Собеседование по Java EE — SQL, JDBC (вопросы и ответы). Часть 2

Вторая часть Вопросов и ответов для собеседования о применении SQL, JDBC в Java приложениях.

к списку вопросов раздела JEE

Собеседование по Java EE — SQL, JDBC (вопросы и ответы). Часть 1.

Вопросы

31. Расскажите про Apache DBCP API.
32. Какие вы знаете уровни изоляции соединений в JDBC?
33. Что вы знаете о JDBC RowSet? Какие существуют различные типы RowSet?
34. В чем разница между ResultSet и RowSet?
35. Приведите пример наиболее распространенных исключений в JDBC.
36. Расскажите о типах данных CLOB и BLOB в JDBC.
37. Что вы знаете о «грязном чтении» (dirty read) в JDBC? Какой уровень изоляции предотвращает этот тип чтения?
38. Какие есть две фазы commit?
39. Приведите пример различных типов блокировки в JDBC.
40. Как вы понимаете DDL и DML выражения?
41. Какая разница между java.util.Date и java.sql.Date?
42. Как вставить изображение или необработанные данные в базу данных?
43. Что вы можете рассказать о фантомном чтении? Какой уровень изоляции его предотвращает?
44. Что такое SQL Warning? Как возвратить SQL предупреждения в JDBC программе?
45. Как запустить Oracle Stored Procedure с объектами базы данных IN/OUT?
46. Приведите пример возникновения java.sql.SQLException: No suitable driver found.
47. Best Practices в JDBC.

Ответы

31. Расскажите про Apache DBCP API.

При использование DataSource для получения соединения с базой данных возникает проблема тесной связи кода с драйвером реализации DataSource. Кроме того, большинство из кода является шаблонно повторяющимся (т.н. boilerplate code), за исключением выбора класса реализации источника данных.

Apache DBCP API помогает нам избавиться от этих проблем, предоставляя реализацию DataSource, который работает в качестве уровня абстракции между нашей программой и различными драйверами JDBC. Библиотека Apache DBCP API основана на библиотеке Commons Pool library, поэтому необходимо удостовериться, что все необходимые зависимости правильно подключены к проекту.

32. Какие вы знаете уровни изоляции соединений в JDBC?

Уровень изолированности транзакций — значение, определяющее уровень, при котором в транзакции допускаются несогласованные данные, то есть степень изолированности одной транзакции от другой. Более высокий уровень изолированности повышает точность данных, но при этом может снижаться количество параллельно выполняемых транзакций. С другой стороны, более низкий уровень изолированности позволяет выполнять больше параллельных транзакций, но снижает точность данных.

Когда мы используем транзакции в JDBC для обеспечения целостности данных, СУБД использует блокировки, чтобы заблокировать доступ других обращений к данным, участвующим в транзакции. Такие блокировки необходимы, чтобы предотвратить грязное чтение (Dirty Read), неповторяющиеся чтение (Non-Repeatable Read) и фантомное чтение (Phantom-Read).
Уровень изоляции транзакции JDBC используемый СУБД для механизма блокировки можно задать с помощью метода setTransactionIsolation(). Получить информацию о применяемом уровне изоляции поможет метод Connection getTransactionIsolation().

Isolation Level	Transaction	Dirty Read	Non-Repeatable Read	Phantom Read
TRANSACTION_NONE	Not Supported	Not Applicable	Not Applicable	Not Applicable
TRANSACTION_READ_COMMITTED	Supported	Prevented	Allowed	Allowed
TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED	Supported	Allowed	Allowed	Allowed
TRANSACTION_REPEATABLE_READ	Supported	Prevented	Prevented	Allowed
TRANSACTION_SERIALIZABLE	Supported	Prevented	Prevented	Prevented

33. Что вы знаете о JDBC RowSet? Какие существуют различные типы RowSet?

JDBC RowSet содержит табличные данные в более гибком формате по сравнению с ResultSet. Все объекты RowSet являются производными из ResultSet, так что они имеют все возможности ResultSet с некоторыми дополнительными функциями. RowSet интерфейс определяется в javax.sql пакета. Можно выделить следующие дополнительные функции, предоставляемые RowSet:

• Функции похожие на Java Beans со свойствами и get\set методами для работы с ними. RowSet использует модель событий JavaBeans. В результате можно посылать уведомления любого зарегистрированного компонента для таких событий, например, движение курсора, обновления / вставка / удаление из строки и изменять содержимое RowSet.
• Объекты RowSet поддерживают скроллинг по данным (scrollable), а так же являются обновляемыми по умолчанию. Так что если СУБД не поддерживает скроллинг или обновляемый ResultSet, мы можем использовать RowSet, чтобы получить эти функции.

RowSet можно разделить на два типа:

1. Connected RowSet Objects – эти объекты подключаются к БД и очень похожи на объекты ResultSet. JDBC API предоставляет только одно подключение объекта RowSet — javax.sql.rowset.JdbcRowSet и это является стандартной реализации класса com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl.
2. Disconnected RowSet Objects – эти объекты RowSet не требуют подключения к базе данных. Они более легковесные и могут быть сериализованы. Такие объекты хорошо подходят для передачи данных по сети. Существуют четыре реализации такого типа объектов (disconnected RowSet objects).

Кратко рассмотрим четыре реализации Disconnected RowSet Objects:

• CachedRowSet — объекты могут получить соединение и выполнить запрос, считать данные ResultSet для заполнения данных RowSet. Мы можем управлять и обновлять данные на время отключения от БД и записать измененные данные при очередном подключении.
• WebRowSet получены из CachedRowSet — такие объекты могут читать и записывать XML документы.
• JoinRowSet получены из WebRowSet — могут образовывать SQL JOIN без подключения к источнику данных.
• FilteredRowSet получены из WebRowSet — поддержка применения критериев фильтрации, поэтому видны только выбранные (полученные) данные.

34. В чем разница между ResultSet и RowSet?

Объекты RowSet являются производными из ResultSet, так что они имеют все возможности ResultSet с некоторыми дополнительными функциями. Одним из существенных преимуществ является возможность работы с данными без соединения с базой, а так же их легковесность и возможности пересылки данных объектов по сети.

Следует ли использовать ResultSet или RowSet зависит от ваших требований. ResultSet, возможно, подойдет к длительным подключениям, в то время как RowSet будет лучшим выбором для подключений к базам данных с возможностью дисконекта и обработки полученных данных.

35. Приведите пример наиболее распространенных исключений в JDBC.

Некоторые из наиболее распространенных исключений JDBC:

• java.sql.SQLException — это базовый класс для исключений JDBC.
• java.sql.BatchUpdateException — возникает при исключительных ситуациях пакетной обработки запросов. Может зависеть от типа драйвера JDBC, который может выбросить взамен базовый SQLException.
• java.sql.SQLWarning — для предупреждающих сообщений различных SQL операций.
• java.sql.DataTruncation — когда значения данных неожиданно усекаются по причинам, не зависящим от превышения MaxFieldSize.

36. Расскажите о типах данных CLOB и BLOB в JDBC.

Character Large OBjects (CLOBs) — тип данных (внутренний символьный объект), используемый для хранения больших объектов. При выборе значения любого LOB-типа посредством оператора SELECT возвращается указатель, а не само значение; кроме того, типы LOB могут быть и внешними. Этот тип данных является подходящим для хранения текстовой информации, которая может выходить за пределы обычного типа данных VARCHAR (верхний предел 32 Кбайт).
Внутренний большой двоичный объект (BLOB) — двоичный объект большого размера, который может содержать переменное количество данных. Этот тип данных может хранить данные объемом более VARBINARY (32K предел). Тип данных, предназначенный, в первую очередь, для хранения изображений, аудио и видео, а также компилированного программного кода.

37. Что вы знаете о «грязном чтении» (dirty read) в JDBC? Какой уровень изоляции предотвращает этот тип чтения?

«Грязное» чтение (англ. dirty read) — чтение данных, добавленных или изменённых транзакцией, которая впоследствии не подтвердится (откатится). Получение недействительного в последствии значения (после отката транзакции) может приводить к непредвиденным результатам.

Транзакция 1	Транзакция 2
	SELECT f2 FROM tbl1 WHERE f1=1;
UPDATE tbl1 SET f2=f2+1 WHERE f1=1;
	SELECT f2 FROM tbl1 WHERE f1=1;
ROLLBACK WORK;

Dirty Read можно предотвратить, используя следующие уровни изоляции: TRANSACTION_READ_COMMITTED, TRANSACTION_REPEATABLE_READ и TRANSACTION_SERIALIZABLE.

38. Какие есть две фазы commit?

Когда мы работаем в распределенных системах, где участвуют несколько баз данных, мы должны использовать протокол с 2 фазами фиксации. 2 фазовый протокол фиксации является атомарным протоколом для распределенных систем. На первом этапе, менеджер транзакций передает commit-request всем ресурсам транзакции. Если все ресурсы транзакции ответили ОК, то менеджер транзакций фиксирует изменения транзакций для всех ресурсов. Если какой-либо из ресурсов транзакций уведомляет об отмене, то менеджер транзакций может откатить все изменения транзакций.

39. Приведите пример различных типов блокировки в JDBC.

На более широком уровне есть два типа механизма блокировки для предотвращения повреждения данных из-за одновременной работы с данными несколькими пользователями. По логике реализации различают два вида блокировок.

Оптимистическая блокировка — не ограничивает модификацию обрабатываемых данных сторонними сессиями, однако перед началом предполагаемой модификации запрашивает значение некоторого выделенного атрибута каждой из строк данных (обычно используется наименование VERSION и целочисленный тип с инициальным значением 0). Перед записью модификаций в базу данных перепроверяется значение выделенного атрибута, и если оно изменилось, то транзакция откатывается или применяются различные схемы разрешения коллизий. Если значение выделенного атрибута не изменилось — производится фиксация модификаций с одновременным изменением значения выделенного атрибута (например, инкрементом) для сигнализации другим сессиям о том, что данные изменились.
Пессимистическая блокировка — накладывается перед предполагаемой модификацией данных на все строки, которые такая модификация предположительно затрагивает. Всё время действия такой блокировки исключена модификация данных из сторонних сессий, данные из блокированных строк доступны согласно уровню изолированности транзакции. По завершению предполагаемой модификации гарантируется непротиворечивая запись результатов.

40. Как вы понимаете DDL и DML выражения?

Data Definition Language (DDL) (язык описания данных) — это семейство компьютерных языков, используемых в компьютерных программах для описания структуры баз данных. Функции языков DDL определяются первым словом в предложении (часто называемом запросом), которое почти всегда является глаголом. В случае с SQL это глаголы — «create» («создать»), «alter» («изменить»), «drop» («удалить»).

Data Manipulation Language (DML) (язык управления (манипулирования) данными) — это семейство компьютерных языков, используемых в компьютерных программах или пользователями баз данных для получения, вставки, удаления или изменения данных в базах данных. Функции языков DML определяются первым словом в предложении (часто называемом запросом), которое почти всегда является глаголом. В случае с SQL эти глаголы — «select» («выбрать»), «insert» («вставить»), «update» («обновить»), и «delete» («удалить»). Это превращает природу языка в ряд обязательных утверждений (команд) к базе данных.

41. Какая разница между java.util.Date и java.sql.Date?

java.util.Date содержит информацию о дате и времени, тогда как java.sql.Date содержит информацию только о дате, но не имеет информации о времени. Если необходимо сохранить информацию о времени в базе данных, то желательно использовать поля Timestamp или DateTime.
Java.util.Date — основной универсальный объект. В нем просто сохраняется дата (как long).

java.sql.Date расширяет java.util.Date и добавляет следующую функциональность:

1) toString выводит дату в качестве «yyyy-mm-dd», а не как у конкретного языкового стандарта строки (локали).

2) Добавлен метод valueOf для чтения строк формата «yyyy-mm-dd» и дальнейшего разбора ее в объект sql.Date.

42. Как вставить изображение или необработанные данные в базу данных?

Для этого можно использовать тип данных BLOB, чтобы вставить картинку или двоичные данные в базу данных.

43. Что вы можете рассказать о фантомном чтении? Какой уровень изоляции его предотвращает?

Ситуация, когда при повторном чтении в рамках одной транзакции одна и та же выборка дает разные множества строк. Предположим, имеется две транзакции, открытые различными приложениями, в которых выполнены следующие SQL-операторы:

Транзакция 1	Транзакция 2
	SELECT SUM(f2) FROM tbl1;
INSERT INTO tbl1 (f1,f2) VALUES (15,20);
COMMIT;
	SELECT SUM(f2) FROM tbl1;

В транзакции 2 выполняется SQL-оператор, использующий все значения поля f2. Затем в транзакции 1 выполняется вставка новой строки, приводящая к тому, что повторное выполнение SQL-оператора в транзакции 2 выдаст другой результат. Такая ситуация называется фантомным чтением. От неповторяющегося чтения оно отличается тем, что результат повторного обращения к данным изменился не из-за изменения/удаления самих этих данных, а из-за появления новых (фантомных) данных.
Phantom read можно предотвратить только на уровне изоляции — TRANSACTION_SERIALIZABLE.

44. Что такое SQL Warning? Как возвратить SQL предупреждения в JDBC программе?

SQLWarning это подкласс SQLException, который мы можем получить вызвав метод getWarnings() у объектов Connection, Statement, ResultSet. SQL Предупреждения не останавливает выполнение запроса, но показывает предупреждающие сообщения для пользователя.

45. Как запустить Oracle Stored Procedure с объектами базы данных IN/OUT?

Если хранимая процедура Oracle содержит IN / OUT параметры как DB объекты, то мы должны создать массив объектов такого же размера в программе, а затем использовать его для создания Oracle STRUCT объекта. Тогда мы можем установить этот STRUCT объект в объект базы данных, вызвав метод setSTRUCT().

46. Приведите пример возникновения java.sql.SQLException: No suitable driver found.

Исключение java.sql.SQLException: No suitable driver found может быть вызвано, например, неправильно отформатированной строкой SQL-адреса. Вы можете получить это исключение в простом Java приложении как через DriverManager, тик и используя JNDI DataSource. Трассировка стека исключений приведена ниже:

Можно увидеть, что мы используем URL вида — ‘jdbc:mysql://localhost:3306/UserDB, в то время как должен быть указан URL — jdbc:mysql://localhost:3306/UserDB.

47. Best Practices в JDBC.

Некоторые Best Practices в JDBC:

• Всегда закрывайте ресурсы базы данных сразу после работы с ними. Connection, Statement, ResultSet и другие JDBC объекты имеют метод close(), который позволяет закрыть их.
• Всегда явно закрывайте результирующий набор ResultSet, Statement и Connection в коде, потому что если вы используете пул соединений, то соединение может быть возвращено в пул, оставляя открытые result sets и statement objects и будет происходить утечка.
• Закрывайте ресурсы в конце finally блока, чтобы убедиться, что они закрыты даже в случае возникновения исключения.
• Используйте пакетную обработку (batch processing) для повторяющихся запросов.
• Всегда используйте PreparedStatement вместо Statement, чтобы избежать SQL Injection и получить преимущества заранее прекомпилированного и кэшированного запроса PreparedStatement.
• Если вы извлекаете большие массивы данных в result set, то заранее установите оптимальное значение fetchSize, что поможет получить лучшую производительность.
• Сервер базы данных может не поддерживать все уровни изоляции, так что проверьте их заранее.
• Более строгие уровни изоляции могут привести к снижению производительности, поэтому убедитесь, что вы используете оптимальный набор уровней изоляции для ваших соединений с базой данных.
• Если вы создаете подключения к базе данных из веб-приложения, попробуйте использовать ресурсы JDBC DataSource с помощью применения контекста JNDI для возможности повторного использования соединений.
• Попробуйте использовать отключенный (disconnected) RowSet, когда вам нужно работать с ResultSet в течение длительного времени.

к списку вопросов раздела JEE

Собеседование по Java EE — SQL, JDBC (вопросы и ответы). Часть 1.

25