Java程序员的存储过程

原文：http://www.onjava.com/pub/a/onjava/2003/08/13/stored_procedures.html
by Nic Ferrier

本文阐述了怎么使用DBMS存储过程。我阐述了使用存储过程的基本的和高级特性，比如返回ResultSet。本文假设你对DBMS和JDBC已经非常熟悉，也假设你能够毫无障碍地阅读其它语言写成的代码（即不是Java的语言），但是，并不要求你有任何存储过程的编程经历。
存储过程是指保存在数据库并在数据库端执行的程序。你可以使用特殊的语法在Java类中调用存储过程。在调用时，存储过程的名称及指定的参数通过JDBC连接发送给DBMS，执行存储过程并通过连接（如果有）返回结果。
使用存储过程拥有和使用基于EJB或CORBA这样的应用服务器一样的好处。区别是存储过程可以从很多流行的DBMS中免费使用，而应用服务器大都非常昂贵。这并不只是许可证费用的问题。使用应用服务器所需要花费的管理、编写代码的费用，以及客户程序所增加的复杂性，都可以通过DBMS中的存储过程所整个地替代。
你可以使用Java，Python，Perl或C编写存储过程，但是通常使用你的DBMS所指定的特定语言。Oracle使用PL/SQL，PostgreSQL使用pl/pgsql，DB2使用Procedural SQL。这些语言都非常相似。在它们之间移植存储过程并不比在Sun的EJB规范不同实现版本之间移植Session Bean困难。并且，存储过程是为嵌入SQL所设计，这使得它们比Java或C等语言更加友好地方式表达数据库的机制。
因为存储过程运行在DBMS自身，这可以帮助减少应用程序中的等待时间。不是在Java代码中执行4个或5个SQL语句，而只需要在服务器端执行1个存储过程。网络上的数据往返次数的减少可以戏剧性地优化性能。

使用存储过程

简单的老的JDBC通过CallableStatement类支持存储过程的调用。该类实际上是PreparedStatement的一个子类。假设我们有一个poets数据库。数据库中有一个设置诗人逝世年龄的存储过程。下面是对老酒鬼Dylan Thomas（old soak Dylan Thomas，不指定是否有关典故、文化，请批评指正。译注）进行调用的详细代码：

try
{
int age = 39;
String poetName = "dylan thomas";
CallableStatement proc =
connection.prepareCall("{ call set_death_age(?, ?) }");
proc.setString(1, poetName);
proc.setInt(2, age);
cs.execute();
}
catch (SQLException e)
{
// ....
}

传给prepareCall方法的字串是存储过程调用的书写规范。它指定了存储过程的名称，？代表了你需要指定的参数。
和JDBC集成是存储过程的一个很大的便利：为了从应用中调用存储过程，不需要存根（stub）类或者配置文件，除了你的DBMS的JDBC驱动程序外什么也不需要。
当这段代码执行时，数据库的存储过程就被调用。我们没有去获取结果，因为该存储过程并不返回结果。执行成功或失败将通过例外得知。失败可能意味着调用存储过程时的失败（比如提供的一个参数的类型不正确），或者一个应用程序的失败（比如抛出一个例外指示在poets数据库中并不存在“Dylan Thomas”）

结合SQL操作与存储过程

映射Java对象到SQL表中的行相当简单，但是通常需要执行几个SQL语句；可能是一个SELECT查找ID，然后一个INSERT插入指定ID的数据。在高度规格化（符合更高的范式，译注）的数据库模式中，可能需要多个表的更新，因此需要更多的语句。Java代码会很快地膨胀，每一个语句的网络开销也迅速增加。
将这些SQL语句转移到一个存储过程中将大大简化代码，仅涉及一次网络调用。所有关联的SQL操作都可以在数据库内部发生。并且，存储过程语言，例如PL/SQL，允许使用SQL语法，这比Java代码更加自然。下面是我们早期的存储过程，使用Oracle的PL/SQL语言编写：

create procedure set_death_age(poet VARCHAR2, poet_age NUMBER)
poet_id NUMBER;
begin
SELECT id INTO poet_id FROM poets WHERE name = poet;
INSERT INTO deaths (mort_id, age) VALUES (poet_id, poet_age);
end set_death_age;

很独特？不。我打赌你一定期待看到一个poets表上的UPDATE。这也暗示了使用存储过程实现是多么容易的一件事情。set_death_age几乎可以肯定是一个很烂的实现。我们应该在poets表中添加一列来存储逝世年龄。Java代码中并不关心数据库模式是怎么实现的，因为它仅调用存储过程。我们以后可以改变数据库模式以提高性能，但是我们不必修改我们代码。
下面是调用上面存储过程的Java代码：

public static void setDeathAge(Poet dyingBard, int age)
throws SQLException
{
Connection con = null;
CallableStatement proc = null;

try
{
con = connectionPool.getConnection();
proc = con.prepareCall("{ call set_death_age(?, ?) }");
proc.setString(1, dyingBard.getName());
proc.setInt(2, age);
proc.execute();
}
finally
{
try
{
proc.close();
}
catch (SQLException e) {}
con.close();
}
}

为了确保可维护性，建议使用像这儿这样的static方法。这也使得调用存储过程的代码集中在一个简单的模版代码中。如果你用到许多存储过程，就会发现仅需要拷贝、粘贴就可以创建新的方法。因为代码的模版化，甚至也可以通过脚本自动生产调用存储过程的代码。

Functions

存储过程可以有返回值，所以CallableStatement类有类似getResultSet这样的方法来获取返回值。当存储过程返回一个值时，你必须使用registerOutParameter方法告诉JDBC驱动器该值的SQL类型是什么。你也必须调整存储过程调用来指示该过程返回一个值。
下面接着上面的例子。这次我们查询Dylan Thomas逝世时的年龄。这次的存储过程使用PostgreSQL的pl/pgsql：

create function snuffed_it_when (VARCHAR) returns integer '
declare
poet_id NUMBER;
poet_age NUMBER;
begin
-- first get the id associated with the poet.
SELECT id INTO poet_id FROM poets WHERE name = $1;
-- get and return the age.
SELECT age INTO poet_age FROM deaths WHERE mort_id = poet_id;
return age;
end;
' language 'pl/pgsql';

另外，注意pl/pgsql参数名通过Unix和DOS脚本的$n语法引用。同时，也注意嵌入的注释，这是和Java代码相比的另一个优越性。在Java中写这样的注释当然是可以的，但是看起来很凌乱，并且和SQL语句脱节，必须嵌入到Java String中。
下面是调用这个存储过程的Java代码：

connection.setAutoCommit(false);
CallableStatement proc =
connection.prepareCall("{ ? = call snuffed_it_when(?) }");
proc.registerOutParameter(1, Types.INTEGER);
proc.setString(2, poetName);
cs.execute();
int age = proc.getInt(2);

如果指定了错误的返回值类型会怎样？那么，当调用存储过程时将抛出一个RuntimeException，正如你在ResultSet操作中使用了一个错误的类型所碰到的一样。

复杂的返回值

关于存储过程的知识，很多人好像就熟悉我们所讨论的这些。如果这是存储过程的全部功能，那么存储过程就不是其它远程执行机制的替换方案了。存储过程的功能比这强大得多。
当你执行一个SQL查询时，DBMS创建一个叫做cursor（游标）的数据库对象，用于在返回结果中迭代每一行。ResultSet是当前时间点的游标的一个表示。这就是为什么没有缓存或者特定数据库的支持，你只能在ResultSet中向前移动。
某些DBMS允许从存储过程中返回游标的一个引用。JDBC并不支持这个功能，但是Oracle、PostgreSQL和DB2的JDBC驱动器都支持在ResultSet上打开到游标的指针（pointer）。
设想列出所有没有活到退休年龄的诗人，下面是完成这个功能的存储过程，返回一个打开的游标，同样也使用PostgreSQL的pl/pgsql语言：

create procedure list_early_deaths () return refcursor as '
declare
toesup refcursor;
begin
open toesup for
SELECT poets.name, deaths.age
FROM poets, deaths
-- all entries in deaths are for poets.
-- but the table might become generic.
WHERE poets.id = deaths.mort_id
AND deaths.age < 60;
return toesup;
end;
' language 'plpgsql';

下面是调用该存储过程的Java方法，将结果输出到PrintWriter：
PrintWriter:

static void sendEarlyDeaths(PrintWriter out)
{
Connection con = null;
CallableStatement toesUp = null;
try
{
con = ConnectionPool.getConnection();

// PostgreSQL needs a transaction to do this...
con.setAutoCommit(false);

// Setup the call.
CallableStatement toesUp
= connection.prepareCall("{ ? = call list_early_deaths () }");
toesUp.registerOutParameter(1, Types.OTHER);
getResults.execute();

ResultSet rs = (ResultSet) getResults.getObject(1);
while (rs.next())
{
String name = rs.getString(1);
int age = rs.getInt(2);
out.println(name + " was " + age + " years old.");
}
rs.close();
}
catch (SQLException e)
{
// We should protect these calls.
toesUp.close();
con.close();
}
}

因为JDBC并不直接支持从存储过程中返回游标，我们使用Types.OTHER来指示存储过程的返回类型，然后调用getObject()方法并对返回值进行强制类型转换。
这个调用存储过程的Java方法是mapping的一个好例子。Mapping是对一个集上的操作进行抽象的方法。不是在这个过程上返回一个集，我们可以把操作传送进去执行。本例中，操作就是把ResultSet打印到一个输出流。这是一个值得举例的很常用的例子，下面是调用同一个存储过程的另外一个方法实现：

public class ProcessPoetDeaths
{
public abstract void sendDeath(String name, int age);
}

static void mapEarlyDeaths(ProcessPoetDeaths mapper)
{
Connection con = null;
CallableStatement toesUp = null;
try
{
con = ConnectionPool.getConnection();
con.setAutoCommit(false);

CallableStatement toesUp
= connection.prepareCall("{ ? = call list_early_deaths () }");
toesUp.registerOutParameter(1, Types.OTHER);
getResults.execute();

ResultSet rs = (ResultSet) getResults.getObject(1);
while (rs.next())
{
String name = rs.getString(1);
int age = rs.getInt(2);
mapper.sendDeath(name, age);
}
rs.close();
}
catch (SQLException e)
{
// We should protect these calls.
toesUp.close();
con.close();
}
}

这允许在ResultSet数据上执行任意的处理，而不需要改变或者复制获取ResultSet的方法：

static void sendEarlyDeaths(final PrintWriter out)
{
ProcessPoetDeaths myMapper = new ProcessPoetDeaths()
{
public void sendDeath(String name, int age)
{
out.println(name + " was " + age + " years old.");
}
};
mapEarlyDeaths(myMapper);
}

这个方法使用ProcessPoetDeaths的一个匿名实例调用mapEarlyDeaths。该实例拥有sendDeath方法的一个实现，和我们上面的例子一样的方式把结果写入到输出流。当然，这个技巧并不是存储过程特有的，但是和存储过程中返回的ResultSet结合使用，是一个非常强大的工具。

结论

存储过程可以帮助你在代码中分离逻辑，这基本上总是有益的。这个分离的好处有：
&#8226; 快速创建应用，使用和应用一起改变和改善的数据库模式。
&#8226; 数据库模式可以在以后改变而不影响Java对象，当我们完成应用后，可以重新设计更好的模式。
&#8226; 存储过程通过更好的SQL嵌入使得复杂的SQL更容易理解。
&#8226; 编写存储过程比在Java中编写嵌入的SQL拥有更好的工具－－大部分编辑器都提供语法高亮！
&#8226; 存储过程可以在任何SQL命令行中测试，这使得调试更加容易。

并不是所有的数据库都支持存储过程，但是存在许多很棒的实现，包括免费/开源的和非免费的，所以移植并不是一个问题。Oracle、PostgreSQL和DB2都有类似的存储过程语言，并且有在线的社区很好地支持。
存储过程工具很多，有像TOAD或TORA这样的编辑器、调试器和IDE，提供了编写、维护PL/SQL或pl/pgsql的强大的环境。
存储过程确实增加了你的代码的开销，但是它们和大多数的应用服务器相比，开销小得多。如果你的代码复杂到需要使用DBMS，我建议整个采用存储过程的方式。

资源

&#8226; JDBC specification
&#8226; PostgreSQL
&#8226; Oracle Corporation's Oracle database server
&#8226; IBM's DB2 database server

作者简介：Nic Ferrier 是Web应用方面的独立软件顾问。