Работа с базами данных

Взаимодействие с СУБД

Интерфейс DBI привлекает программистов тем, что время и усилия, потраченные на его изучение, окупаются сторицей, поскольку, научившись работать с одной базой данных, можно применять эти знания при работе со всеми остальными, включая "тяжеловесные" СУБД, которые выполняются на специализированных серверах. Сервер баз данных обычно находится на выделенном компьютере, а взаимодействие с ним строится по технологии "клиент-сервер". Это означает, что сервер принимает запросы, поступающие от пользовательских программ, выполняет указанные в запросе действия по обработке информации в базе данных, а затем отправляет результат обработки клиенту. Для повышения производительности, распределения нагрузки и обеспечения непрерывности работы такие СУБД объединяются в кластеры серверов баз данных, которые могут состоять из большого числа мощных компьютеров. Для работы с конкретной системой управления базой данных потребуется установка драйвера для этой СУБД. В хранилище модулей CPAN найдутся драйверы для всех основных серверов баз данных: IBM DB2, MS SQL Server/Sybase, Oracle, PostgreSQL и многих других. Помимо высокой скорости обработки больших объемов данных, СУБД предоставляют программисту дополнительные возможности по обработке информации. Вот основные из них.

1. Реализация языка манипулирования данными позволяет в запросе использовать объединения нескольких таблиц (JOIN), предусмотренные в стандарте языка SQL.
2. В SQL-запросах можно использовать подзапросы для задания дополнительных условий выборки.
3. Согласованность и непротиворечивость данных при изменении нескольких таблиц достигается при помощи использования механизма транзакций.
4. Часто выполняемые действия над информацией в базе данных можно программировать на встроенном языке базы данных в виде хранимых процедур. Когда такие процедуры вызываются в SQL-команде, то они будут эффективно выполняться на сервере.
5. Для реакции на события, возникающие при обработке информации в базе данных, можно использовать специальные хранимые процедуры - триггеры.
6. Для быстрого поиска и выборки может применяться индексация данных.
7. Доступ к информации в базе данных контролируется системой разграничения доступа СУБД на основе парольной защиты.

Взаимодействие с сервером баз данных с помощью DBI будет показано на примере работы со свободно распространяемой СУБД PostgreSQL Database Server, доступной для всех основных вычислительных платформ, включая Linux и MS Windows. Свежий дистрибутив PostgreSQL всегда можно загрузить с сайта www.postgres.org, а ее установка с помощью программы-мастера не вызовет трудностей даже у начинающего программиста. Далее нужно уже описанным способом установить драйвер DBD::Pg. Кстати, СУБД PostgreSQL демонстрирует еще одно применение языка Perl: она позволяет использовать Perl для программирования хранимых процедур наряду с SQL и рядом других языков.

После установки драйвера можно выполнить предыдущие примеры из этой лекции с использованием СУБД PostgreSQL, внеся в них минимальные изменения. В первую очередь изменятся параметры соединения с базой данных, где мы должны указать другой DBD-драйвер (Pg), имя сервера, имя базы данных, имя пользователя и пароль для доступа к СУБД:

my $host      = 'localhost';  # имя сервера
my $dbname    = 'postgres';   # имя базы данных 
my $user_name = "postgres";   # имя пользователя
my $password  = "SECRET";     # пароль пользователя
my $dbh = DBI->connect(
      "dbi:Pg:dbname=$dbname;host=$host", # источник данных
      $user_name, $password);

После этой модификации программа создания таблицы успешно отработает с СУБД PostgreSQL и создаст в указанной базе данных таблицу 'mollusc'. И другие примеры из этой лекции, использующие интерфейс DBI, также будут работать с PostgreSQL или другой СУБД, после того как их настроят на работу с новым источником данных. Конечно, если применять специфические SQL-команды и другие средства программирования, использующие особенности конкретного сервера баз данных, то адаптация программ для работы с другой СУБД потребует гораздо больше усилий.

Работа с другими форматами

С помощью DBI возможно работать не только с традиционными базами данных, но и с файлами в самых разных форматах, в чем можно убедиться, обратившись к хранилищу модулей CPAN. Например, существуют драйверы DBD для работы с электронными таблицами ( DBD::Excel ), поисковыми системами ( DBD::Amazon, DBD::google ), иерархическими каталогами LDAP (DBD::LDAP) и универсальными интерфейсами доступа к данным ( DBD::ADO, DBD::JDBC, DBD::ODBC ).

Часто для преобразования данных из одного формата в другой используется текстовый формат CSV (Сomma-Separated Values), в котором поля данных разделены запятыми, а в первой строке перечислены имена полей. Если установить драйвер DBD::CSV и несколько сопутствующих модулей ( DBD::File, SQL::Statement и Text::CSV_XS ), то с CSV-файлом можно работать как с таблицей базы данных, что часто бывает очень удобно.

Для преобразования данных также можно использовать модуль DBD::RAM, позволяющий создавать в оперативной памяти таблицы базы данных и импортировать в них информацию из различных источников данных, например: INI-файлы, файлы в формате XML, данные в формате CSV, записи с фиксированными полями и даже каталоги с MP3-композициями. Затем эти таблицы можно обрабатывать с помощью SQL-команд, после чего экспортировать в исходный или другой формат.

Классы доступа к данным

При разработке информационных систем средства доступа к базам данных составляют лишь один из уровней программного комплекса. Для работы с данными сложной структуры часто создают специальный класс, за объектным интерфейсом которого от пользователя скрываются конкретный формат хранения данных и возможные преобразования. Если потребуется перейти на хранение информации в другой базе данных, в этом классе изменится только реализация методов доступа к данным, а использующие этот класс программы останутся неизменными. Подобные приемы повышают гибкость программной системы и облегчают ее модификацию.

Работа с базами данных - это будничный труд большинства программистов. Язык Perl помогает им в этом, предоставляя удобные средства доступа ко всем распространенным СУБД, настольным базам данных и многим экзотическим источникам данных.