16.5 Mit Java an eine Datenbank andocken

Zum Aufbau einer Datenbankverbindung und zur Herstellung einer Connection gibt es zwei Möglichkeiten:

• Direkt über den DriverManager: Die Verbindungsdaten stehen im Quellcode (entweder direkt, oder sie werden über Konfigurationsdateien bestimmt). Diesen Weg zeigte das Beispiel bisher.
• Über einen zentralen Namensdienst: Im JNDI ist eine vorkonfigurierte Datenquelle (DataSource) abgelegt, die wir entnehmen und über die wir eine Verbindung aufbauen.

Im Java-Enterprise-Bereich ist das übliche Vorgehen der zweite Weg über eine DataSource. Wir wollen uns doch zunächst mit dem DriverManager beschäftigen, bevor wir zur DataSource und zum JNDI kommen.

Alle verwendeten Klassen und Schnittstellen für den Datenbankteil liegen unter java.sql.*. Wenn wir mit einem Namensdienst arbeiten, sind Typen aus dem Paket javax.naming nötig.

16.5.1 Der Treiber-Manager *

Alle Datenbanktreiber werden an einer zentralen Stelle, dem Treiber-Manager, gesammelt. Die Zentrale ist in Java durch die Klasse DriverManager gegeben. Die Methoden der Klasse sind statisch, da sich ein Exemplar dieser Klasse nicht erzeugen lässt; der Konstruktor ist privat. Die wichtigste Methode des Treiber-Managers ist statisch und heißt getConnection(). Mit ihr können wir eine Verbindung zur Datenbank aufbauen. Es lassen sich aber auch alle angemeldeten Treiber erfragen.

16.5.2 Den Treiber laden

Vor der Ausführung der JDBC-Befehle muss ein passender Datenbanktreiber geladen werden. Der Datenbanktreiber ist eine Java-Klasse, die beim Treiber-Manager angemeldet sein muss.

Vor Java 6 und bei nicht vorbereiteten Datenbanken ist die Treiberklasse von Hand einzubinden. Zwei Möglichkeiten sind populär:

• Die Property jdbc.drivers enthält den Namen des Datenbanktreibers. Auf der Kommandozeile lässt sich die Variable mit dem Schalter -D einfach setzen:

$ java -Djdbc.drivers=org.hsqldb.jdbcDriver <Javaklasse>

• Die zweite Möglichkeit bietet der Aufruf von Class.forName(driverclassname), die eine Treiberklasse lädt. Sie trägt sich automatisch beim Treiber-Manager ein.

final class java.lang.Class<T>
implements Serializable, GenericDeclaration, Type, AnnotatedElement

• static Class forName(String className) throws ClassNotFoundException
  Sucht, lädt und bindet die Klasse mit dem qualifizierten Namen className ins Laufzeitsystem ein. Die statische Methode liefert ein Class-Objekt zurück, falls sie die Klasse laden kann, andernfalls quittiert sie einen Fehler mit einer ClassNotFoundException.

Die Programmzeilen für das manuelle Laden der Klasse org.hsqldb.jdbcDriver sind somit:

Listing 16.3: com/tutego/insel/jdbc/DriverManagerDemo.java, Ausschnitt

try
{
  Class.forName( "org.hsqldb.jdbcDriver" );
}
catch ( ClassNotFoundException e )
{
  // Blöd: Treiber konnte nicht geladen werden.
  e.printStackTrace();
}

Da wir die Klasse nur laden, aber die Referenz auf den Klassen-Deskriptor nicht benötigen, belassen wir es bei einem Aufruf und beachten den Rückgabewert nicht. Diese Class.forName() löst eine ClassNotFoundException aus, falls die Klasse nicht gefunden wurde, der Treiber also nicht geladen werden konnte.

16.5.3 Eine Aufzählung aller Treiber *

Die statische Methode DriverManager.getDrivers() liefert eine Aufzählung der angemeldeten Treiber. Die folgenden Zeilen geben einfach den Klassennamen aus – die Treiber implementieren nicht unbedingt eine sinnvolle toString()-Methode, sodass wir uns mit dem Klassennamen begnügen:

Listing 16.4: com/tutego/insel/jdbc/DriverManagerDemo.java, Ausschnitt

for ( Enumeration<Driver> e = DriverManager.getDrivers(); e.hasMoreElements(); )
  System.out.println( e.nextElement().getClass().getName() );

Die Elemente, die durch die Enumeration ausgelesen werden, sind Treiberobjekte vom Typ Driver. Jeder Datenbanktreiber implementiert diese Schnittstelle. Mit dem manuell geladenen Treiber org.hsqldb.jdbcDriver und dem Standard-JDBC-ODBC-Treiber verbunden ist die Ausgabe:

sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver
org.hsqldb.jdbcDriver

16.5.4 Log-Informationen *

Zu Testzwecken bietet es sich an, Informationen des Treibers und der Datenbank in einen speziellen Ausgabekanal zu schreiben. Wir können die Log-Informationen so umlenken, dass sie in den Standardausgabestrom geschrieben werden. Das macht die statische Methode setLogWriter(), die einen PrintWriter als Parameter erwartet:

Listing 16.5: com/tutego/insel/jdbc/DriverManagerDemo.java, Ausschnitt

DriverManager.setLogWriter( new PrintWriter( System.out ) );
Class.forName( "org.hsqldb.jdbcDriver" );

Da damit die Log-Ausgaben in den Standard-Ausgabekanal kommen, ist die Ausgabe für das Laden des HSQLDB-Treibers:

JdbcOdbcDriver class loaded
registerDriver: driver[className=sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver,sun.jdbc.odbc.
JdbcOdbcDriver@173a10f]
DriverManager.initialize: jdbc.drivers = null
JDBC DriverManager initialized
registerDriver: driver[className=org.hsqldb.jdbcDriver,org.hsqldb.jdbcDriver@530daa]

Nicht nur Treiber und SQL-Klassen nutzen den Log-Stream, auch wir können Zeichenketten ausgeben. Dazu dient die statische Methode println(), die als Parameter nur einen String annimmt. println() ist so implementiert, dass bei einem nicht gesetzten Log-Stream die Ausgabe unterbleibt.

class java.sql.DriverManager

• static void setLogWriter(PrintWriter out)
  Setzt den Log-Writer und startet damit das Logging. Mit dem Argument null wird das Logging wieder ausgeschaltet.
• static PrintWriter getLogWriter()
  Liefert den angemeldeten Log-Writer.
• static void println(String message)
  Schreibt eine Meldung in den Log-Stream.

16.5.5 Verbindung zur Datenbank auf- und abbauen

Nach dem Laden des Treibers können wir eine Verbindung zur Datenbank mithilfe des Connection-Objekts aufbauen, das DriverManager.getConnection() zurückgibt. Der Methode wird eine Datenbank-URL mitgegeben und optional Benutzername und Passwort.

Die Datenquelle angeben

Alle Datenquellen sind durch eine besondere URL qualifiziert, die folgendes Format besitzt:

jdbc:Subprotokoll:Datenquellenname

Die Datenbank definieren jeweils unterschiedliche Subprotokolle, und die Angabe des Servernamens ist auch immer individuell:

Verbindung aufnehmen

Der Aufruf von DriverManager.getConnection() liefert – wenn alles gut geht – ein Connection-Objekt, das die Verbindung mit der Datenbank repräsentiert.

con = DriverManager.getConnection( "jdbc:hsqldb:file:TutegoDB;shutdown=true",
                                   "sa", "" );

Die statische Methode getConnection() erwartet bis zu drei Parameter: Die URL der Datenbank, zu der die Verbindung aufgenommen werden soll, ist der Pflichtparameter. Der Anmeldename und das Passwort sind optional und können auch leere Strings ("") sein, wenn eine Authentifizierung keine Rolle spielt.

Meldet getConnection() keinen Fehler, so liefert sie uns eine geöffnete Datenbankverbindung.

class java.sql.DriverManager

• static Connection getConnection(String url) throws SQLException
  Versucht, eine Verbindung zur Datenbank aufzubauen. Die Klasse DriverManager sucht dabei einen passenden Treiber aus der Liste der registrierten JDBC-Treiber für die Datenbank.
• static Connection getConnection(String url, String user, String password)
  throws SQLException
  Versucht, eine Verbindung zur Datenbank aufzubauen. user und password werden für die Verbindung zur Datenbank verwendet.
• static Connection getConnection(String url, Properties info)
  throws SQLException
  Versucht, eine Verbindung zur Datenbank aufzubauen. Im Properties-Objekt können die Felder user und password sowie weitere Informationen vorhanden sein.

Abbildung 16.15: Klassendiagramm für DriverManager

Verbindung beenden

Da eine Verbindung zu schließen ist (und nicht der DriverManager), finden wir eine Methode close() beim Connection-Objekt. Verbindungen zu schließen ist immens wichtig, sodass dieser Teil im Allgemeinen im finally-Block steht:

Listing 16.6: com/tutego/insel/jdbc/FirstSqlAccess.java, Ausschnitt

Connection con = null;

try
{
  con = DriverManager.getConnection( ... );
  ...
}
catch ( SQLException e )
{
  e.printStackTrace();
}
finally
{
  if ( con != null )
    try { con.close(); } catch ( SQLException e ) { e.printStackTrace(); }
}

interface java.sql.Connection
extends Wrapper, AutoCloseable

• void close() throws SQLException
  Schließt die Verbindung zur Datenbank. Auch hier kann eine SQLException auftauchen.

Wartezeit einstellen

Wenn wir uns mit der Datenbank verbinden, lässt sich noch eine Wartezeit in Sekunden einstellen, die angibt, wie lange der Treiber für die Verbindung mit der Datenbank warten darf. Gesetzt wird dieser Wert mit setLoginTimeout(), und entsprechend wird er mit getLoginTimeout() ausgelesen. Standardmäßig ist dieser Wert 0.

class java.sql.DriverManager

• static void setLoginTimeout(int seconds)
  Setzt die Zeit, die maximal gewartet wird, wenn der Treiber sich mit einer Datenbank verbindet.
• static int getLoginTimeout()
  Liefert die Wartezeit in Sekunden.

Wie der Treiber gefunden wird – hinter den Kulissen von getConnection() *

Es lohnt sich, einmal hinter die Kulissen der Methode getConnection() zu blicken. Das DriverManager-Objekt wird veranlasst, die Verbindung zu öffnen. Dabei versucht es, einen passenden Treiber aus der Liste der JDBC-Treiber auszuwählen. Sein Treiber verwaltet die Klasse DriverManager in einem privaten Objekt DriverInfo. Dieses enthält ein Treiber-Objekt (Driver), ein Objekt (securityContext) und den Klassennamen (className).

Bei getConnection() geht der DriverManager die Liste der DriverInfo-Objekte ab und versucht, sich über die connect()-Methode anzumelden. Bemerkt der Treiber, dass er mit der URL nicht viel anfangen kann, gibt er null zurück, und getConnection() versucht es mit dem nächsten Treiber. Ging alles daneben und konnte keiner der angemeldeten Treiber etwas mit dem Subprotokoll anfangen, so bekommen wir eine SQLException("No suitable driver", "08001").

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