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Überblick über dasPOET-Datenbanksystem

• Kurzvortrag im Rahmen der Vorlesung
  Datenbanksysteme II
• FU-Berlin im WS03/04

by Jürgen Broß
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Inhalt

• Einführung
• Architektur (Java Binding)
• Java Binding (ODMG)
• Beispiel Ferienhaus Datenbank
• Einschränkungen
• Konformität zum ODMG Standard
• Fragen

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Einführung

• Gründung der Poet Software GmbH 1993
• Hauptsitz in Hamburg
• Börsennotiertes Unternehmen
• Zwei Produktreihen
• Katalogplattform Poet X-Solutions
• Datenbanksystem FastObjects
• Produktreihe FastObjects
• Objektorientierte Datenbank
• wird in verschiedenen Versionen angeboten (t7,
  e7, j2)
• j2 in 100 Java geschrieben lt 500KB (für
  eingebettete Systeme)

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Architektur

• Binding Language
• Unterstützt C und Java
• Java Binding mit ODMG oder JDO
• ODMG-Gruppe 2001 aufgelöst, JDO soll anstelle des
  ODMG Java Bindings treten
• Smalltalk Binding nicht unterstützt

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Architektur

• Java Binding (postprocessing)

Java source file
javac
Java class file
Property fileptj.opt
ptj enhance
Java enhancedclass file
Database
dictionary
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Architektur

• Dictionary
• enthält alle Informationen über die Struktur der
  persistenten Klassen? Klassenschema
• kann verschiedene Versionen von Klassen verwalten
• teilt der DB mit, wie Klassen gelesen und
  geschrieben werden müssen

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Architektur

• Datenbank
• ist ein Verzeichnis des Dateisystems
• enthält hauptsächlich die beiden
  Dateienobjects.dat und objects.idx
• objects.dat ? enthält persistente Objekte
• objects.idx ? enthält Indexinformationen
• Name der Datenbank entspricht Namen des
  Verzeichnisses
• Objekte werden in kanonischer Form in der DB
  abgelegt
• Plattformunabhängigkeit
• Anwendungen in unterschiedlichen Bindings können
  auf die gleiche DB zugreifen
• proprietäres Format (andere Implementierungen
  können nicht auf DB zugreifen)

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Architektur

• Datenbank Dictionary
• Dictionary ist auch eine DB, also auch ein
  Verzeichnis (_objects.dat, _objects.idx)
• Ein Dictionary kann von mehreren Datenbanken
  benutzt werden

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Architektur

• Datenbank
• Objektnetzwerk
• Persistance by reachability(unabhängig von
  Sichtbarkeit)
• Wurzelobjekte werden mit eindeutigem Namen an
  Datenbank gebunden
• Alle Objekte, die von einem persistenten Objekt
  referenziert werden, müssen persistenten Klassen
  angehören

Interface Database public void
bind(Object o, String name) public Object
lookup(String name)
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Architektur

• Transaktionen
• Erstellen, Zugriff und Modifikation von
  persistenen Objekten nur innerhalb einer
  Transaktion möglich
• Transaktionen können verschachtelt werden(nicht
  mehr ODMG Standard)? jede Transaktion hat ihren
  eigenen Puffer
• besonders nützlich bei GUI Programmierung
  (Wizards)
• Verschiedene Threads können sich eine Transaktion
  teilen? eigene Synchronisation notwendig

txn.begin() //Level 1 // some Product objects to
work with . . . Product firstProduct . .
. Product secondProduct . . . Product
thirdProduct . . . firstProduct.setTitle(
Ferrari" ) txn.begin() //Level 2
secondProduct.setTitle( Porsche" )
txn.begin() //Level 3 secondProduct.setTitle(
Mercedes" ) thirdProduct.setTitle( "Stock
Fishing" ) txn.commit() //commit to
transaction level 2 txn.commit() // commit to
level 1 txn.abort() // abort to level 0
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Architektur

• Referentielle Integrität
• Einfügen persistance by reachability garantiert
  beim Einfügen, dass alle referenzierten Objekte
  persistent werden
• Löschen
• ODMG Standard sieht garbage collection
  vorPersistente Objekte, die nicht mehr
  referenziert werden oder per Namen gebunden sind,
  werden automatisch gelöscht
• Nachteil FastObjects weicht hier vom Standard
  ab? Programmierer muss sich selber um
  referentielle Integrität kümmern
• Datenintegrität
• Datenintegrität nicht durch Anweisungen oder
  Deklarationen im Datenbankschema zu gewährleisten
• ?Programmierer muss sich um Integrität der Daten
  kümmern

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Architektur

• Interface Constraints
• Beispiel

• public interface Constraints public void
  postRead() public void preWrite() throws
  ConstraintViolation public void preDelete()
  throws ConstraintViolation

class Provider implements Constraints
private SetOfObject houses private Address
address private Date birthday transient
int age // dont make it persistent
public void postRead() // berechne Alter
aus aktuellem Datum und Geburtstag
public void preWrite() throws Constraint
Violation // prüfe z.B. die
Addressangaben auf Integrität public
void preDelete() throws ConstraintViolation
Iterator iter houses.iterator()
while(iter.hasNext())
Database.current().deletePersistent(iter.next())
//may cascade
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Architektur
FastObjects Sperr-Typen FastObjects Sperr-Typen FastObjects Sperr-Typen FastObjects Sperr-Typen FastObjects Sperr-Typen FastObjects Sperr-Typen FastObjects Sperr-Typen
Angeforderte Sperre Angeforderte Sperre Angeforderte Sperre Angeforderte Sperre Angeforderte Sperre Angeforderte Sperre
Gehaltene Sperre RvD RvW WvW DvW DvR Exc
None
ReadvDelete - - -
ReadvWrite - - - -
WritevWrite - - - - -
DeletevWrite - - - - - -
DeletevRead - - - - - -
Exc - - - - - -
ODMG Java Standard FastObjects
Transaction.READ READvDELETE
Transaction.UPGRADE WRITEvWRITE
Transaction.WRITE DELETEvWrite
Transaction.DELETE DELETEvREAD
Mapping der Sperr-Typen kanndynamisch verändert
werden?java.util.Properties?myTransaction.setPro
perties(props)
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Architektur

• Extents
• Extents sind im ODMG 3.0 Standard nicht
  vorgesehen
• FastObjects unterstützt Extents
• Ein mit einem eindeutigen Namen an die DB
  gebundenes Wurzelobjekt ist nicht mehr
  notwendig?Objekte über Extents erreichbar
• FastObjects-API stellt Extent Klasse zur
  Verfügung
• Extents spiegeln Vererbungsstruktur
  wiederBeispiel Der Extent von Kunde ist eine
  Untermenge des Extents von Person
• jede persistente Klasse hat standardmäßig einen
  Extent
• Extents werden automatisch von FastObjects
  verwaltet? Verwaltung verschlechtert die
  Performance? so wenig Extents wie möglich nutzen
  (in ptj.opt ausschalten)

txn.begin() Extent ext new Extent(Person.class
) int size ext.size() while(ext.hasNext())
txn.commit()
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Architektur

• Indexstrukturen
• Indexe können auf Membervariablen persistenter
  Objekte angelegt werden
• mehrdimensionale Indexe möglich
• Indexsystem von FastObjects ist
  erweiterbar?Drittanbieter können FastObjects
  Service Provider Interface (SPI) nutzen
• Indexe werden werden in ptj.opt deklariert

ptj.opt / CLASS Provider / classes\Provid
er persistent true schema FerienhausSchema ha
sExtent true //optional useIndexes
ProviderNameIndex / INDEX ProviderNameIndex
/ indexes\ProviderNameIndex class
Provider members name
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Architektur

• Objektzugriffsverhalten (Access Patterns)
• Nur sinnvoll bei Client-Server-Architektur
• Zweischneidiges Schwert
• Bei Zugriff auf ein persistentes Objekt wollen
  wir nicht direkt alle referenzierten Objekte
  mitübertragen ? Traffic sparen
• Wir wollen nicht jedes referenzierte Objekt bei
  explizitem Zugriff einzeln übertragen ?
  Verbindungsoverhead sparen
• Lösung
• Lege mit Access Patterns fest welche
  Zugriffspfade in welcher Tiefe genutzt werden
• Gesamtzahl der zu übertragenden Objekte kann
  beschränkt werden
• Access Patterns werden in der ptserver.cfg Datei
  angegeben
• Zu beachten
• Access Patterns gelten für alle Versionen einer
  Klasse? Access Patterns die sich auf
  Instanzvariablen beziehen, die eine Version der
  Klasse nicht mehr besitzt werden für diese
  ignoriert

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Architektur
ptserver.cfg Datei schemata\dict\accessPatterns
usedPatterns FriendsAndRelatives maxPreloadObje
cts 7 schemata\dict\accessPatterns\FriendsAndRe
latives pattern .Person.father2,
.Person.mother4, .Person.friends0-1
Person1
level 0
mother
father
friends
Person5
Person2
Person3
Person4
mother
level 1
friends
Person7
father
Person7
Person8
Person6
level 2
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Architektur

• Objektauflösung
• Java Objekte werden per Referenz modifiziert,
  Objektvariablen enthalten Zeiger auf
  Speicheradresse
• Wohin zeigt eine Objektvariable, wenn sie ein
  persistentes Objekt referenziert?
• FastObjects implementiert Objektvariablen als
  spezielle Referenzobjekte, die die eigentliche
  Referenz kapseln
• Referenzobjekte dienen als Proxy und liefern die
  eigentlichen Objekte nur, wenn auf diese wirklich
  zugegriffen wird
• Basistypen wie int, float, double, werden nicht
  gekapselt und direkt in den Speicher geladen
• FastObjects behandelt folgende Typen als
  Basistypen
• eindimensionale Arrays von Java-Basistypen
• String, Date und eindimesionales Array von beiden
• alle durch FastObjects definierten Collections
  (SetOfObject, BagOfObject,)
• com.poet.Blob

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Architektur
// Product product db.lookup(Ferrari) //
REFERENCEApplication variableProduct product
resolves
resolves
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Architektur

• Objektidentität
• Jedes Objekt in der DB hat eine eindeutige
  ObjectID zugeordnet

ObjectID (ltdbgtltHValgt-ltLValgtltblkidgt,ltclassidgt ObjectID (ltdbgtltHValgt-ltLValgtltblkidgt,ltclassidgt
Komponente Beschreibung
ltdbgt Datenbankidentifikation innerhalb der Anwendung (ändert sich je nachdem in welcher Reihenfolge versch. Datenbanken geöffnet werden)
ltHValgt High-order bytes (Konstante für den gesamten Lebenszyklus des Objekts)
ltLValgt Low-order bytes (Konstante für den gesamten Lebenszyklus des Objekts)
ltblkidgt Blockadresse des Objekts in der Datenbankdatei
ltclassidgt Interne Identifizierung für die zugehörige Klasse
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OQL Einschränkungen

• In SELECT keine kommagetrennte Liste möglich? es
  können keine Strukturtypen selektiert werden
• Nur zwei Mengendefinitionen in FROM Klausel
  möglich. Die Mengen sind entweder Extents,
  eingebettete Mengen oder das Resultat einer
  verschachtelten Anfrage
• nur ein Extent in FROM Klausel
• Kein DISTINCT Operator
• Kein Zugriff auf Methoden der Objekte, also auch
  kein late binding
• GROUP BY nicht implementiert
• Ausser COUNT keine weitere Aggregatfunktion
• Keine Vergleichsoperatoren für Mengen
  (Inklusion,)