1   Objektorientierte Datenbank: ZODB

• Turbo-Pascal heißt nun Delphi und ist objektorientiert.
• Visual Basic ist es inzwischen auch.
• Perl ist es ebenfalls.
• Aus C wurde C++.
• Lisp, Java und natürlich Python sind objektorientierte Programmiersprachen

2   Begriffsdefinition

1. Objektorientiert:
   Was heißt eigentlich "Objektorientiert"? Das wichtigste Merkmal ist, dass Methoden und Daten zusammengefasst werden. Im folgenden ein Beispiel in der Syntax der Programmiersprache Python:

   class Benutzer:
       def __init__(self, id, name, vorname): # Konstruktor
           self.id=id
           self.name=name
           self.vorname=vorname
           self.warenkorb=[]
   
       def zuWarenkorb(self, ware):
           self.warenkorb.append(ware)
       
       def warenkorbBestellen(self):
           bestellung=[]
           bestellung_wert=0
           for ware in self.warenkorb:
              self.bestellung.append(ware)
              bestellung.append(ware)
              bestellung_ware+=ware.preis
   

2. Datenbank:
   Was versteht man unter einer Datenbank? Eine Datenbank speichert Daten, so dass sie nach dem Neustart des Rechners wieder verfügbar sind. Das Dateisystem kann somit als eine einfache hierarchische Datenbank angesehen werden.

3   Never change a running system

4   Grundlagen

4.1   Serialisieren

4.2   Endloslange Select-Statements

4.3   Transaktionen

• A: Atomar. Transaktionen werden ganz oder garnicht durchgeführt.
• C: Consistency. Die Konsistenz der Daten muss nach der Transaktion gewährleistet sein.
• I: Isolation. Führt ein Thread eine Transaktion durch, darf ein zweiter Thread die geänderten Daten erst sehen, wenn die Transaktion abgeschlossen ist.
• D: Durability. Stürzt der Rechner während dem Betrieb ab, dürfen keine Daten verloren gehen.

5   ZODB

5.1   Installation

 cd ZODB???
 python setup.py --prefix=$HOME install

export PYTHONPATH=$HOME/lib/python2.2/site-packages

5.2   Beispiel

 gesuchterNuzter=userdb.get(12345)

5.3   _p_changed=1

 myNutzer.warenkorb.append(ware)
 myNutzer._p_changed=1

5.4   BTrees

# Schreibend:
mybtree[key]=value

# Lesend:
value=mybtree.get(key)
if value:
    # Der Schlüssel existiert
else:
    # Der Schlüssel existiert nicht

# Testen, ob die BTree-Struktur korrekt ist:
for key in mybtree.keys():
    if not mybtree.has_key(key):
        raise("BTree is insane: key not found: %s" % key)

5.5   Subtransaction

i=0
while 1:
    i++
    data=get_data_from_somewhere()
    myzodb.addData(data)
    if i>100000:
        #Subtransaktion auf Platte schreiben
        get_transaction().commit(1)
        i=0

5.6   Primär-Schlüssel und Indizes

 mybtree[id]=object_1
 mybtree[id]=object_X # object_1 wird überschrieben
 

 for nutzer in userdb.values():
     if nutzer.name=="Meier":
         print "ID: %s" % nutzer.id
 

class BenutzerContainer:
    def __init__(self):
        self.indexName=OOBTree()  

    def setName(self, name, id):
        # Alten Namen löschen
        old_name_dict=self.indexName[name]
        del(old_name_dict[id])

        # Neuen Namen indizieren
        new_name_dict=self.indexName.setdefault(name, {})
        new_name_dict[id]=1

5.7   Update von Objekten in der ZODB

class BenutzerContainer:
    def update(self):
        for user in self.users:
            if type(user.email)==type(""):
                user.email=[user.email]
                user._p_changed=1

6   Storage-Typen

• DirectoryStorage:Pro Objekt werden die Daten in eine Datei geschrieben. Dass hat den Vorteil, dass dieser Storage nicht von Zeit zu Zeit komprimiert werden muss.
• BerkleyStorage:Die Objekte werden in einer BerkleyDB gespeichert.
• ClientStorage:Die Daten werden auf einem Server gespeichert. Siehe ZEO.

7   ZEO

storage=ClientStorage.ClientStorage(("myzeoserver.mydomain.de", 1975))
db=DB(storage)

8   ZODB und Webanwendungen

9   Features die ich nicht verwende

• BerkleyStorage: Die serialisierten Objekte werden in einer Berkley-DB gespeichert. Dieser Storage-Typ wird in Zukunft nicht mehr unterstützt.
• Ape: Speichern der serialisierten Objekte in einer relationalen Datenbank. Aus meiner Sicht macht es die Anwendung komplexer und fehleranfälliger. FileStorage und ClientStorage gut getestet und stabil.
• Undo: ZODB unterstützt das Zurücknehmen von Transaktionen, was aus meiner Sicht keinen Sinn macht. Wenn man Fehler gemacht hat, muss man ein Backup der Datenbank benutzen und falls in der Anwendungs-Schicht eine Undo-Funktion benötigt wird, sollte man sich die selber programmieren.
• Versions: ZODB verwaltet in Zusammenhang mit der Undo-Funktionalität mehrere Versionen eines Objekts. Es ist möglich sich ältere Versionen eines Objekts aus der Datenbank zu holen.

10   Eigene Erfahrungen

1. 2001: Mit Zope (Web Application Server): Per Web-Administiert
2. 2002: Kleine Arbeitsverwaltung (Workflow) mit Zope
3. 2003: Email-Archiv nur ZODB
4. 2003: Key-File Archiv nur ZODB

11   Nachteile

• Beim FileStorage werden die Daten in einer Datei gespeichert. Änderungen werden immer hinten angehängt, so dass die Datei stets größer wird. Von Zeit zu Zeit muss die Datei komprimiert werden.
• Python-Kenntnisse nötig. Man könnte auch mittels Java und Perl auf die ZODB zugreifen, doch um diese Wrapper zu installieren ist ein gewissen Python-Wissen unumgänglich.
• Da ZODB noch nicht sehr verbreitet ist, ist es für Firmen ggf. schwierig gute Software-Entwickler zu bekommen.

12   FAQ

• Gibt es eine Abfragesprache, ähnlich wie SQL?
  ZODB verfügt über eine ausgereifte, vollständige Programmiersprache als Abfragesprache.
• Wie kommunizieren Client und Server?
  Wenn man FileStorage (default) verwendet gibt keinen Client und keinen Server. Man kann sich eine ZODB-Anwendung wie eine große objektorientierte Stored-Procedure vorstellen.
  
  Verwendet man ZEO kommunizieren der Client und der ZEO-Server über TCP oder über ein Unix-Socket.
• Ist der Quelltext auch in der Datenbank?
  Nein, der Quelltext wird nicht in der Datenbank gespeichert. Der Quelltext ist wie gewöhnlich im Dateisystem. Bei einem Backup der ZODB sollte man ebenfalls den Quelltext sichern, da die Datenbank nur in Zusammenhang mit dem Quelltext benutzbar ist.
• Gibt es ein Sprache zur Datendefinition
  Die Python-Klassen sind die Datendefinition.

13   Links

• ZODB/ZEO Guide (Vorlage für diesen Vortrag)
• ZODB-Dev Mailingliste (Trotz des "dev" in dem Namen der Liste, werden Anfängerfragen gerne beantwortet)
• Meine Python-Einführung
• Lösen von ConflictErrors: ApplicationLevelConflictResolution