 try{
  Statement stmt = con.createStatement();

  results = new resultSet(stmt.executeQuery(sql));

 }
 catch(Exception e){
  System.out.println(e.getMessage());

 }
 return results;

}

}

De la même façon, un nouvel objet resultSet (avec un r minuscule) peut être intéressant s'il permet de façon transparente de retourner automatiquement les résultats sous forme d'un tableau de valeurs, ainsi qu'en encapsulant le nombre et le nom des colonnes contenues dans l'objet resultSet...

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