Migrando do InterBase para o Firebird 1.5 no Linux e Estabelecendo Conexão com Java

Migrando do InterBase para o Firebird 1.5 no Linux e Estabelecendo Conexão com Java Christian Cleber Masdeval Braz Neste tutorial mostraremos: - como migrar de um banco InterBase para o Firebird 1.5, - como estabelecer conexões a este banco com o Java e - como configurar um DataSource Firebird através de JNDI no JBoss. 1 - Introdução O Firebird é um gerenciador de banco de dados relacional open source e multi-plataforma desenvolvido por uma comunidade independente de programadores a partir do código fonte do InterBase 6.0, liberado pela Inprise Corp (hoje Borland Software Corp) sob a licença InterBase Public License V.1.0. É um banco de dados simples de ser instalado e manipulado, robusto, com alta performance e excelente suporte a triggers e stored procedures. A versão 1.0, lançada em meados de março de 2002, e demais da série 1.0.x, não trouxeram muitas inovações, destinando-se a uma extensa limpeza do código fonte, migração de C para C++ e eliminação de "bugs". A versão 1.5 é a primeira a conter mudanças mais profundas como otimização de consultas e versões de Classic Server e Embedded Server para windows, além desta ser a primeira versão que servirá de base para o Firebird 2. Neste tutorial, mostraremos como migrar de um banco InterBase para o mais novo Firebird 1.5, como estabelecer conexões a este banco através do Java e também como configurar um Data Source para acessar um banco Firebird através de JNDI no JBoss. Como o Firebird 1.0 é um InterBase melhorado, todo o esquema de migração também serve para quem quer migrar deste para a versão mais recente do Firebird. As principais fontes de consulta são os sites http://www.ibphoenix.com e http://firebird.sourceforge.net. 2 Breve Histórico O banco de dados Groton Database System (daí o nome dos utilitários começarem com g ) que, por questões evidentes de marketing, logo veio a se chamar InterBase, foi originalmente criado por Jim Starkey e Ann Harrison, em 1980, numa intrigante e destemida iniciativa 1 de criar um banco de dados simples, com pouca ou nenhuma necessidade de administrações sofisticadas, porém, robusto o suficiente para ser utilizado em aplicações reais. A Borland assumiu o desenvolvimento do Interbase em Outubro de 1991, o qual se encontrava na versão 3. As principais contribuições da Borland naquela época foram: implementação de stored procedures, arquitetura SuperServer, versão Windows e aumento da popularidade devido sua inclusão nas suas ferramentas RAD. O InterBase 6.0 tornou-se um produto open source em Julho de 2000, depois de inúmeros conflitos entre o time de desenvolvimento do InterBase e os executivos da Borland. Surge então a InterBase Company, formada pelos idealizadores do InterBase e seus colaboradores iniciais, com o objetivo de dirigir o novo projeto de software livre com respaldo da Borland. Aparentemente arrependida do que fez, a Borland forneceu, de muito mau grado, o código fonte do InterBase. Demorou semanas até que todas as partes do código estivessem disponíveis num único download. A comunidade de desenvolvedores do 1 Leia um pouco mais em http://firebird.sourceforge.net/index.php?op=history&id=ann_1 Grupo de Usuários Java http://www.guj.com.br Página 1

InterBase passou um bom tempo com a tarefa de concertar todas as partes faltantes do código fonte e também compreendendo como o InterBase funciona internamente para só então poder contribuir com melhorias. Apesar de não mais receber apoio da Borland, que restabeleceu o desenvolvimento comercial do InterBase, a comunidade de software livre rapidamente organizou o projeto denominado Firebird, na sourceforge.net, com o intuito de dar continuidade ao desenvolvimento baseado no código fonte do InterBase 6.0. 3 Instalação no Linux Antes de fazer qualquer instalação é necessário decidir sobre qual arquitetura você pretende utilizar. Existem dois modelos: a arquitetura Classic e a SuperServer. A Classic, remanescente da versão 4 do InterBase, é baseada em processos, isto é, para cada conexão cliente um novo processo servidor é disparado para atendê-la. Cada processo é totalmente independente e possui um cache de memória dedicado. A arquitetura SuperServer é uma implementação multi-cliente e multi-tarefa que substitui a implementação clássica. Um servidor SuperServer pode atender vários clientes ao mesmo tempo usando threads ao invés de processos separados. Múltiplas threads compartilham o acesso a recursos compartilhados de um único processo servidor. Mais Informações Para maiores informações técnicas a respeito das diferenças entre as arquiteturas Classic e SuperServer veja em http://www.ibphoenix.com/main.nfs?a=ibphoenix&page=ibp_ss_vs_classic A arquitetura Classic é mais limitada e destina-se especialmente a plataformas que não suportam processamento através de threads. Sendo assim, mostraremos como instalar a opção SuperServer do Firebird 1.5 no Linux, tendo em vista este prover suporte nativo a aplicações multi-tarefas. Supondo que a instalação será feita num Linux box com glibc igual ou superior a 2.2.5 e libstdc++.so igual ou superior a 5.0 (rpm qa grep <libstdc ou glibc> para descobrir), os passos são estes: 1. Instalação via pacote RPM: - Baixar a última versão do pacote FirebirdSS-1.5.X-xxxx.i686.rpm no endereço http://firebird.sourceforge.net/index.php?op=files&id=engine. Durante a confecção deste material a área de dowload encontrava-se da seguinte forma: 25th December 2004 SuperServer for Linux V1.5.2 (.rpm) (3.0mb) 25th December 2004 SuperServer for Linux V1.5.2 (.tar.gz) (2.8mb) - Como root, executar: rpm -ivh FirebirdCS-1.5.X-xxxx.i686.rpm 2. Instalação através de tar.gz: - Baixar a última versão do arquivo FirebirdSS-1.5.X-xxxx.tar.gz - Como root, executar: O que o instalador faz é: tar zxvf FirebirdSS-1.5.X-xxxx.tar.gz cd FirebirdSS-1.5.X-xxxx.i686./install.sh 1. Termina qualquer processo servidor ativo. 2. Adiciona o usuário firebird e o grupo firebird. Grupo de Usuários Java http://www.guj.com.br Página 2

3. Instala o programa no diretório /opt/firebird, copia libs (libfbclient, libgds e libib_util) e cria links simbólicos no diretório /usr/lib e copia arquivos de cabeçalho no diretório /usr/include. 4. Adiciona automaticamnete a porta 3050 no /etc/services. 5. Adiciona automaticamnete a entrada localhost.localdomain and HOSTNAME ao /etc/hosts.equiv. 6. A instalação SuperServer também instala um script de inicialização no /etc/rc.d/init.d. 7. Inicializa o servidor. 8. Gera uma password para o usuário SYSDBA e a armazena no arquivo / opt/firebird/sysdba.password. Pronto!! Se nenhum erro ocorreu você já tem uma versão rodando do servidor Firebird 1.5 na sua máquina. Para testar você pode utilizar o programa isql existente no diretório /opt/firebird/bin o qual permite conectar em um banco de dados e realizar consultas. Para maiores informações, vide o diretório /opt/firebird/doc. Lembre-se que a password do usuário SYSDBA foi gerada aleatoriamente pelo instalador. Para alterá-la você pode usar o script changedbapassword.sh localizado em / opt/firebird/bin. 4 Desinstalação 1. Para pacotes RPM: - rpm -e FirebirdSS-1.5.X.xxxx-0 2. Para instalação via tar.gz: - /opt/firebird/bin/uninstall.sh 5 Migrando um banco do Interbase para o Firebird Para migrar um banco do Interbase ou mesmo do Firebird 1.0.X para o Firebird 1.5 os passos são os seguintes: 1. Faça um backup, utilizando o utilitário gbak da sua instalação do InterBase, do banco de dados que pretende migrar. Para isso, entre como root na máquina onde o banco a ser migrado se encontra e execute o comando: gbak b v nome_banco_origem.gdb nome_banco_destino.gbk 2. Recupere este backup utilizando o gbak do Firebird 1.5. Como root, execute: gbak -C -v -r -n -i nome_backup.gbk nome_destino.fdb Uma operação de backup e recuperação em geral melhora a performance do banco de dados pois elimina registros expletivos, balanceia os índices, recupera espaço liberado por registros deletados e realiza a atualização do ODS (on-disk structure) caso seja necessário. Mais Informações A sintaxe completa dos comandos para backup e recuperação pode ser obtida no Operations Guide constante no conjunto de documentação da instalação do InterBase para windows ou no site http://firebird.sourceforge.net/download.php?op=file&id=firebird_v1_relea senotes_pt.pdf 6 O driver JDBC JayBird O JayBird (http://jaybirdwiki.firebirdsql.org/jaybirdhome) é um driver JCA/JDBC para conexão com o banco de dados Firebird. Este baseia-se no novo padrão JCA para conexão de servidores de aplicação a Grupo de Usuários Java http://www.guj.com.br Página 3

sistemas legados e banco de dados e também no padrão JDBC. O padrão JCA especifica uma arquitetura onde um servidor de aplicação pode cooperar com um driver de tal forma que este gerencie transações, segurança, pool de conexões e outros recursos e o driver provê apenas a funcionalidade de conexão. O novo JayBird 1.5 traz algumas melhorias e inovações: Além da implementação do tipo JDBC 4, este driver implementa também o tipo 2 e uma versão embedded server, a qual permite criar aplicações com todos os requisitos para conexão a um servidor embutida na própria aplicação. Suporte para IN e OUT stored procedures. O JayBird 1.0 provia suporte apenas a parâmetros IN enquanto esta nova versão implementa todos os requisitos também a parâmetros OUT. Nova infraestrutura para pool de conexões e prepared statements. O tipo JDBC 4 é uma implementação totalmente em Java que converte chamadas JDBC diretamente para o protocolo utilizado pelo banco de dados. Esta difere da implementação de tipo 3, que converte uma chamada para um protocolo independente que depois é convertida, por um servidor intermediário, para o protocolo específico do banco em questão. Enquanto o tipo 4 é preferido para configurações onde o cliente localiza-se numa máquina diferente da do servidor, sua performance é prejudicada quando as conexões são feitas ao servidor Firebird a partir da mesma máquina onde este se encontra. Isto deve-se ao fato que o tipo JDBC 4 utiliza sockets para realizar conexões, introduzindo um overhead adicional. Quando a comunicação com o servidor de banco de dados será efetuada a partir da mesma máquina onde este está instalado, como pode ser o caso de aplicações web em Java onde o container web roda na mesma máquina do banco de dados, é preferível utilizar o tipo JDBC 2. Este, utiliza uma biblioteca nativa JNI para efetuar as conexões, possibilitando uma performance superior pois acessa o banco de dados diretamente. Um pool de conexões provê um meio de gerenciar e manipular conexões a bancos de dados. Sua principal utilidade é minimizar o tempo necessário para uma aplicação obter uma conexão a um banco, tendo em vista que, em geral, esta é uma operação que consome considerável tempo. Além disso, outras vantagens são: Gerenciamento do número limite de conexões. Uma aplicação não pode abrir mais conexões do que o permitido pelo pool. Centralização do lugar onde conexões a bancos de dados serão obtidas. Possibilidade também de fazer pool de prepared statements. Um prepared statement é uma instrução SQL compilada e otimizada apenas uma vez para ser utilizada várias vezes por uma aplicação, reduzindo assim o tempo de execução quando esta se encontra, por exemplo, num loop. Porém, o que acontece quando precisamos utilizá-la durante o ciclo de vida de um objeto? Devemos criar uma conexão dedicada ao objeto, já que um prepared statement é intrinsecamente relacionado à conexão que o criou, ou preparar um cada vez que for necessário utilizálo? As duas opções são insatisfatórias, a primeira por ser inviável no sentido de consumir uma conexão para cada objeto instanciado que faz uso de prepared statement e a segunda por perder a principal vantagem que é a possibilidade de reutilização de consultas já compiladas e otimizadas. Um pool de prepared statements resolve estes problemas. Veja o exemplo abaixo: Connection connection = datasource.getconnection(); 1 try { 2 PreparedStatement ps = connection.preparestatement( 3 SELECT * FROM test_table WHERE id =? ); 4 try { 5 ps.setint(1, id); 6 ResultSet rs = ps.executequery(); 7 while (rs.next()) { 8 // faz alguma coisa 9 10 finally { 11 ps.close(); 12 13 finally { 14 connection.close(); 15 16 As linhas 1 a 16 apresentam um código típico quando um pool de prepared statements está sendo utilizado. A aplicação obtém uma conexão através de um javax.sql.datasource, prepara uma consulta Grupo de Usuários Java http://www.guj.com.br Página 4

como se esta fosse ser usada pela primeira vez, seta os parâmetros e a executa. A criação do prepared statement na linha 3 é interceptada pelo pool o qual verifica se existe um prepared statement livre para o SQL especificado. Caso não exista, um novo é criado. Na linha 12, o prepared statement não é fechado mas sim devolvido ao pool. O mesmo acontece com a conexão na linha 15. 6.1 Instalando o driver e obtendo conexões através do pool Para instalar o driver JDBC JayBird 1.5 você deve: 1. baixá-lo da página http://jaybirdwiki.firebirdsql.org/download/downloads, 2. descompactar o arquivo, 3. copiar os.jar no diretório de bibliotecas do servidor web e NÃO no diretório WEB-INF da aplicação. Pronto!! A partir daí você já pode fazer uso das classes para obter uma conexão a um servidor de banco de dados Firebird. Para quem estava abtuado à instalação do InterClient para conexão ao Interbase onde fazia-se necessário a instalação do programa interserver que roda em baixo do xinetd escutando os pedidos de conexão na porta 3060, a instalação do JayBird é muito mais simples. Uma vez que o servidor Firebird tenha sido instalado, o serviço gds_db é configurado por padrão para ouvir a porta 3050. E, a não ser que você precise alterar este valor de porta (o que pode ser feito editando-se o arquivo / etc/services), nada mais precisa ser feito e o JayBird irá se comunicar com o servidor através desta porta. Mostraremos agora como obter uma conexão usando o driver JDBC tipo 4 e tipo 2. Para conexão usando embedded server vide Seção 6.3. Conexão no modo JDBC 4 Como vimos, este é o driver puro Java que deve ser preferencialmente utilizado quando a estação cliente localiza-se numa máquina distinta do servidor Firebird. A URL para conexão é a seguinte: jdbc:firebirdsql:host[/port]:/path/to/db.fdb Como exemplo, veja o código abaixo que utiliza o pool de conexões do JayBird: public final class DataSourceExample { static public void main (String args[]) throws Exception { //Criando um DataSource manualmente org.firebirdsql.pool.fbwrappingdatasource datasource = new org.firebirdsql.pool.fbwrappingdatasource(); //Configurando os parâmetros principais datasource.setdatabase("localhost/3050:c:/database/employee.gdb"); //Configurando parâmetros adicionais datasource.setcharset(interbase.interclient.characterencodings.none); datasource.setsuggestedcachepages(0); datasource.setsweeponconnect(false); //Isto não precisa tendo em vista que a URL já identifica o tipo datasource.settype("type4"); //parâmetros específicos do banco não possuem métodos setters datasource.setnonstandardproperty("isc_dpb_sweep", null); datasource.setnonstandardproperty("isc_dpb_num_buffers", "75"); try { datasource.setlogintimeout(10); java.sql.connection c = datasource.getconnection("sysdba", "masterkey"); System.out.println ("conexão estabelecida"); c.close (); catch (java.sql.sqlexception e) { e.printstacktrace(); System.out.println ("sql exception: " + e.getmessage ()); Grupo de Usuários Java http://www.guj.com.br Página 5

Conexão no modo JDBC 2 Estabelecer conexões do tipo JDBC 2 requer a correta instalação da biblioteca nativa JNI. Para isso, copie o arquivo libjaybird.so que consta no pacote de instalação do JayBird para o diretório $JAVA_HOME/jre/bin. Uma vez feito isso, as conexões podem ser obtidas como no exemplo anterior, porém, passando a URL com a sintaxe jdbc:firebirdsql:native:host[/port]:/path/to/db.fdb ou utilizando a URL do tipo 4 porém indicando que o tipo será 2 através do método datasource.settype ("TYPE2"). 6.2 Acessando um Data Source através de JNDI no JBoss Para criar um alias JNDI apontando para um data source do Firebird no servidor de aplicações JBoss, crie um arquivo chamado firebird-ds.xml com o seguinte conteúdo <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <datasources> <local-tx-datasource> <jndi-name>nome_alias</jndi-name> <connection-url>jdbc:host/3050:caminho_para_arquivo_fdb</connection-url> <driver-class> org.firebirdsql.pool.fbwrappingdatasource</driver-class> <user-name>sysdba</user-name> <password>masterkey</password> </local-tx-datasource> </datasources> e o copie no diretório deploy do tipo de servidor que você está usando (all, default, minimal, etc). Para acessar numa aplicação o data source criado pode-se fazer javax.naming.context ctx = new javax.naming.initialcontext(); javax.sql.datasource ds = (javax.sql.datasource) ctx.lookup( java:nome_alias ); 6.3 Mais Informações Informações detalhadas sobre o JayBird, suas classes, características específicas, utilização das diferentes versões do driver, pool de conexões, dentre outras podem ser obtidas no manual constante no diretório doc da instalação. 7 Ferramentas de Administração Uma lista com inúmeras ferramentas de administração está disponível na página http://www.ibphoenix.com/main.nfs?a=ibphoenix&page=ibp_admin_tools Algumas delas são comerciais enquanto outras livres. Dentre estas, uma das mais promissoras é a FlameRobin (http://www.flamerobin.org/), uma ferramenta totalmente open source para administração de bancos Firebird existente em várias plataformas. Apesar de ainda não totalmente completa, já conta com várias funcionalidades úteis como execução de comandos SQL, interface para backup, criação e edição de objetos do banco de dados, dentre outras. A Figura 1.0 mostra a tela principal extraída de sua execução no Gnome ( Linux). 8 - Conclusão O Firebird é um banco de dados relacional open source que deriva do InterBase, o qual existe e vem sendo aperfeiçoado por mais de 20 anos. Por conta disto, o Firebird é um banco completo, dispondo de muitas propriedades que os bancos de dados comerciais mais modernos atualmente possuem: controle de transação, capacidade de gerenciar grandes volumes de dados, segurança, suporte a triggers e stored procedures, dentre muitas outras. Grupo de Usuários Java http://www.guj.com.br Página 6

Apresentamos neste artigo como migrar de uma utilização de InterBase para o Firebird 1.5, a versão mais recente deste banco. Mostramos também como utilizar o driver JDBC JayBird para estabelecer conexão com o banco através de um programa Java e também como criar e acessar um Data Source para o Firebird 1.5 através de JNDI no servidor de aplicação JBoss. Figura 1.0: Tela principal do aplicativo FlameRobin Christian Cleber Masdeval Braz (christian.braz@previdencia.gov.br) é mestre em Ciência da Computação e Analista em Tecnologia da Informação na Dataprev Empresa de Tecnologia e Informações da Previdência Social. Grupo de Usuários Java http://www.guj.com.br Página 7