Kalıcı Nesneler

Yıllardır tamamen nesneye dayalı olan Java uygulamalarında, verilerin dosyalara saklanması ve yeniden dosyadan yüklenmesi işlemlerinde ciddi problemlerle karşılaşılmıştır. Bunda ana sebep olarak:

• Saklanacak verilerin nesneler olarak tanımlanmış olması,

• Ara yüzler (interface) ve kalıtımsallıkların (inheritance) kullanılması sebebi ile nesne yapısının karmaşıklığı,

• Nesnelerin doğrudan bir veri tabanına transfer edilmesinin mümkün olmaması,

• Özel veri tiplerinin saklanmasında karşılaşılan zorluklar gösterilmektedir. Kalıcı Nesne (Persistent Object) kavramında ortaya konan yeni standartlar neticesinde bu nesnelerin kalıcı dosyalara saklanması, sorgulanması ve yeniden yüklenmesi işlemleri kolaylaşmıştır.

Bir çok nesneye yönelik programlama dilinde, kendi durumları ve davranışları olan nesneler birer sınıfın örneğidirler. Uygulamayı oluşturan sınıflar farklı fonksiyonellikler göstermekte olup, bu sınıfların tanımlamalarının tamamı, uygulamanın nesne modelini oluşturmaktadır. Fakat, her nesne modelinde, bir dizi nesne doğrudan uygulama verilerinin soyutlamasını içeren bir veri yapısı şeklinde olup, bu nesneler uygulamanın çalışması için gerekli olan öncelikli durum ve davranışları içermektedir²⁹. Bu nesneler sistemin çalışmasında temel olan farklı modüller arasında, veri aktarımı için kullanılan bilgileri içermektedirler ve bilgilerin kalıcı olarak bir veri deposunda/tabanında saklanması gerekmektedir.

Son yıllarda nesneye yönelik bir programlama dili olarak yoğunlukla kullanılan Java programlama dilinde de, geliştirilen nesnelerin Java Sanal Makinesinin dışında da saklanabilmesi ve daha sonra bu nesnelere erişilebilmesi önem arz etmektedir. Nesnelerin bu şekilde ikincil bellekte kalıcı olarak saklanabilmelerine nesnelerin kalıcılığını sağlamaktadır. Bu kalıcılığın sağlanması için değişik teknikler kullanılmaktadır.

Kalıcılık, bir nesnenin durum değişkenlerinin daha sonra kullanılmak üzere saklanmasını gerektirmektedir. Piyasada bu işlevi gerçekleyen farklı mekanizmalar kullanılmaktadır. Java programlama dilinde bu mekanizmalardan en yaygını olarak kullanılan teknik olarak Java Database Connectivity (JDBC) ve Structured Query

29 Örneğin bir Tedarik Zinciri Yönetiminde (Supply Chain Management) Müşteri, Sipariş ve Ürün

Nesneleri veya bir Finanssal uygulamadaki Müşteri, Hesap, Kredi Bilgisi ve Borç Bilgisi nesneleri

Language (SQL) bileşimi bir kombinasyonla erişilen ve İlişkisel Veri Tabanı Yönetim Sistemleri (Relational Database Management System-RDBMS) gösterilebilir.

6.1.1. İlişkisel Veritabanları

RDBMS teknolojisi, sahip olduğu verilerin satırlar ve sütunlar şeklinde serbest tanımlanmasına olanak sağlayan yapısı, özel sorgulama dili ve begin, rollback, ve

commit gibi işlemler ile sağlanan işlem güvenirliliği sayesinde son 15 yılda hızla

yayılmış ve her alanda kullanılmaya başlanmıştır. Aynı zamanda veri tabanı erişiminde standart bir dil kullanılması (SQL) ve veri alışverişlerinin bunun üzerinden yapılması ile bir standartlaşma sağlanmış ve bunun sonucu olarak RDBMS’lerin yayılmasını hızlandırmıştır.

JDBC, Java sınıflarının ilişkisel veritabanları ile haberleşmeleri için kullanılan bir alt seviye teknolojidir. Kalıcı verilerini saklamak için ilişkisel veritabanlarını kullanan Java uygulamaları bir SQL komutunu veri tabanı sunucusuna JDBC API si üzerinden göndermektedir. SQL komutları birer String nesnesi olarak oluşturulmakta ve daha sonra derlenmesi ve çalıştırılması için veri tabanı sunucusuna gönderilmektedir. Sorgulama sonucunda elde edilen veri, çok sayıda satır ve sütundan oluşan bir

ResultSet formunda aşağıdaki kodlamada görüldüğü gibi, programa dönmektedir.

String sorgu = "SELECT * FROM OGRENCI WHERE NOT_ORT > 3"; try{

Statement stmt = con.createStatement(); ResultSet rs = stmt.executeQuery( sorgu ); while(rs.next()) {

String str = rs.getString(1) + " " + rs.getString(2) + " " + rs.getString(3) + " " + rs.getInt(4) + " " + rs.getInt(5);

System.out.println(str); } stmt.close(); }

catch (java.sql.SQLException exc){

System.err.println("--- SQL EXCEPTION ---"); exc.printStackTrace(System.out);

}

Her ne kadar nesnelerdeki bilgilerin kalıcı hale getirilmesinde RDBMSlerden faydalanılması sık kullanılan bir durumsa da bazı ciddi zorluklarla karşılaşılmaktadır:

• Sadece JDBC uyumlu veri tabanları ile kullanılabilmektedir (Microsoft® SQL Server, Sybase™, Oracle®, ve MySQL® gibi).

• Projede çalışan en iyi/tecrübeli kişiler zamanlarını saklanacak verinin kalıcı hale getirilmesi çalışmalarında harcamaktadırlar.

• Program geliştirici SQL dilini bilmeli ve veri işleme işlemlerinin hepsinde bunu uygun şekilde kullanmalıdır.

• Program geliştirici, nesne özelliklerini bir veya daha fazla tablo üzerinde haritalandırması gerekmektedir. Bu haritalandırmada ise değişik uyuşmazlıklar çıkabilmektedir.

• Nesne yapısının biraz karmaşık halinde (ara yüz kullanımı, kalıtımsallık) ise bu haritalandırma içinden çıkılmaz haller alabilmektedir.

• Oluşturulan veri tabanının taşınabilirliğinde karşılaşılan ciddi eksilikler bulunmaktadır. Örneğin, Oracle ile hazırladığınız bir veri tabanını başka yere taşıdığınızda yine Oracle üzerine kurmanız gerekmektedir.

• Veri Tabanınızı değiştirmeniz durumunda (Oracle’dan Sybase’e geçilmesi gibi) program içinde kullanılan SQL komutlarının da bazılarının yeniden yazılmaları gerekmektedir.

• SQL komutları bir String nesnesi olarak gönderildiği için, program kodunun derlenmesinde bu string ifade derlenmemektedir. SQL komutunun derlenmesi veri tabanının görevi olarak kalır ve bu da hatalar ve kırılmalar çıkarabilmektedir.

6.1.2. Dosya Sistemleri

Dosya sistemleri de kalıcı nesnelerin saklanmasında kullanılan basit çözümlerden biri olan nesnelerin metin tipi ya da rasgele erişimli dosyalar içinde saklanmasını ifade etmektedir. Java’nın nesne serileştirilmesi kolaylıklarından faydalanılmaktadır ve bunun içinde saklanacak olan verinin “Serializable” ara yüzünü kullanıyor olması gerekmektedir. Bunun neticesinde sorgulama kolaylıklarından faydalanılamamakta ve veri erişim süresi artmaktadır.

Sistemin temel avantajı ise işletim sisteminin ötesinde ciddi bir destek gerektirmemesidir. Bu sayede kolaylıkla taşınabilmekte ve başka bilgisayarlarda kullanılabilmektedir. Büyük veri saklama işlemlerinde nadiren kullanılmakta olup genellikle veri setinin tamamının bellekte saklanacağı durumlarda aşağıdakine benzer bir kodlama ile faydalanılmaktadır.

try {

File data = jFileChooser1.getSelectedFile();

FileOutputStream fos = new FileOutputStream(data); ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);

Advertisement adv = new Advertisement("test",this.jTextField1.getText()); for (Enumeration en = attributes.keys(); en.hasMoreElements(); ) { Attribute tra = (Attribute) attributes.get(en.nextElement()); adv.addAttribute(tra);

}

for (Enumeration en = behaviours.keys(); en.hasMoreElements(); ) { Behaviour trab = (Behaviour) behaviours.get(en.nextElement()); adv.addBehaviour(trab);

}

oos.writeObject(adv); oos.close(); } catch (Exception ex) { }

6.1.3. Nesne Veritabanları

Nesneye Yönelik Veritabanları aynı zamanda Nesne Veri Tabanı Yönetim Sistemleri (Object Database Management Systems-ODBMS) olarak adlandırılırlar. Nesne veritabanları integer, string, real, gibi basit verilerden ziyade nesneleri saklamak için tasarlanmışlardır. Nesneler ise nesneye yönelik diller olan Smalltalk, C++ ve Java gibi diller tarafından kullanılırlar. Nesneler şu iki bileşenden oluşurlar:

• Özellikler Özellikler nesnenin karakteristikleri belirleyen verilerdir. Bu veriler integer, string, float gibi basit veriler olabilecekleri gibi karmaşık nesne referanslarıda olabilirler.

• Davranışlar (Metotlar) Metotlar nesnenin prosedürler veya fonksiyonlar olarak ifade edilen davranışlarını tanımlarlar.

Bu nedenle nesneler hem veri içermektedir, hem de çalıştırılabilir program kodu içermektedir. Sınıflar ise nesnenin içereceği bu davranış ve özelliklerin tanımlandığı bir şablon veya kalıp olarak düşünülebilir Sınıflar verileri ve metotları içermez ancak onları tanımlarlar. Sınıflar nesnelerin yaratılmasında kullanılırlar. Sınıflar aynı şekilde ODBMS lerde de nesneyi tanımlamak için kullanılırlar. Veri tabanında nesnenin özellikleri saklanır, metotları ise saklanmaz. Metotların kullanılması gerekince bu sınıf tanımlamasından yeniden yaratılması gerekmektedir.

Nesne Veritabanları karmaşık veriler ve/veya çoklu (n-m relationship) nesne ilişkileri olduğu zamanlarda kullanılması uygundur. Nesne veri tabanları birkaç tablonun ve çok basit tipte verinin olduğu uygulamalarda kullanılması uygun değildir. Elektronik Ticaret uygulamalarında, Çoğulortam uygulamalarında, zamanla değişen nesne yapılarının olduğu projelerde kullanılması uygundur.

• Geçici (ad hoc) sorgulama kapasitesinin eksikliği, • ODBMS sistemlerin net bir standardının olmaması,

• Oluşturulan veri tabanının, oluşturulduğu ODBMS’e bağımlı olması ve taşınabilirliğinin eksikliği

ciddi bir eksiklik olarak karşımıza çıkmaktadır. Object Data Management Group, nesne veritabanlarında veri işleme için bazı standartlar koysa da bu ODBMS sistemlerinin gelişimini çok az bir şekilde artırmıştır.

6.1.4. Varlık Çekirdekleri

Varlık Çekirdekleri (Entity Beans), Java 2 Platform, Enterprise Edition, Enterprise JavaBeans (J2EE EJB)’nin bir parçası olup çok sayıdaki eş zamanlı uzak/yakın kullanıcının ortak erişebileceği kalıcı verilerin ifade edilmesine olanak sağlayan standartları ve kullanım metotlarını sağlamaktadır.

İki çeşit EJB bulunmaktadır. Bunlar; "Varlık Çekirdekleri " ve "Oturum Çekirdekleri (Session Beans)". (Bir de "Mesaj Tabanlı Çekirdekler (Message-Driven Bean)" ler vardır ancak bu JMS kullanımını gerektirmektedir.) Bunlardan kalıcı olanlar Varlık Çekirdekleri olduğu için bizim için incelenmesi gerekende budur.

Varlık çekirdekler normal nesnelerden farklı özellikleri olan nesnelerdir. Varlık Çekirdeklerinin özelliklerini şu şekilde sıralanabilir:

• Kalıcıdır. Standart Java nesneleri, program içinde yaratıldıkları zaman var olabilirler. Program sona erdiği zaman ise nesne yok olur. Fakat bir varlık çekirdeği silinene kadar hayatta kalabilir. Bir program bir varlık çekirdeği yaratabilir, durdurabilir ve yeniden başlatabilir. Program kapatıldıktan sonra da varlık çekirdeği var olmaya devam eder. Program yeniden çalıştırıldığında ise beraber çalışmış olduğu varlık çekirdeğini bularak beraber çalışmaya devam eder.

• Ağ tabanlıdır. Standart Java nesneleri genellikle bir program tarafından kullanılabilirler. Fakat varlık çekirdeği ağ üzerindeki herhangi bir program tarafından kullanılabilirler. Programın bir varlık çekirdeğini kullanabilmesi için onu ağ üzerinde bulabilmesi (adreslemesi) yeterlidir.

• Uzaktan çalıştırılabilir. Bir varlık çekirdeğinin metodu bir sunucu üzerinde çalıştırılabilir. Kendi programınızda bir varlık çekirdeğinin metodunu çağırdığınız zaman kendi programınızın çalışımı durur ve kontrol sunucuya geçer, sunucudaki metodun çalışımı bitince kontrol tekrar sizin programınıza döner.

• Bir tekil anahtar (primary key) tarafından tanımlanır. Varlık çekirdeğinin birer tekil tanımlayıcıları olmalıdır. Örneğin bir “çalışan” entity beani “TC Kimlik No” yu tekil anahtar olarak kabul edebilir. Varlık çekirdeği sadece böyle bir alanı olduğu zaman kullanabilirsiniz.

Her ne kadar bu erişim metodolojisi yaygın olarak kullanılsa da bazı tasarım kusurları, program geliştiricileri engellemektedir. Bu kusurların büyük bir kısmı EJB 2.0 ile ortadan kaldırılsa da varlık çekirdeğinin dezavantajlarını şöyle sıralanabilir:

• İnce taneli nesnelerin kullanımı için dahi ağır bir bileşen mekanizmasının kullanılmasını zorlamaktadır.

• Kullanımı nispeten karmaşıktır. • İyi bir performans sağlamak zordur. • Kalıtımsallık desteklenmemektedir.

• Uygulama sunucusu (application server) olmayan ortamlarda

desteklenmemektedir.

• Dinamik sorgulama mekanizmasını desteklememektedir. Önceden elle yazılmış olan Enterprise JavaBean Query Language (EJBQL) sorgulamaları kullanılmakta ve sorguların derleme zamanında hazırlanmış olmaları gereklidir.

• Sadece ilişkisel veritabanları desteklenmektedir.

• Otomatik birincil anahtar (primary key) üretimi yoktur.

• Altprogram testlerinin yapılması ve bu altprogramlarında uygulama dışında kullanılması zor ve karmaşıktır.

Bu bilinen ve sık kullanılan tekniklerin ötesinde Sun Microsystems tarafından şartnamesi ve ölçütleri belirlenen Java Veri Nesneleri (Java Data Objects-JDO) yeni bir kavram olarak karşımıza çıkmaktadır. Bir sonraki konu JDO’nun özelliklerini içermektedir.