Web thực sự là một kho tàng thông tin trên mọi lĩnh vực của khoa học và công nghệ. Với Web, các nhà khoa học có thể tra cứu thông tin cũng như tao đổi kinh nghiệm với các bạn đồng nghiệp trên toàn cầu. Web thực sự là một môi trường tốt cho khoa học và công nghệ phát triển.
Phần 2
Giới thiệu Java và cơ sở dữ liệu
Sau khi gia đời, Java đ• được hưởng ứng một cách nhiệt tình và làn sóng đầu tiên về các ứng dụng viết bằng Java Applet đ• phát triển rất mạnh mẽ, các nhà sáng tạo ra Java ở JavaSoft đ• bắt đầu nghĩ đến phát triển Java thành một platform theo kiểu khách/chủ (client/server). Các nhà phát triển Internet và các nhà tư vấn về vấn đề này đ• đưa ra các khái niệm về Intranet và nhận ra rằng Java có rất nhiều điểm thuận lợi trên thị trường client/server trong có cả các client không quản lý (zero administration client), phần mềm tập trung cập nhật và quản trị, các phần mềm không có phiên bản và mẫu tập trung vào Web. Một trong những tập Java API (một API là một chương trình ứng dụng giao tiếp - Application Programming Interfaces) quan trọng và cần thiết nhất là một trình giao tiếp với các cơ sở dữ liệu do đó dữ liệu có thể được tạo ra, được truy cập đến, được chia sẻ, cập nhật và tham chiếu thông qua Internet và Intranet không có dây nối như các cơ sở dữ liệu trên các mạng hiện nay.
Chú ý:
Các Java API là các class và các method cho phép các chương trình Java tương tác với các hệ thống trên một thế giới thực (real-world). Ví dụ, API java.net cho phép một chương trình Java có thể giao tiếp dùng giao thức TCP/IP và API java.awt cho các chương trình Java khả năng hiển thị các menu, các nút và các hộp danh sách. Có một số các core API ( chẳng hạn như các class java.lang, java.net, java.net, java.awt, java.applet), là một phần của bất kỳ một hệ thống Java nào. Sau đó có các phần mở rộng chuẩn của Java như Java Server API và Java Management API. Theo thời gian, rất nhiều trong số các chuẩn này sẽ trở nên một phần không thể thiếu được của ngôn ngữ Java và sẽ trở thành các core API.
Cùng một lúc, các nhà cung cấp các cơ sở dữ liệu, như Oracle và Informix, muốn các chương trình Java applet truy cập vào được cơ sở dữ liệu của họ thông qua Internet và Intranet, do đó họ đ• bắt đầu xây dựng các các
class và các method bằng Java để truy cập vào dữ liệu trong các cơ sở dữ liệu của họ. Điều này tạo ra rất nhiều cách truy cập vào các cơ sở dữ liệu từ các chương trình ứng dụng viết bằng Java.
Trong một cuộc hội nghị về Java (vào tháng 5 năm 1996), h•ng Sun đưa ra một loạt các Java API hướng trực tiếp đến các ứng dụng theo kiểu client/server, Internet/Intranet. Có rất nhiều các API trong đó có cả các Java Enterprise API, Java Commerce API, Java Security API và Java Servlet/Jeeves API, tất cả các API này đ• nâng ngôn ngữ Java lên một mức platform và có mục đích là phát triển các ứng dụng kiểu client/server có thể chạy trên Internet.
Phần này đề cập chủ yếu đến các Java enterprise API: JDBC API, RMI (Java Remote Invocation), Object Serialization và hệ thống IDL. Trong các API trên đây thì API IDBC là API chính (JDBC tức là Java Database Connectivity - tức là cơ sở dữ liệu kết nối qua lại), API này đ• sớm được sử dụng trong rất nhiều các chương trình Java. Hiện tại, việc truy cập vào cơ sở dữ liệu được thực hiện bằng 3 cách sau: thông qua JDBC của các Java enterprise API; các phương pháp truy cập riêng của các nhà cung cấp cơ sở dữ liệu; các class kiểu "thành viên thứ ba" (the third-party class), kiểu này được áp dụng đối với rất nhiều cơ sở dữ liệu. Các phần tiếp theo sẽ giới thiệu các cách truy cập vào các cơ sở dữ liệu của các nhà cung cấp và phương pháp thông qua thành viên thứ ba và và sơ qua về phương pháp JDBC.
Các Java Enterprise API
Các Java Enterprise API nhanh chóng trở thành một phần rất có giá trị của ngôn ngữ lập trình Java và của mô hình Java máy ảo (Java Virtual Machine). Tất cả các những người được cấp giấy phép sẽ thực hiên các API này như một phần của hệ thống của họ. Do đó, Java Enterprise API là các API vặn năng và không phụ thuộc vào platform
(cross-platform; ở đây platform là gồm cả phần cứng và hệ điều hành của máy tính).
Như đ• đề cập trên đây, các Java Enterprise API bao gồm JDBC, RMI, Object Serialization và IDL. JDBC là một tập các class truy cập vào cơ sở dữ liệu; các RMI API cho phép các chương trình Java có khả năng gọi các method của các đối tượng (object) với các khoảng tên khác nhau (name-space); các method và các đối tượng của Object Serialization API cho phép một chương trình có thể cất giữ (store) và xử lý trực tiếp các đối tượng này, thay vì cất giữ và xử lý nó dưới dạng dữ liệu; hệ thống ngôn ngữ định nghĩa giao tiếp IDL (Interface Definition Language) cho phép các chương trình Java giao tiếp với nhóm quản lý đối tượng OMG (Object Management Group).
Tập các API trên đây cho phép phát triển các ứng dụng ở mức enterprise theo kiểu client/server dùng các đối tượng, các applet và các servlet của Java. Khái niệm các ứng dụng ở mức enterprise là chỉ hệ thống tiện ích quảng cáo, việc đặt trước vé máy bay trong hàng không, các hệ thống quảng cáo bằng catalog, các hệ thống thị trường, quảng cáo các sản phẩm và các hệ thống sản xuất, các hệ thống ngân hàng (từ các máy ATM để cho phép thanh toán với ngân hàng trực tiếp qua một mạng lớn trên phạm vi trong một nước hay qua nhiều nước), các hệ thống môi giới, vân vân ...
Tất cả các hệ thống này đều dùng đến một cấu trúc logic ba lớp (three-tier) (cơ sở dữ liệu kiểu đầu cuôi (back- end), lớp các quy định trung gian, lớp front end chính là lớp giao diện đồ hoạ với người sử dụng (GUI - Graphical User Interface). Mở rộng cấu trúc này, rất nhiều tổ chức đ• sử dụng một cấu trúc gọi là cấu trúc N-Tier (tức là N lớp).
N-Tier logic là gì?
ở đây có lẽ hơi lệch về yếu tố lịch sử một chút. Các ứng dụng client/server được bắt đầu với một server cơ sở
dữ liệu và một client với lớp trình diễn (các menu, các màn hình dữ liệu, vân vân...). Các hệ thống truyền thống này có một chương trình client chứa tất cả các ứng dụng logic. Cấu trúc này sau đó đ• được sửa đổi thành cấu trúc ba lớp (đ• đề cập trên đây), và phần logic business đ• được tách rời từ client và được tạo thành một lớp riêng biệt. Lớp này hoặc ở phía các client hoặc ở phía server.
Cùng với sự phát triển cực nhanh của Internet và các platform như Java, các hệ thống này đang trải qua một sự tiến hoá. Với các chương trình Java applet và các servlet, các nhà phát triển có thể tạo ra các chương trình Java mà các chương trình này bao gồm nhiều chức năng (encapsulate function) và dữ liệu. Các applet này được gửi qua mạng (Internet/Intranet) vào một thời điểm thích hợp và khi đến được client nó thực hiện các chức năng của nó.
Để có được một cái nhìn toàn cảnh về các Java Enterprise API, bạn có thể xem JDBC như là một component làm cho một cơ sở dữ liệu có thể truy cập được, trong khi đó thì RMI và IDL lại có thể được coi là phương tiện để giao tiếp giữa các platform và các hệ thống.
JDBC
JDBC (Java Database Connectivity- Tức là cơ sở dữ liệu liên kết) là các class API liên quan đến cơ sở dữ liệu cho các Java applet và các ứng dụng. JDBC đ• được SunSoft phát triển và là một phần của Java 1.1 JDBC, cũng giống như ngôn ngữ lập trình Java, nó cũng không phụ thuộc vào platform và cơ sở dữ liệu. Để có thể chạy được JDBC trên một platform, thì Java máy ảo phải có một trình quản lý trình điều khiển địa phương (native driver manager); đối với các cơ sở dữ liệu cụ thể, trình điều khiển cho cơ sở dữ liệu đó cũng cần thiết.
Chú ý:
Việc thiết kế JDBC đ• được hoàn thiện bởi mức gọi giao tiếp (Call Lavel Interface hay CLI) XOPEN SQL và
cơ sở dữ liệu kết nối mở của Microsoft (Microsoft's Open Database Connectivity hay gọi là ODBC). ODBC dựa trên sự truy cập nhóm qua SQL (SQL Access Group hay SAG) CLI. Do đó, JDBC và ODBC có cùng một nguồn gốc (common root). Điểm căn bản ở đây là đối với những người biết và thực hiện được ODBC thì JDBC cũng sẽ rất dễ hiểu và áp dụng cũng dễ.
Các nhà thiết kế JDBC dùng cách thiết kế là chắt lọc các các khái niệm từ ODBC. Hai nguyên nhận chính dẫn đến sự cải tiến JDBC từ ODBC là:
ODBC được dùng rất rộng r•i, điều này giúp cho các nhà thiết kế giảm được quá trình nghiên cứu của họ.
Vì có các sự thực hiện có hiệu quả trên tất cả các platform và trên hầu hết các cơ sở dữ liệu. Điều này có nghĩa là không cần phải phát triển các trình điều khiển và các trình giao tiếp mới cho Java; h•ng Sun có thể là đối tác với các nhà cung cấp có sản phẩm về ODBC để có thể thiết lập nhiều các trình điều khiển, các công cụ, và sự áp dụng chúng.
Chú ý:
Một sự khác nhau quan trọng giữa JDBC và ODBC là ODBC dùng rất nhiều các phương tiện của ngôn ngữ lập trình C, chẳng hạn như các con trỏ và kiểu trả về void - điều này là không có trong ngôn ngữ Java. Trong môi trường C, bạn có thể định nghĩa hàm trả về void để báo cho trình dịch và thời gian chạy rằng bạn muỗn trả về kiểu con trỏ với kiểu không xác định. Sau khi bạn nhận được con trỏ từ hàm đó, con trỏ đó đó sẽ được chuyển thành một kiểu đặc biệt. Các nhà thiết kế Java mong muốn rằng sẽ tránh được điều này và các thao tác trên các kiểu con trỏ khác , do đó họ đ• thiết kế Java là một ngôn ngữ có các kiểu trả về rất nghiêm khắc. Các method trả về các đối tượng mà đ• được biết trước. Java không hề có con trỏ. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các nhà thiết kế ở JavaSoft thực hiện JDBC bằng những khái niệm rất trừu tượng từ ODBC, chẳng hạn như kết nối (Connection) và tập kết quả (ResultSet)
Chú ý:
Các hoạt động thông dụng trên một cơ sở dữ liệu đòi hỏi phải trả về các hàng (rows) và các hàng dữ liệu, các cột này bao gồm rất nhiều các cột, hoặc các trường, được gọi là tập kết quả (ResultSet).
Nhìn vào các đặc điểm của JDBC, chúng rất thành công trong việc cung cấp khả năng truy cập vào cơ sở dữ liệu SQL. Đối với JDBC, các thao tác đơn giản trên cơ sở dữ liệu, chẳng hạn như hỏi đáp, tạo, cập nhật, có thể được thực hiện bằng các method đơn giản. Đối với các thao tác phức tạp hơn, chẳng hạn như các tập kết quả phức tạp và cất các thủ tục các tham số IN và OUT, JDBC có các lệnh riêng biệt. Đối với các chương trình tự động và các công cụ của các nhà thiết kế, JDBC có các class và các method MetaData, các class và các method này cung cấp các thông tin về rất nhiều các đặc điểm mà cơ sở dữ liệu hỗ trợ, cấu trúc bảng, và các đặc điểm khác.
Chú ý:
Khái niệm các stored procedure là các hàm và thủ tục bao gồm các lệnh dựa trên cơ sở dữ liệu được cất trên server cơ sở dữ liệu. Khi các chương trình phía client muốn thực hiện một hàm thì thay vì phải dùng các lệnh cơ sở dữ liệu, thì chũng gọi các stored procedure. Điểm thuận lợi của việc gọi này là stored procedure ở trên server, điều này cho phép tính đồng nhất, vấn đề an ninh và có hiệu quả. Cũng giống như các thử tục thông thường, các stored procedure cũng lấy các tham số. Các tham số IN được truyền cào các stored procedure và chũng không được trả
lại; Các tham số OUT là các giá trị được các stored procedure trả về. Khi làm việc với các stored procedure, hệ thống phải làm việc với các tham số này cũng với bất kỳ một tập kết quả nào (ResultSet).
Các phần sau này sẽ đề cập cụ thể hơn về các class và các method về JDBC.
Sự áp dụng JDBC
JDBC được thực hiện giống như gói (package) java.sql. Bạn dùng gói này bằng cách khai báo import java.sql.* trong các chương trình Java của bạn. Hình vẽ sau đây mô tả chiến lược thực hiện JDBC. Phần bên dưới lớp API là trình quản lý trình điều khiển JDBC cho rất nhiều loại cơ sở dữ liệu viết cho sự kết hợp giữa phần cứng và hệ điều hành, điều này là một phần của mô hình Java máy ảo. Trình quản lý trình điều khiển JDBC có thể được viết cho một cơ sở dữ liệu cụ thể nào đó hoặc nó có thể là một trình quản lý trình điều khiển chung cho nhiều cơ sở dữ liệu. H•ng Sun có trình quản lý trình điều khiển cho các cơ sở dữ liệu chung JDBC và co cả trình quản lý trình điều khiển cho cơ sở dữ liệu ODBC.
Cầu nối JDBC/ODBC (Bridge JDBC/ODBC) là một lớp mỏng bên trên JDBC để hướng các lời gọi đến JDBC xang các lời gọi cho ODBC. Trình cầu nối này được cung cấp miễn phí với JDBC, và đ• được Intersolv phát triển. Cầu nối JDBC/ODBC là một lớp rất mỏng bởi vì JDBC rất giống với ODBC về mặt thiết kế các class và các method ( do vậy không cần một lớp với nhiều chương trình để chuyển đổi bởi lẽ bản thân JDBC và ODBC cũng đ• có rất nhiều điểm giống nhau) và JDBC cho phép truy cập vào tất cả các cơ sở dữ liệu chính thông qua các trình điều khiển của ODBC. Vì JDBC rất gần gũi với ODBC h•ng Sun đ• làm cho nó trở nên dễ dàng đối với các nhà phát triển và các nhà cung cấp phần mềm độc lập có thể bắt đầu phát
triển các ứng dụng về cơ sở dữ liệu bằng Java. Nếu như họ đ• phát triển một trình giao tiếp cơ sở dữ liệu hoàn toàn khác thì sẽ mất rất nhiều thời gian và công sức để có thể giao tiếp Java với các cơ sở dữ liệu chính.
Các nhà cung cấp như Oracle và Borland có các trình điều khiển cho JDBC để truy cập trực tiếp vào các cơ sở dữ liệu của họ chẳng hạn như cơ sở dữ liệu Oracle 7 của Oracle và Interbase của Borland. Các trình điều khiển này cũng có giá trị tương tự trong việc phát triển các ứng dụng về cơ sở dữ liệu dùng Java.
Nếu ta nhìn sâu hơn một chút về các đặc điểm của JDBC, chúng ta sẽ thấy là JDBC có sự lựa chọn và load các trình điều khiển hoàn toàn động, các trình giao tiếp cho các kết nối, các lệnh và các tập kết quả. JDBC được thực hiện như một dữ liệu ống trong ngữ cảnh các tập kết quả có chứa các dòng dữ liệu và cả sự mô tả về các dòng dữ liệu. Sự mô tả về các dòng dữ liệu được gọi là tập kết quả MetaData. Dùng các method trong java.sql, một chương trình có thể yêu cầu loại của tập kết quả chẳng hạn như các tên của các cột và các kiểu dữ liệu. JDBC đ• chuẩn bị các lệnh và các đối tượng lệng có thể gọi được cho các cơ sở dữ liệu địa phương xử lý dùng các thủ tục đ• được biên dịch và các stored procedure.
Hình 1. JDBC Implementation components. Giới thiệu cụ thể về các class của JDBC
Khi bạn nhìn vào hệ thống cấp bậc của các class JDBC, như mô tả trên hình dưới đây, bạn sẽ thấy các đối tượng được đặt trong một cấu trúc tăng dần. Trình quản lý trình điều khiển kết nối với cơ sở dữ liệu và trả về một đối tượng kết nối. Bạn dùng các method có liên quan đến các lệnh trong một đối tượng kết nối đẻe thực hiện các lệnh của