Grafické programy v Qt 4 – 10 (SQL)

26. 1. 2010 | Petr Vaněk | Programování | 8325×

V minulém díle jsme si ukázali základy model-view architektury. V díle dnešním se ponoříme do vod relačních databází, oblasti IT milované i proklínané, kde právě architektura model-view nachází elegantní použití.

Obsah

• Představení
• Drivery
• Nízkoúrovňové operace
• Model-view v SQL modulu
• Item View
• Databáze a vlákna v programu

Představení

Jako i ostatní moduly knihovny Qt, i modul QtSql má obsáhlou a podrobnou dokumentaci, kteréžto součástí jsou i různé příklady. V následujícím textu shrnu základy práce a doplním snad užitečné postřehy a příklady z praxe.

Poznámka: Příklady jsou většinou určeny pro Sqlite3, protože Sqlite modul/driver je obvykle dostupný ve všech distribučních balících (včetně Mac OS X a MS Windows) a nepotřebuje žádný běžící server.

Pokud chceme v Qt4 pracovat s relační databází, máme čtyři hlavní možnosti:

1. Použít přímo klientské knihovny použitého DBMS, popř. jiné knihovny na přímý přístup k DB.
2. Použít nízkoúrovňové API Qt4 SQL modulu – drivery a SQL API.
3. Použít abstraktnější API téhož – vazby na widgety GUI.
4. Anebo vtipně zkombinovat všechny výše uvedené možnosti.

Jak v dalším textu uvidíme, tak Qt se snaží, pokud použijeme SQL API, stírat rozdíly ve vlastnostech jednotlivých DB technologií a pro vývojáře sjednotit práci s DB na z databázového hlediska platformně nezávislé použití SQL API. Se všemi svými výhodami a nevýhodami.

Drivery

Qt4 databázový driver implementuje napojení a práci s vlastním DBMS a zároveň unifikuje rozdíly mezi podporovaným databázemi, aby se daly použít v čistě databázově nezávislém SQL API.

Některé drivery jsou už obsaženy v distribučních balících, jiné je třeba ručně přeložit a některé jsou dostupné pouze platícím zákazníkům firmy Nokia, popřípadě přes třetí strany.

Nízkoúrovňové operace

V programech je možné používat klasické jednotlivé SQL příkazy, volat uložené procedury anebo jiné techniky, které daný DB produkt podporuje. Ovšem že se tím stírá jakási databázově orientovaná přenositelnost (každý dodavatel si tak nějak dělá věci po svém), ale na druhou stranu tato technika umožní využít celé spektrum vlastností a často až magických nástrojů známých jen zasvěceným.

Na tomto místě je vhodné poznamenat, že „klasický“ přístup (kombinace C++ s vnořeným SQL) sice může působit zastarale, ale je to jediný způsob, jak v Qt zavolat databázovou proceduru (Oracle „domácí“ driver):

QSqlQuery q;
q.prepare("s0.admin.tablespace_coalesce(:name, :result)");
q.bindValue(0, "LARGE_DATA");
q.bindValue(1, 0, QSql::Out);
q.exec();
qDebug() << “vysledek:“ << q.boundValue(1).toString();

Během psaní článku byly uvolněny všechny DB drivery, které v QtSoftware, dříve Trolltech, napsali. Zkoušet tedy můžete i s „velkými“ DB servery. Pokud si tedy drivery přeložíte.

Pro odvážné hardcoristy anebo pro vývojáře, kteří potřebují použít speciální funkce, jež nabízí pouze klientská knihovna použitého DB stroje, je také k dispozici virtuální metoda QVariant QSqlDriver::handle () const. Následující příklad ukazuje, jak lze použít přímo volání externí sqlite3 C API:

bool Database::enableExtensionLoading(bool enable)
{
    QVariant v = QSqlDatabase::database(SESSION_NAME).driver()->handle();
 
    if (!v.isValid()
        || qstrcmp(v.typeName(), "sqlite3*") != 0)
	{
		exception(tr("DB driver is not valid sqlite3."));
		return false;
	}
 
	sqlite3 *handle = *static_cast<sqlite3 **>(v.data());
	if (handle == 0)
		exception(tr("DB handler is not valid"));
 
	if (handle
        && sqlite3_enable_load_extension(handle, enable ? 1 : 0) != SQLITE_OK)
	{
		if (enable)
			exception(tr("Failed to enable extension loading"));
		else
			exception(tr("Failed to disable extension loading"));
		return false;
	}
	return true;
}

Model-view v SQL modulu

Qt4 přišlo se specifickou implementací principu Model-View, který lze také využít ve spolupráci s QtSql modulem. Modely, které jsou v QtSQL modulu obsaženy, dokáží zobrazit data z DB, aniž by byl třeba další kód, kterým by se ručně plnily GUI widgety.

SQL dotazy lze do M-V architektury dostat pomocí instance třídy QSqlQueryModel. Zde je možné využít výše popsané chování QSqlQuery, a to včetně práce s proměnnými bind, anebo posílat příkazy jako čisté řetězce QString. Data zobrazená tímto způsobem jsou určena pouze pro čtení.

Případný zápis dat, jakási simulace „updatable views“, lze sice realizovat, ale je třeba použít nízkoúrovňové nástroje (např. zjistit ROWID jednotlivých záznamů spojených tabulek, následně pak data měnit ručně atd. Navíc objekty použité v dotazu nemusí být tabulky, ale třeba různé typy pohledů…). Autor si zde nenárokuje patent na rozum, rád se nechá p.t. čtenářstvem poučit, pokud nějakou lepší alternativu znají.

Pokud je třeba zobrazit data z jedné DB tabulky, lze poměrně elegantně využít QSqlTableModel – model, který navíc umožňuje přímou změnu a vkládání dat do DB. Model má několik omezení:

• Pokud budou data zapisována, pak tabulka musí mít primární klíč nebo odpovídající ekvivalent (třeba i ručně nastavený z C++ kódu). Návrh na opravu včetně způsobu, jak to opravit, už existuje v Qt bugtrackeru, ale zatím tento bod berme jako fakt.
• Nastavení filtru dat (setFilter()) vygeneruje nový SQL příkaz nad tabulkou, což v některých DB serverech může způsobit (a způsobuje) vynucený hard-parsing daného příkazu. Proto se osobně takové věci vyhýbám.
• Stejně tak setSort() – i tato metoda přegeneruje zdrojové SQL. Osvědčilo se použít QSortFilterProxyModel na surová DB data.

Item View

V případě, že je vhodné zobrazit v GUI záznamy „po jednom“, popřípadě editovat data ve specializovaném formuláři, je sice možné používat nízkoúrovňové SQL nástroje a data pak manuálně přehazovat do a z GUI, ale na většinu podobných operací Qt nabízí sofistikovanější nástroj.

QdataWidgetMapper z modulu QtGui ve spolupráci s výše zmíněnými SQL modely odvede stejnou práci automaticky (anebo skoro automaticky).

Databáze a vlákna v programu

Qt4 umožňuje použít DB konekci pouze ve vlákně, ve kterém byla vytvořena a zároveň jsou všechny DB operace synchronní. Proto se může stát, že při časově náročnějším dotazu do DB, popř. při síťové chybě, může dojít k „zamrznutí“ GUI, protože se vše odehrává v jediném vlákně a Qt eventy čekají (jsou zablokovány) na odpověď DB serveru.

Proto můžeme použít několik způsobů, jak se problémům vyhnout. Nechat program tak, jak je, občasné zamrznutí prohlásit za vlastnost a počkat, až si uživatel zvykne. Anebo zvolit jednu z klasických metod, kterými uděláme program vícevláknovým – modul QtCore, Threading (vizte Grafické programy v Qt 4 – 5 (regexpy, vlákna a ukazatel průběhu):

• Nové vlákno = nová konekce. Kdy se připojení do DB budou navazovat a rušit podle potřeby.
• Connection pool. Kdy se vytvoří určitý počet vláken s otevřenou konekcí a tato vlákna se později podle potřeby přidělují.

Ukázková implementace takového řešení přesahuje rozsah článku (čtenář bude číst: nechce se mi psát), proto čtenáře odkazuji na příklad z praxe (toresultmodel.cpp z TOra a návaznosti). Ukázkové zdrojové kódy použité v článku jsou zde: qt4-sql-priklady.zip.

QtSql je ve vícevláknových programech navíc omezeno následujícím:

• Výše zmíněná nutnost použít DB konekci pouze ve vlákně, které ji vytvořilo. Pokud by se konekce použila ve vlákně jiném, jsou výsledky nedefinované a často fatální.
• Předávat data mezi vlákny je doporučováno (a zároveň je to pohodlné) přes signály a sloty, což odstraňuje potřebné explicitní zamykání prostředků.
• Vlastnostmi a možnostmi jednotlivých DB serverů, resp. jejich klientských knihoven.

       

Komentáře

[lokki]

Pri QtSql ma dosť mrzí, že jeho modely na spájanie viac tabuliek (QSqlRelationalTableModel) nepodportujú outer joiny. Bolo to pre mňa tak obmedzujúce, že som nakoniec pre jednu aplikáciu zvolil iný framework.

[Selmi]

databazy, to je dost zla cast qt

ak pouzijes v sql statemente pomenovany parameter viac nez raz tak sa spusti s nedefinovanymi hodnotami parametrov pre vsetky okrem posledneho vyskytu. tyka sa odbc aj sqlite pluginu

odbc plugin v linuxe je este horsi. unicode nechodi poriadne (v linuxe je totiz unicode 4bajtovy a qt natvrdo rata s 2bajtovym ako ma windows), ak pouzijes ansi driver (ktory nepodporuje unicode) tak vsetky texty z databazy idu von vo formate 0xhexakod (nie je problem ak natvrdo pouzivas .toString(), ale je problem ak nevies dopredu co v resultsete bude a zistujes typ stlpca za behu, proste to bude binary)

a o freetds (QTDS) plugine ani nehovorim, kazda databazova operacia si otvara a zatvara novy connection a nepodporuje transakcie

pouzivam qt pre jeden projekt, treba tomu niekolko patchov aby to bolo pouzitelne a doteraz neviem ako poriadne rozbehat verziu prave pre linux.... stale plati ze lepsie multiplatformove riesenie som nenasiel, ale uz nie som tak nadseny ako som bol kedysi. najviac ma stve ze bez toho aby si to clovek nepatchoval sam sa nikde dalej nepohne lebo nahlasene bugy qtckari veselo ignoruju, vyzera ze riesia iba bugy ktore sa tykaju GUI.

[practisoft]

ale pouzivani primeho databazoveho pristupu v nejake desktopove aplikaci je preci samo o sobe 'nevhodne'. Krome nejakych administracnich nastroju je vsechno ostatni treba resit pres nejakou vrstvu. To ze nejaky nastroj implementuje sql pristup preci neznamena, ze to budeme/musime pouzivat?

[Selmi]

v skutocnosti to nie je tradicna desktop aplikacia, nepouzivame gui iba core,network, sql a xml a islo nam naozaj o multiplatformove riesenie - takto mame v jednom frameworku zabalene vsetko co sme potrebovali na vsetkych platformach ktore sme potrebovali (jedina rozumna alternativa qt ktoru sme mali bola .net/mono alebo sa na roznych platformach babrat s roznymi api a kniznicami)

fakt je ze kvoli tomu ako to funguje (paradoxne na linuxe, clovek by povedal ze v tomto type projektu bude prave linux najvychytanejsi) momentalne zvazujeme ze sa na qt vykasleme a to by som nerad lebo vo vacsine veci je naozaj fajn.... problem nie je ani tak v tom ze nieco nefunguje, to sa stava, ale spolu s pristupom typu 'aj tak ti kaslem na hlavu' to je dost velka prekazka (a ano, pouzivame LGPL verziu, tipujem ze platenej sa venuju ovela lepsie).

[Jardík]

Unicode ve Windows není 2bajtové. Používá se totiž UTF-16, UCS2 se tam používalo před hodně dlouhou dobou. Na rozdíl od UTF-32 se šetří pamětí a na rozdíl od UTF-8 je to rychlejší.

[Selmi]

no to je len spresnenie terminologie, fakt je ze odbc natvrdo rata s dvojbajtovym nech sa na to uz pouzije skratka aka chce. ale dik za spresnenie

[nikdo]

Petře, kde jste přišel k tomu slovu "konekce"? No já málem spad ze židle. Nejdřív jsem myslel, že je to nějaký překlep, ale máte to tam snad 5x, což značí, že si myslíte, že takové slovo opravdu existuje...

Abych jen nekritizoval, navrhnu slovo jedno slovo, které existuje a v tomto kontextu se používá - "spojení". Zařaďte si jej do slovníku a začněte aktivně používat.

Jinak je článek príma, díky.

[Tojaj]

Zdravím, s Qt4 teprve začínám a tento seriál se mi moc líbí. Hlavně oceňuji, že se zbytečně nezabývá tím co se dá snadno najít v dokumentaci a soustředí se spíš na obecnější popis problému a jeho řešení, než na jednotlivé komponenty. Ukázkové programy, ve kterých je vše krásně demonstrováno jsou taky super. A co se mi líbí nejvíce, tak jsou rady z praxe, jako například tip na použití QSortFilterProxyModel místo setSort a setFilter. Děkuji a jen tak dál ;)