开发 Derby 的表功能

核心提示：Derby 是什么 Derby 是一款基于 Java 的，具有全面事务支持能力的，开发 Derby 的表功能，轻量级的关系型数据库， 2004 年 IBM 在旧金山的 LinuxWorld 宣布正在将 Cloudscape 作为开放源代码发布给 Apache Software Foundation (ASF)，这个方法

Derby 是什么

Derby 是一款基于 Java 的，具有全面事务支持能力的，轻量级的关系型数据库。 2004 年 IBM 在旧金山的 LinuxWorld 宣布正在将 Cloudscape 作为开放源代码发布给 Apache Software Foundation (ASF)，后者为其建立了一个名为“ Derby ”的孵化器项目。目前最新的版本是 10.4.2.0 。

Derby 是一个轻量级的数据库。它大概 2M 左右，包括基本的数据库引擎和内嵌的 JDBC 驱动。

它基于 Java, JDBC 和 SQL 标准。

它提供了内嵌的 JDBC 驱动，使得开发人员可以将 Derby 嵌入基于 Java 的应用解决方案。

它同时拥有 Derby 客户端 JDBC 驱动和 Derby 服务器，以支持传统意义上数据库的客户机 / 服务器模式。

它易于安装和使用。

Derby 的表功能（Derby-style table functions）

在一些数据库产品中，也有一些表功能的不同实现。比如 Oracle 的表功能，它可以使用 PL/SQL 来产生一个结果集。但由于 Derby 本身是基于 Java 实现，开发人员可以更方便的使用 Java 语言开发表功能，使得其具有一定的灵活性。

Derby 的表功能可以将外部数据包装成 Derby 中的表。外部数据可以是 XML 文件，文本文件，其它数据库中的表或一个 RSS 的订阅文件。这些信息源都可以被表示为一个 JDBC 的结果集 (ResultSet) 。

在开发人员实现表功能过程中，大部分的 ResultSet 中的方法都可以不用实现，但是一个合法的 Derby-style 的表功能必须实现以下方法。

next()

close()

wasNull()

getXXX() -- 当调用一个 Derby 表功能时，Derby 针对相应的列调用 get***() 方法。所谓的 get***() 方法是基于相应列的数据类型。

Derby 表功能的开发

创建表功能

清单 1. 创建表功能

CREATE　FUNCTION　externalStudents　
　()　
　RETURNS　TABLE　
　(　
　Id　INT,　
　Name　VARCHAR(　50　),　
　)　
　LANGUAGE　JAVA　
　PARAMETER　STYLE　DERBY_JDBC_RESULT_SET　
　READS　SQL　DATA　
　EXTERNAL　NAME　'com.test.StudentTable.read'　
　
　public　static　ResultSet　read()　{...}　
　

使用表功能

为了调用一个表功能，我们需要将一个 Table 的构造器放入一个查询的 From 字句。需要注意的是，这个表的别名 s 是语法中必须的部分。

INTO　students　SELECT　s.*　
　FROM　TABLE　(externalStudents()　)　s;　

一个使用 RSS 的表功能例子

在实际应用中，我们可能创建一个基于网络内容动态更新的数据库。网络数据源包括 HTML 页面数据，RSS 数据源，Web Service 服务等等。其中最直观和流行的是 RSS 数据源，很多新闻网站和资讯网站都会提供相应的 RSS 源供用户订阅，RSS 以其 XML 格式标准成为一种统一的消息发布方式并得到广泛应用。

下面我们以 IBM Developer Works 的 RSS 为我们的外部数据源，构建一个演示 RSS 表功能的例子。

先声明我们要定义的表功能相关名称：

表功能名称：externalWorks

表功能绑定的 Java 类名称：WorksTable

ResultSet 实现类：WorksResultSet

数据库表名称：article

数据库表结构：如表 1 所示

表 1. 数据库表结构

属性名	类型	描述
title	varchar(200)	文章标题
description	varchar(500)	文章摘要
link	varchar(200)	链接

下面是构建 RSS 表功能函数的步骤，首先创建下面的表功能。

清单 2. 构建 RSS 表功能函数

CREATE　FUNCTION　externalWorks　
　()　
　RETURNS　TABLE　
　(　title　varchar(200),　description　VARCHAR(500)　link　varchar(200)　
　)　
　LANGUAGE　JAVA　
　PARAMETER　STYLE　DERBY_JDBC_RESULT_SET　
　READS　SQL　DATA　
　EXTERNAL　NAME　'com.test.WorksTable.read'　
　

其中 create function 定义了一个表功能，该表功能返回一个包含三个属性的数据表。 EXTERNAL NAME 标识绑定的 Java 类方法，当执行表功能时会执行该方法。

这里我们将表功能绑定到 "com.test.WorksTable" 类的 read 方法，该方法返回一个 ResultSet 实例。

下面是 ResultSet 实现和返回 ResultSet 实例的 Java 代码。

清单 3. ResultSet 实现和返回 ResultSet 实例的 Java 代码

package　com.test　
　public　class　WorksTable　{　
　public　static　ResultSet　read()　
　{　
　　return　new　WorksResultSet();　
　}　
　}　
　
　
　package　com.test　
　public　class　WorksResultSet　implements　ResultSet　
　{　
　private　Element　channel;　
　private　Iterator　iterator;　
　private　SAXReader　reader;　
　private　Element　current;　//　当前节点　
　
　//　最后一次用　getString　方法取到的属性值，主要用于　wasNull　函数判断值是否为空　
　private　String　theLastRead;　
　
　public　WorksResultSet()　
　{　
　String　url　=　"http://www.ibm.com/developerworks/news/dw_dwtp.rss";　
　reader　=　new　SAXReader();　
　Document　doc　=　null;　
　try　{　
　　doc　=　reader.read(url);　
　}　
　catch　(DocumentException　e)　
　{　
　　e.printStackTrace();　
　　}　
　channel　=　doc.getRootElement().element("channel");　
　iterator　=　channel.elementIterator("item");　
　}　
　
　public　void　close()　throws　SQLException　{　
　　channel　=　null;　
　　iterator　=　null;　
　　reader　=　null;　
　current　=　null;　
　}　
　
　public　String　getString(int　index)　throws　SQLException　{　
　if　(index　==　1)　{　
　return　(theLastRead　=　current.elementText("title"));　
　}　
　else　if　(index　==　2)　
　{　
　　return　(theLastRead　=　current.elementText("description"));　
　}　
　else　if　(index　==　3)　
　{　
　　return　(theLastRead　=　current.elementText("link"));　
　}　
　else　
　{　
　　throw　new　SQLException("index　out　of　bounds");　
　}　}　
　　
　public　String　getString(String　name)　throws　SQLException　{　
　if　(name.equals("title"))　{　
　　return　(theLastRead　=　current.elementText("title"));　
　}　
　else　if　(name.equals("description"))　
　{　
　return　(theLastRead　=　current.elementText("description"));　
　}　
　else　if　(name.equals("link"))　
　{　
　return　(theLastRead　=　current.elementText("link"));　
　}　
　else　
　{　
　throw　new　SQLException("no　such　column");　
　}　}　
　　
　public　boolean　next()　throws　SQLException　{　
　if　(iterator.hasNext())　{　
　current　=　(Element)　iterator.next();　
　return　true;　
　}　
　else　
　{　
　return　false;　
　}　
　}　
　　
　public　boolean　wasNull()　throws　SQLException　{　
　if　(null　==　theLastRead)　{　
　return　true;　
　}　
　else　
　{　
　return　false;　
　}　
　}　
　
　.....　//　省略了其它未实现的　ResultSet　方法　
　}　

在 WorksResultSet 的构造器中，我们采用 dom4j 开源库里的 SAXReader 来读取 RSS 数据源。 dom4j 是一个很流行的 XML 解析开源项目，性能在当前 XML 解析库中是很好的，API 接口也定义的很简单，方便使用。我们通过 SAXReader 取到 XML 文档的引用，并将其保存在实例属性中。

在 close 方法中，我们简单将实例属性置为空值。在 getString 方法中，我们根据传进来的数值或字符串取相应的属性值。 next 方法判断文档中是否还有节点元素，并将新节点赋值给 current 实例属性。 wasNull() 是 ResultSet 判断 SQL 值是否为空的方法，一般在 getString 取到属性值后立即使用。 wasNull 根据 theLastRead 属性来判断最近所取 SQL 值是否为空。

ResultSet 接口中还有很多方法，但我们实现上述几个方法就可以简单完成一个表功能了，读者可以根据需要添加其它方法的实现。在这里，其它方法的实现只是简单抛出 UnsupportedOperationException 异常。

最后我们在 Derby 数据库中创建了 article 这样的表。

create　table　article(　title　varchar(200),　description　VARCHAR(500),　link　varchar(200)　);　

然后将 RSS 中的数据库插入到 article 的表中，externalWorks() 为之前创建的表功能函数。

INSERT　INTO　article　SELECT　s.*　FROM　TABLE　(externalWorks())　s;　

最后我们可以对 article 表进行查询，看哪些外部数据库被导入。

select　*　from　article　

下面是部分输出 :

清单 4. 部分输出

Create　stand-alone　Web　services　applications　with　Eclipse　and　Java　SE　6　
Easily　build　a　fully　functioning　Web　services　server　and　client　
application　using　the　Eclipse　IDE,　Java　SE　6,　and　Apache　Ant.　
Start　by　getting　familiar　with　the　Eclipse　IDE　and　configuring　the　
environment.　Then　run　the　application.　
　
http://www.ibm.com/developerworks/webservices　
/edu/ws-dw-ws-eclipse-javase1.html?ca=drs-tp4708　
　

一个使用 XML 的表功能例子

类似于上面 RSS 的例子，只是修改了一下 ResultSet 实现类的代码：在构造器里通过 SAXReader 直接读取 XML 文件。

清单 5. xml 表功能的构造函数

public　WorksResultSet()　{　
　String　xmlFileName　=　"dw_dwtp.xml";　
　SAXReader　saxReader　=　new　SAXReader();　
　Document　doc　=　null;　try　{　
　doc　=　saxReader.read(xmlFileName);　
　}　catch　(DocumentException　e)　{　e.printStackTrace();　
　}　channel　=　doc.getRootElement().element("channel");　
　iterator　=　channel.elementIterator("item");　
　}　

表功能的优化

默认情况下，Derby 的优化器会认为一个表功能具有以下特征。

低效的。表功能中的行的创建和循环是低效率的。这使得优化器会将表功能放入连接次序的外部从而降低循环的频度。

可重复的。有些表功能经常会被实例化多次，并且具有同样的结果。但有些表功能也许只会读取一次。如果优化器知道一个表功能是可重复的，从而将表功能放入内部的 slot，以提高效率。如果一个表功能不会被重复读取，优化器可以将其放入更外部的 slot，或者将其内容放入一个临时表格。

开发人员可以提供给优化器更多的信息，从而覆盖优化器的行为。下面描述如何使用。

无参的构造器。 表功能的类必须有一个无参的 public 的构造器。

VTI 开销评估方法。表功能类必须实现 org.apache.derby.vit.VTICosting 接口，这需要实现下列几个方法：

getEstimatedCostPerInstantiation() 方法，这个方法能够评估创建表功能及遍历表中所有行的开销。这个方法的返回结果是由累加创建开销和遍历开销两个评估结果得到的，创建开销是每次创建一个表时都存在的开销，即使创建的是一个不含任何数据的空表。遍历开销是遍历搜索表中所有行所需的开销。
通常情况下，和遍历开销相比，创建开销是微不足道的，可以忽略不计，尤其是表中包含大量数据时。但当表中仅含少量数据，而系统又需要创建大量的表功能时，表功能的创建开销就会占据很大的比重，不能被忽略了。

getEstimatedRowCount() 方法，这个方法用于估算通过表功能创建的表的总行数。

supportsMultipleInstantiations() 方法，通过这个方法能够评估出表功能是否会多次实例化。