Solaris下PRO＊C和OCI程序设计分析与比较

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Solaris下PRO＊C和OCI程序设计分析与比较

摘要 文章对Solaris平台下，开发基于Oracle数据库的C程序的两种方法——PRO*C和OCI进行了研究，详细分析了这两种方法的开发流程，给出了较为具体的应用程序例子，并对两者的性能进行了比较。
关键词 Solaris，Oracle，PRO*C，OCI
1引言
数据库在软件开发中的应用越来越广泛，其中，Oracle可说是性能最强大、最稳定的数据库之一，大量的软件开发选择了Oracle。在开发语言的选择上，C语言以其灵活、高效吸引了大批的软件开发人员。这两者的强强联合也必具有较高的性能，在实际中有广泛的应用。这就是PRO*C和OCI程序设计。
Oracle常常应用在服务器中，Solaris又是服务器的首选平台，因此，本文主要介绍PRO*C和OCI程序设计在Solaris平台上的应用和实现，对在Windows平台和Linux平台上的应用和实现也可作为参考。本文所采用的开发环境为Solaris2.8、Oracle8.1.7。
2 PRO*C程序设计
PRO*C是Oracle提供的应用程序专用开发工具，它以C语言为宿主语言，能在C程序中嵌入SQL语句，进行数据库操作。这种嵌入式的SQL语句容易掌握，适合初学者。
2.1设置开发环境
（1）C编译器
Solaris系统中常用的C语言编译器是GCC，是GNU组织的免费C编译器，一般Linux版本中缺省都安装有GCC，UNIX系统中有的并不自带，因此需要手动安装，本文所采用的GCC版本为3.2。
（2）PRO*C预编译器
PRO*C使用预编译技术，预编译器将源程序中的SQL语句转换为标准的Oracle库函数调用，从而生成C源程序，再经C编译器编译、链接后生成可执行文件。这个预编译器是Oracle自带的。
（3）C语言头文件和函数库。
Oracle安装程序将这些文件安装在$ORACLE_HOME/precomp目录下。
2.2开发PRO*C程序
（1）说明SQL通讯区
SQL通讯区用来记录执行每一个嵌入SQL语句的状态信息，通过在函数体外使用下列语句实现：
#include或者 EXEC SQL INCLUDE sqlca;
（2）声明宿主变量，即C变量
这些变量是应用程序与Oracle通信的桥梁，应用程序的输入数据通过C变量传递给Oracle，反之，Oracle的输出数据又通过C变量传递给应用程序。举例如下：
EXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION;
char szUsername[16];
VARCHAR varPassword[16];
char *szStmt1="CREATE TABLE USERS (USERNAME VARCHAR2(15) NOT NULL,PASSWORD
VARCHAR2(15) NOT NULL)";
char *szStmt2= "SELECT PASSWORD FROM USERS WHERE USERNAME='chen'";
EXEC SQL END DECLARE SECTION;
值得注意的是：在SQL语句中使用C变量时，前面需加冒号，例如上面的变量应表示为:szUsername。其中，VARCHAR为C扩展数据类型，预编译时，PRO*C预编译器将它扩展为一个C结构类型struct{
unsigned short len;
unsigned char arr[16];
}varNo;
在SQL语句中使用VARCHAR类型变量时，只需指出结构名称varPassword就可，但在C语句中使用VARCHAR类型变量时，必须具体说明所操作变量的结构元素名称是varPassword.len还是varPassword.arr。另外，如果用VARCHAR类型变量做函数参数的话，只能用指针形式。
（3）连接数据库
EXEC SQL CONNECT :username/password@DBname;
通过sqlca.sqlcode的值来判断连接数据库成是否功。
（4）执行SQL语句（分为静态SQL语句和动态SQL语句）
静态SQL语句是在开发应用程序时就已经明确了的数据库操作，如：
EXEC SQL SELECT password INTO :szPassword FROM USERS WHERE username=:szUsername;
动态SQL语句是在运行时由外部数据提供的，不能直接在C程序中嵌入SQL 语句，但可以调用放在一个字符串变量里的SQL语句，最简单的方法是：EXEC SQL EXECUTE IMMEDIATE :szStmt1;但这样执行的SQL语句不能实现查询，实现查询可用下列方法：
EXEC SQL PREPARE select_stmt FROM :szStmt2;
EXEC SQL EXECUTE select_stmt INTO :szPassword;
如果不再需要已准备好的语句，应释放：EXEC SQL DEALLOCATE PREPARE select_stmt;
（5）提交或回滚所做的数据库处理，并退出数据库
回滚：EXEC SQL ROLLBACK WORK RELEASE;
提交：EXEC SQL COMMIT WORK RELEASE;
注意语句中的RELEASE选项，它要求关闭所有打开的游标，之后断开与数据库服务器的连接。
2.3生成可执行文件
在Solaris平台下可通过命令方式对PRO*C源程序进行预编译，下列命令只列出了最常用的预编译选项：#proc iname=example.c INCLUDE=path CODE=ANSI_C MODE=ANSI CPP_SUFFIX=cc
SQLCHECK=SEMANTICS USERID=username/password@DBname
预编译后的example.cc文件就可以当作普通的C源文件来进行处理了。
#gcc -o exampled –I. -I/oracle/product/8.1.7/precomp/public example.cc
最终生成的exampled文件就是我们的可执行文件。
3 OCI程序设计
OCI(Oracle Call Interface)是由头文件和库函数等组成的一套Oracle数据库应用程序编程接口工具，OCI程序实质上就是用高级语言写的程序，其特点是内部含有对OCI子函数库的调用。
OCI程序对开发环境的要求相对较低，只要有C语言的OCI开发工具包和C编译器就可以，程序设计相比PRO*C复杂了点。
3.1创建和初始化OCI环境
首先要在源程序中包含OCI头文件：#include
OCI环境即OCI函数的工作环境，在调用其他函数之前必须先调用OCIInitialize()和OCIEnvInit()函数创建和初始化OCI环境，其他OCI函数要在这个环境中才能执行。
先定义变量：OCIEnv **m_envhp;
OCIError *m_errhp;
OCIServer *m_srvhp;
OCISvcCtx *m_svchp;
OCIStmt *m_stmthp;
OCIInitialize((ub4) OCI_DEFAULT, (dvoid *)0, (dvoid * (*)(dvoid *, size_t)) 0,
(dvoid * (*)(dvoid *, dvoid *, size_t))0, (void (*)(dvoid *, dvoid *)) 0 );
OCIEnvInit((OCIEnv **)&m_envhp, OCI_DEFAULT, (size_t) 0, (dvoid **) 0 );
其中m_envhp为输出参数，是一个指向OCI环境句柄的指针，OCI_DEFAULT 是OCI环境的初始化模式。OCIEnvInit()函数中的size_t类型变量为分配给用户的内存数量，dvoid **类型变量指向用户的内存区域，该区域的大小等于size_t类型变量。
OCI函数中，大量使用OCI定义的数据类型和宏，其定义可参考$ORACLE_HOME/rdbms/demo目录下的oci.h头文件。
3.2申请句柄
句柄是指向OCI库所分配的内存区域的指针，该内存区域中的数据由OCI库维护，应用程序可通过句柄访问其中的数据。下面是应用程序中最常用的几个句柄：
OCIHandleAlloc( (dvoid *)m_envhp, (dvoid **)&m_errhp, OCI_HTYPE_ERROR,
(size_t) 0, (dvoid **) 0);
OCIHandleAlloc( (dvoid *)m_envhp, (dvoid **)&m_srvhp, OCI_HTYPE_SERVER,
(size_t) 0, (dvoid **) 0);
OCIHandleAlloc( (dvoid *)m_envhp, (dvoid **)&m_svchp, OCI_HTYPE_SVCCTX,
(size_t) 0, (dvoid **) 0);
OCIHandleAlloc( (dvoid *)m_envhp, (dvoid **)&m_stmthp, OCI_HTYPE_STMT,
(size_t) 0, (dvoid **)0);
其中m_errhp为新申请的句柄，m_envhp为它的父环境句柄，OCI_HTYPE_ERROR为句柄类型，表示这是一个错误报告句柄，OCI_HTYPE_SERVER表示服务器句柄，OCI_HTYPE_SVCCTX表示服务环境句柄，OCI_HTYPE_STMT表示语句句柄。
存储在句柄中的数据称为句柄属性，所有OCI句柄都具有属性，可以调用OCIAttrGet()和OCIAttrSet()函数来读取、设置句柄属性。
3.3连接服务器建立会话
首先调用OCIServerAttach(m_srvhp, m_errhp, (text *)"", strlen(""), OCI_DEFAULT);函数建立与指定服务器的连接，text *类型变量为空，表示连接默认数据库服务，OCI_DEFAULT表示应用程序的操作模式为阻塞模式，在这种方式下，只有当OCI调用完成后才将控制权返回给客户端应用程序。
然后调用OCILogon(m_envhp, m_errhp, &m_svchp, (text*)m_szUser,strlen(m_szUser),
(text*)m_szPassword, strlen(m_szPassword), (text*)m_szDbName, strlen(m_szDbName));建立数据库会话。此函数隐含申请服务器句柄和用户会话句柄，登录后，句柄是只读的，不能再设置句柄属性。
3.4执行SQL语句并处理数据
将要执行的SQL语句copy到szSqlStr字符串中，snprintf( szSqlStr, sizeof(szSqlStr), "select PASSWORD from USERS where USERNAME=’chen’ ");
执行下列语句：
OCIStmtPrepare(m_stmthp, m_errhp, (text*)szSqlStr, (ub4) strlen(szSqlStr),
(ub4) OCI_NTV_SYNTAX, (ub4)OCI_DEFAULT); //准备SQL语句
OCIDefine *defnp0 = (OCIDefine *) 0; //定义输出变量
OCIDefineByPos( m_stmthp, &defnp0, m_errhp, 1, (dvoid *)szUSERNAME, 100, SQLT_STR,
(dvoid *) 0, (ub2 *)0, (ub2 *)0, OCI_DEFAULT); //绑定变量
OCIStmtExecute( m_svchp, m_stmthp, m_errhp, (ub4) 1, (ub4) 0, (OCISnapshot *) NULL,
(OCISnapshot *) NULL, (ub4) OCI_DEFAULT); //执行SQL语句
3.5结束会话断开数据库连接
OCILogoff( m_svchp, m_errhp );
3.6断开与数据源的连接，释放句柄
OCIServerDetach( m_srvhp, m_errhp, OCI_DEFAULT ); //断开与数据源的连接
OCIHandleFree((dvoid *) m_stmthp, OCI_HTYPE_STMT); //释放句柄
OCIHandleFree((dvoid *) m_svchp, OCI_HTYPE_SVCCTX);
OCIHandleFree((dvoid *) m_srvhp, OCI_HTYPE_SERVER);
OCIHandleFree((dvoid *) m_errhp, OCI_HTYPE_ERROR)
3.7生成可执行文件（两种方法）
（1）同普通的C程序：
#gcc -o exampled –I. –I$(ORACLE_HOME)/precomp/public example.c
（2）利用Oracle自带的Make文件：
首先将$ORACLE_HOME/rdbms/demo/demo_rdbms.mk文件copy到OCI源程序所在的目录，将源文件编译为目标文件：#gcc –c example.o -I$(ORACLE_HOME)/rdbms/demo
-I$(ORACLE_HOME)/network/public -I$(ORACLE_HOME)/rdbms/public/ example.c
然后用命令：#make -f demo_rdbms.mk build OBJS=example.o EXE=exampled，exampled就为生成的可执行文件。
4 二者的比较
PRO*C程序的最大优点是简单易学，另外，因为PRO*C程序是把SQL语句翻译成相应的Oracle库函数调用，因此大大提高了应用程序的执行速度。
OCI程序使开发人员能使用已熟悉的C语言编程技术，通过Oracle的OCI函数调用快速开发应用程序，能充分发挥C语言的特点，使开发人员对程序设计和运行控制更加灵活，开发的应用程序具有更强的数据处理能力和更大的灵活性。
5 结束语
文章从开发环境、开发流程、编译三个方面分别详细分析了PRO*C和OCI程序设计的方法，并对两者的性能进行了比较。希望能为广大的计算机技术工作者提供参考。由于OCI程序设计相对复杂，以上所述仅是用来实现基本的数据库操作，若要实现更复杂的应用，需要做大量的实践操作，积累经验。文中举例的程序，都是在实际中编译通过了的，更有说服力。
参考文献
[1]袁鹏飞著.Oracle数据库8i高级应用开发技术，人民邮电出版社，2000.7