Transparents (PowerPoint)

(1)

16 Base de

données objet

(2)

Introduction



Persistance transparente dans un langage objet



Pas de défaut d’impédance

–

pas de transformation entre modèles



Navigation rapide vs jointure

–

stockage en grappe

–

accès par pointeur



Quelques niches

–

ingénierie, télécom, applications scientifiques, Web 2, …

–

graphe d’objets complexe

–

temps réel

–

BD enchâssée



Norme ODMG



Portail : http://www.odbms.org/

(3)

16.1 Le langage de définition de données ODL

 Basé sur IDL (CORBA/OMG)

 Non supporté

– association n-aire n>2

– classe associative

 Types littéraux (valeurs)/objets

(4)

Exemple UML

Personne nom : String

prénom : String

setNomPrénom(n : String, p : String)

Mem bre

téléphoneRésidence : String

$ nbMaxPrêts : Integer = 5

$ duréeMaxPrêts : Integer = 7 nbRetards() : Integer

PrêtEnCours retour(date : Date) PrêtArchivé

dateRetour : Date

{dateRetour >= datePrêt}

{statut = "prêté" ssi PrêtEn Cours de l'Exemplaire est non vide}

{Le nombre de PrêtEnCours d'un Membre <= nbMaxPrêts}

Employé {UNIQUE : codeMatricule}

codeMatricule : String

catégorieEmployé : enum(bibliothécaire, commis) catégorieUtilisateur

Catégorie {UNIQUE: code}

code : String descripteur : String

0..1

* parent 0..1

enfant

* Auteur

Editeur {UNIQUE: nomEditeur}

nomEditeur : String ville : String

Livre {UNIQUE: ISBN}

ISBN : String titre : String

annéeParution : TypeDonnéesAnnée nbExemplairesDisponibles() : Integer

1 ** 1 1..*

1..* 1..*

1..*

1

1..*

1

1..*

Exemplaire {UNIQUE: idExem plaire}

idExem plaire : String dateAchat : Date

statut : enum(prêté, disponible, retiré) 1..*

1

1..*

1 Prêt datePrêt : Date

getEm prunteur() : Utilisateur getExemplaire() : Exem plaire

1

*

1

* Utilisateur

{UNIQUE :idUtilisateur}

idUtilisateur : String motPasse : String setMotPasse(m : String) nbPrêtsEnCours() : Integer

*

1 *

1

{ordonné}

{Il ne peut y avoir plus d'un PrêtEnCours pour un même Exemplaire}

{disjointe, complète}

{chevauchante, complète}

TypeDonnéesAnnée {Integer > 0 }

<<datatype>>

(5)

16.1.1 Classe et interface ODL

Class Livre

( extent livres

key ISBN)

{ attribute string ISBN;

attribute string titre;

attribute integer annéeParution;

relationship set<Exemplaire> lesExemplaires inverse Exemplaire::leLivre

relationship list<Auteur> lesAuteurs inverse Auteur::lesLivres

integer nbExemplairesDisponibles();

};

(6)

Interface Personne

{ attribute string nom;

attribute string prénom;

void setNomPrénom(in string n; in string p);

};

16.1.1.1 INTERFACE ODL

 Pas d ’extent (non instantiable)

 Attribut/association

– équivalent lecteur/modifieur

– non hérité par interface

(7)

16.1.2 Héritage d'interface (:) et de classe (extends)

Class Utilisateur : Personne ( extent utilisateurs

key idUtilisateur) { attribute string nom;

attribute string prénom;

attribute string idUtilisateur;

attribute string motPasse;

relationship set<Prêt> lesPrêts inverse Prêt::lUtilisateur void setMotPasse(in String m);

integer nbPrêtsEnCours();

};

Class Employé extends Utilisateur ( extent employés

key codeMatricule)

{ attribute string codeMatricule;

attribute enum CatEmp{bibliothécaire, commis}catégorieEmployé;

};

(8)

16.1.3 Littéral ODL

Literal_type

Atomic_literal Collection_literal Structured_literal

long long long short

unsigned long unsigned short

float double

boolean

octet char

string

T set

T bag

T list

T array

K, T dictionary

date

time

timestamp

interval

listeAttributs struct

liste Valeurs

(9)

Littéral structuré

Class Membre

( extent membre key noMembre)

{ struct typeDonnéesAdresse{

integer noCivique;

integer numéroAppartement;

string nomRue;

string nomVille;

string nomProvince;

string nomPays;

string codePostal;

};attribute integer noMembre;

attribute string nom;

attribute string prénom;

attribute adresse typeDonnéesAdresse;

};

Membre {UNIQUE : noMembre}

noMembre : Integer nom : String

prénom : String

adresse : typeDonnéesAdresse

typeDonnéesAdresse numéroCivique : Integer

numéroAppartement : Integer nomRue : String

nomVille : String nomProvince : String nomPays : String codePostal : String

<<datatype>>

(10)

16.1.4 Collections ODL

Class Livre

( extent livres

key ISBN)

{ …

attribut set<Exemplaire> lesExemplaires

… };

Class Exemplaire

( extent exemplaires key idExemplaire) {

… attribut Livre leLivre

…

};

(11)

16.1.5 Association en ODL (relationship)

Class Livre

( extent livres

key ISBN)

{ …

relationship set<Exemplaire> lesExemplaires inverse Exemplaire::leLivre

… };

Class Exemplaire

( extent exemplaires key idExemplaire)

{ …

relationship Livre leLivre

inverse Livre::lesExemplaires

…

};

(12)

16.1.6 Spécification de la signature des opérations

Class Utilisateur : Personne ( extent utilisateurs

key idUtilisateur) { attribute string nom;

attribute string prénom;

attribute string idUtilisateur;

attribute string motPasse;

relationship set<Prêt> lesPrêts

inverse Prêt::lUtilisateur void setMotPasse( in String m);

integer nbPrêtsEnCours();

};

(13)

16.2 Objets

transients/persistants

 Cohabitation des objets

transiants/persistants pour une même classe

 Persistance par atteignabilité (par

référence)

(14)

16.2.1 Constructeurs d'objets

Interface ObjectFactory { Object new();

};

Interface Object

{ enum Lock_Type{read, write, upgrade};

void lock(in Lock_Type mode) raises(LockNotGranted);

boolean try_lock(in Lock_Type mode);

boolean same_as(in Object anObject);

Object copy();

void delete();

};

(15)

16.2.2 Contrôle de concurrence

 Pessimiste par défaut

– verrouillage en deux phases

– mode read (partagé) en lecture

– mode write (exclusif) en écriture

– mode upgrade

 demande explicite par lock() ou try-lock()

(16)

16.2.3 Noms de racines persistantes



bind() pour créer un nom de racine persistante

–

extent est une racine persistante



persistance par atteignabilité (reachability)

–

objets qui sont référencés par une racine deviennent persistants

–

au commit



lookup() pour chercher la racine

Interface Database

{ void open(in String anOdmsName)

raises(DatabaseNotFound,DatabaseOpen);

void close() raises(DatabaseClosed, TransactionInProgress);

void bind(in Object anObject, in String aName) raises(DatabaseClosed, ObjectNameNotUnique, TransactionNotInProgress);

Object unbind(in String aName)

raises(DatabaseClosed, ObjectNameNotFound, TransactionNotInProgress);

Object lookup(in String aName)

raises(DatabaseClosed, ObjectNameNotFound, TransactionNotInProgress);

ODLMetaObjects::Module schema()

raises(DatabaseClosed, TransactionInProgress) ;

(17)

Autres approches de contrôle de la persistance

 Contrôle programmatique explicite

– objet.makePersistent()

 Par héritage

– sous-classes d ’une classe spéciale

(18)

16.2.4 Gestion des OID persistants

 Table OID -> adresse transiante

– coût important de traduction

 Mutation de pointeurs (pointer swizzling)

– bit qui distingue entre OID et adresse transiante

– quand muter ?



Automatique : au chargement



À la demande : au premier parcours



Mécanisme de mémoire virtuelle (hardware)

–

Object Store

(19)

16.3 Le langage de requête OQL

 Similarités avec SQL

– table -> racine persistente

 Grammaire complète :

– http://www.odmg.org

(20)

16.3.1 SELECT de base

 Le titre des livres parus après 1999

SELECT l.titre FROM livres AS l

WHERE l.annéeParution > 1999 type du résultat :

litteral bag<String>

Class Livre

( extent livres key ISBN)

{ attribute string ISBN;

attribute string titre;

attribute integer annéeParution;

relationship set<Exemplaire> lesExemplaires inverse Exemplaire::leLivre;

relationship list<Auteur> lesAuteurs inverse Auteur::lesLivres;

relationship Editeur lEditeur

inverse Editeur::lesLivres;

relationship Catégorie laCatégorie inverse Catégorie::lesLivres;

integer nbExemplairesDisponibles();

};

(21)

16.3.2 Clause DISTINCT

 Le titre et l'année des livres parus après 1999 sans doublons

SELECT DISTINCT l.titre, l.annéeParution FROM livres l

WHERE l.annéeParution > 1999 type du résultat :

litteral set<struct<titre:String,annéeParution integer>>

(22)

16.3.3 Constructeur STRUCT

 Le titre et l'annéeParution des livres parus après 1999

 Équivalent à

SELECT STRUCT(titre:l.titre, annéeParution:l.annéeParution) FROM livres AS l

WHERE l.annéeParution > 1999 type du résultat :

litteral bag<struct<titre:String,annéeParution:integer>>

SELECT l.titre,l.annéeParution FROM livres AS l

WHERE l.annéeParution > 1999 type du résultat :

litteral bag<struct<titre:String,annéeParution:integer>>

(23)

16.3.4 Sélection d'objets de la BD

 Collection de références aux objets de la classe Livre parus après 1999

 Peut ensuite manipuler les objets persistants

SELECT l

FROM livres l

WHERE l.annéeParution > 1999 type du résultat :

litteral bag<Livres>

(24)

16.3.5 Requête sans SELECT

 Collection des livres

livres

type du résultat :

set<Livres>

(25)

16.3.6 Expressions de chemins

 Le titre de l ’objet unLivre (type Livre)

 Exemple avec une opération

unLivre.titre

type du résultat : String

unLivre.nbExemplaires() type du résultat :

litteral integer

(26)

Expressions de chemins (suite)

 Naviguer une association

 En cascade

unLivre.lesExemplaires type du résultat :

set<Exemplaire>

unLivre.laCatégorie.leParent type du résultat :

Catégorie

(27)

Navigation à travers une collection

 Les idExemplaires d'un livre

 Les idExemplaire des livres de l'année 2000

SELECT e.idExemplaire

FROM unLivre.lesExemplaires AS e type du résultat :

litteral bag<String>

SELECT e.idExemplaire

FROM livres AS l, l.lesExemplaires AS e WHERE l.annéeParution = 2000

type du résultat :

litteral bag<String>

(28)

Navigation à travers une collection (suite)

 Le ISBN des livres actuellement empruntés par le membre dont le idUtilisateur = ‘unId’

SELECT p.lExemplaire.leLivre.ISBN

FROM membres AS m, m.lesPrêts AS p WHERE m.idUtilisateur = "unID" AND

P IN prêtsEnCours type du résultat :

litteral bag<String>

(29)

16.3.7 SELECT enchâssé dans le FROM

 les idExemplaire des livres de l'an 2000

SELECT e.idExemplaire

FROM (SELECT l.lesExemplaires FROM livres AS l

WHERE l.annéeParution = 2000) AS l2k, l2k.lesExemplaires AS e

type du résultat :

litteral bag<String>

(30)

16.3.8 SELECT enchâssé dans la

spécification du résultat d'un SELECT

 Les ISBN des livres de l'an 2000

accompagnés de leurs exemplaires empruntés

SELECT

STRUCT(ISBN: l.ISBN, emprunts:(SELECT e

FROM l.lesExemplaires AS e WHERE e.statut = "prêté")) FROM livres AS l

WHERE l.annéeParution = 2000 type du résultat :

litteral bag<STRUCT<ISBN:String,emprunts:set<Exemplaire>>

(31)

16.3.9 Aplatissement d'une collection de collections (FLATTEN)

 FLATTEN(set ( set(1, 3), set (2, 5, 3), set (5, 8)) ) = set(1, 2, 3, 5, 8)

 Extraire les exemplaires des livres parus en l'an 2000

FLATTEN (SELECT l.lesExemplaires FROM livres AS l

WHERE l.annéeParution = 2000) type du résultat :

litteral bag<Exemplaire>

(32)

16.3.10 Extraction de l'élément d'un singleton (ELEMENT)

 Retourner l’objet de la classe

Livre qui correspond au ISBN =

‘111-11111-11’

element(

SELECT l FROM livres AS l

WHERE l.ISBN = "111-11111-11"

)

(33)

16.3.11 Constructeurs d'objets



Le constructeur suivant construit un objet de la classe Exemplaire

Class Exemplaire

( extent exemplaires key idExemplaire)

{ attribute string idExemplaire;

attribute date dateAchat;

attribute enum statut {prêté,disponible,retiré};

relationship Livre leLivre

inverse Livre::lesExemplaires relationship set<Prêt> lesPrêts

inverse Prêt::lExemplaire };

Exemplaire(

idExemplaire : "A1E2F",

dateAchat : date "2000-04-25", statut : "disponible",

leLivre : element(

SELECT l FROM livres AS l

WHERE l.ISBN = "111-11111-11"),

LesPrêts : set())

(34)

16.3.12 Comparaison par identité ou par valeur

 Le = compare les OID des objets

(35)

16.3.13 Quantificateurs FOR ALL et EXISTS

 Les livres dont tous les exemplaires sont empruntés

 Les livres dont au moins un exemplaire est emprunté

SELECT l

FROM livres AS l

WHERE FOR ALL e IN l.lesExemplaires : e.statut = "prêté"

type du résultat : litteral set<Livre>

SELECT l

FROM livres AS l

WHERE EXISTS e IN l.lesExemplaires : e.statut = "prêté"

type du résultat :

litteral set<Livre>

(36)

16.3.14 Quantificateurs SOME, ANY et ALL

e1 op {SOME|ANY} e2

EXISTS ele IN e2 : e1 op ele

e1 op ALL e2

FOR ALL ele IN e2 : e1 op ele

(37)

16.3.15 Fonctions de groupe

 Le nombre moyen d’exemplaires disponibles par livre

AVG (SELECT l.nbExemplairesDisponibles()

FROM livres AS l)

(38)

16.3.16 Partition avec GROUP BY

 Le nombre d’exemplaires disponibles par années de parution pour les années où le nombre dépasse 100

SELECT année,

nombreDisponibles :

SUM(SELECT l.nbExemplairesDisponible() FROM partition) FROM livres AS l

GROUP BY année : l.annéeParution

HAVING SUM(SELECT l.nbExemplairesDisponible() FROM partition) > 100 type du résultat :

litteral bag<struct<année : integer, nombreDisponibles : integer>>

(39)

16.3.18 Tri avec ORDER BY

 Les livres triés par ordre

descendant (DESC) de l’année de parution et par ordre ascendant (ASC) du titre

SELECT l

FROM livres AS l

ORDER BY l.annéeParution DESC, l.titre ASC type du résultat :

litteral set<Livre>

(40)

16.4.2.1 SCÉNARIO GLOBAL DE MANIPULATION

DE DONNÉES EN JAVA

(41)

16.4.2.2 DÉFINITION DE CLASSES CAPABLES DE PERSISTANCE

 Dcollection, Dset, Dbag, Dlist,

Darray et Dmap

(42)

16.4.2.3 CRÉATION D'UNE

RACINE PERSISTANTE

(43)

16.4.2.4 NAVIGATION À PARTIR

D'UNE RACINE PERSISTANTE

(44)

16.4.2.5 REQUÊTE SIMPLE

SUR UNE DCOLLECTION

(45)

16.4.2.6 REQUÊTE OQL

(46)

1.5 Persistance transparente avec la norme JDO

 API normalisée pour persistance transparente

 Au-dessus de

– fichiers, BD SQL, XML, etc.

 SQL

– correspondance déclarative entre les

types d'objets et tables

(47)

Exemple Livre et Editeur

(48)

(49)

Correspondance table-classe par

descripteur XML

(50)

Réalisation par modification

de code-octet

(51)

Création d’objets persistants

(52)

Utilisation d’un Extent

(53)

JDOQL

// Requête JDOQL

uneTransaction.begin();

Query unQuey =

unPM.newQuery(Editeur.class, "ville=\"Paris\" || ville = \"Longueuil\"" );

Collection leResultat = (Collection)unQuery.execute();

Iterator unIterateurRes = leResultat.iterator();

while (unIterateurRes.hasNext()){

Editeur unEditeur = (Editeur)unIterateurRes.next();

System.out.println(unEditeur.getNom());

}

unQuery.close();

uneTransaction.commit();

(54)

Modification

(55)

Supression

(56)

Hibernate

 Outil de persistence transparente Java

 Open source

 Améliorations vs EJB 2 et JDO 1

– Plain Old Java Objects (POJO)



Héritage, associations par attributs Java

– Langage de requête HQL plus proche de SQL

– Pas de manipulation de code (introspection Java)

 Support de l’API de persistance Java de

la nouvelle norme EJB3 (JSR220)

(57)

Classe Editeur

(58)

Classe Livre

(59)

Mappage objet-relationnel pour Editeur

CREATE TABLE Editeur

(nomEditeur VARCHAR(20) NOT NULL,

ville VARCHAR(20) NOT NULL,

PRIMARY KEY (nomEditeur) )

CREATE TABLE Livre

(ISBN CHAR(13) NOT NULL,

titre VARCHAR(50) NOT NULL,

anneeParution NUMBER(4) NOT NULL,

nomEditeur VARCHAR(20) NOT NULL,

PRIMARY KEY (ISBN),

FOREIGN KEY (nomEditeur) REFERENCES Editeur )

<?xml version="1.0"?>

<!DOCTYPE hibernate-mapping PUBLIC "-//Hibernate/Hibernate Mapping DTD//EN"

"http://hibernate.sourceforge.net/hibernate-mapping- 3.0.dtd">

<hibernate-mapping>

<class

name="packExempleHib.Editeur" table="Editeur">

<id name="nomEditeur"/>

<property name="ville"/>

<set name="lesLivres" inverse="true" cascade =

"all">

<key column="nomEditeur"/>

<one-to-many class="packExempleHib.Livre"/>

</set>

</class>

</hibernate-mapping>

(60)

Mappage objet-relationnel pour Livre

CREATE TABLE Editeur

(nomEditeur VARCHAR(20) NOT NULL,

ville VARCHAR(20) NOT NULL,

PRIMARY KEY (nomEditeur) )

CREATE TABLE Livre

(ISBN CHAR(13) NOT NULL,

titre VARCHAR(50) NOT NULL,

anneeParution NUMBER(4) NOT NULL,

nomEditeur VARCHAR(20) NOT NULL,

PRIMARY KEY (ISBN),

FOREIGN KEY (nomEditeur) REFERENCES Editeur

<?xml version="1.0"?>

<!DOCTYPE hibernate-mapping PUBLIC "-//Hibernate/Hibernate Mapping DTD//EN"

"http://hibernate.sourceforge.net/hibernate-mapping-3.0.dtd">

<hibernate-mapping>

<class name="packExempleHib.Livre" table="Livre">

<id name="ISBN"/>

<property name="titre"/>

<property name="anneeParution"/>

<many-to-one name="editeur"

class="packExempleHib.Editeur"

column="nomEditeur" not- null="true"/>

</class>

</hibernate-mapping>

(61)

Singleton qui démarre Hibernate et fournit l'objet SessionFactory

public class HibernateUtil {

private static SessionFactory sessionFactory;

static { try {

sessionFactory = new Configuration().configure().buildSessionFactory();

} catch (Throwable ex) {

throw new ExceptionInInitializerError(ex);

} }

public static SessionFactory getSessionFactory() { return sessionFactory;

}

public static void shutdown() {

// Ferme les antémémoires et les bassins (pool) de connexions getSessionFactory().close();

}

(62)

Fichier de configuration hibernate.cfg.xml

<?xml version='1.0' encoding='utf-8'?> <!DOCTYPE hibernate-configuration PUBLIC "-//Hibernate/Hibernate Configuration DTD//EN"

"http://hibernate.sourceforge.net/hibernate-configuration-3.0.dtd">

<hibernate-configuration>

<session-factory>

<property

name="hibernate.connection.driver_class">oracle.jdbc.driver.OracleDriver</property>

<property

name="hibernate.connection.url">jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:ORCL</property>

<property name="hibernate.connection.username">godin</property>

<property name="hibernate.connection.password">oracle</property>

<property name="dialect">org.hibernate.dialect.Oracle9Dialect</property>

</session-factory>

(63)

Une première session Hibernate qui insère deux éditeurs et deux livres

Session uneSession = HibernateUtil.getSessionFactory().openSession();

Transaction uneTransaction = uneSession.beginTransaction();

Editeur unEditeur = new Editeur("Loze-Dion","Longueuil");

Editeur unAutreEditeur = new Editeur("Addison-Wesley","Reading, MA");

Livre unLivre = new Livre("1-111-1111","SGBD",2000,unEditeur);

unEditeur.getLesLivres().add(unLivre);

Livre unAutreLivre = new Livre("2-222-2222","le titre",1999,unEditeur);

unEditeur.getLesLivres().add(unAutreLivre);

uneSession.save(unEditeur);

uneSession.save(unAutreEditeur);

uneTransaction.commit();

uneSession.close(); Persistance par référence des livres associés (voir attribut cascade dans fichier de

mappage Editeur.hbm.xml)

(64)

Une deuxième session Hibernate qui lit les données de la première session et les affiche

uneSession = HibernateUtil.getSessionFactory().openSession();

uneTransaction = uneSession.beginTransaction();

List lesEditeurs =

uneSession.createQuery("from Editeur e order by e.nomEditeur asc").list();

System.out.println( lesEditeurs.size() + " editeurs trouves:" );

for ( Iterator iterEditeurs = lesEditeurs.iterator(); iterEditeurs.hasNext(); ) { Editeur unEditeurCharge = (Editeur) iterEditeurs.next();

System.out.println("Editeur:"+ unEditeurCharge.getNomEditeur() );

System.out.println("Livres de l'editeur:" );

for ( Iterator iterLivres = unEditeurCharge.getLesLivres().iterator(); iterLivres.hasNext(); ) { Livre unLivreCharge = (Livre) iterLivres.next();

System.out.println(" "+unLivreCharge.getTitre() );

} }

uneTransaction.commit();

uneSession.close();

(65)

Une troisième session Hibernate qui extrait les éditeurs de Paris ou Longueuil

uneSession.createQuery ("from Editeur e

where e.ville = 'Paris' or e.ville = 'Longueuil'

order by e.nomEditeur asc").list();

(66)

Une quatrième session Hibernate qui modifie le titre de ISBN:1-111-1111

uneTransaction = uneSession.beginTransaction();

List lesLivres =

uneSession.createQuery("from Livre l where l.ISBN = '1-111-1111'

").list();

unLivre = (Livre)lesLivres.iterator().next();

unLivre.setTitre("UnNouveauTitre");

uneTransaction.commit();

(67)

Une cinquième session Hibernate qui supprime un livre

uneTransaction = uneSession.beginTransaction();

lesLivres =

uneSession.createQuery("from Livre l where l.ISBN = '1-111-1111' ").list();

unLivre = (Livre)lesLivres.iterator().next();

uneSession.delete(unLivre);

uneTransaction.commit();

(68)