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IMPLEMENTANDO PROCEDIMENTOS ARMAZENADOS COM RECURSIVIDADE

EM BANCO DE DADOS FIREBIRD

Autor:Mrcio Henrique Silva

Resumo

Este artigo apresenta um estudo bibliogrfico sobre a utilizao de algoritmos

recursivos em banco de dados e aponta uma proposta de utilizao de recursividade em Stored

proceduresatravs do SGDB Firebird, um banco de dados Open Source. A partir de um cenrio

prtico com uma tabela de plano de contas uma Stored procedure foi testada e utilizada para

facilitar a extrao de dados agrupados pelo plano de contas hierarquizado. As vantagens e as

desvantagens desde tipo de recursividade so discutidas para auxiliar na deciso sobre sua

utilizao na prtica.

Palavras chave: Recursividade, Stored Procedure, Firebird, SGDB

Abstract

This paper presents a study of the literature on the use of recursive algorithms in

database systems and shows the proposed use of recursion in Stored procedures through the

Firebird DBMS, a database of Open Source. From a practical scenario with a table plan accounts

Stored procedure has been tested and used to facilitate the extraction of data grouped by

hierarchical chart of accounts. The advantages and disadvantages from type recursion are

discussed to help decide on its use in practice.

Key Words: Recursion, Stored Procedure, Firebird, SGDB

Introduo

Aplicaes de banco de dados que dependem de algoritmos complexos e bem

elaborados, geralmente, executam estes algoritmos fora da camada do servidor de banco de

dados. A justificativa pode ser a consonncia com a grande oferta de recursos que as linguagens

de programao oferecem ou mesmo porque o desenvolvedor no se atenta para esta

possibilidade.

A recursividade um algoritmo que segundo (WIRTH, 1999) consiste parcialmente ou

definido em termos de si prprio. Ou ainda conforme (PEREIRA, 2000) que atribui este

conceito ao algoritmo que para resolver um problema divide-o em subproblemas mais simples,cujas solues requerem a aplicao dele mesmo.

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Em termos matemticos, a recurso uma tcnica que, atravs de substituies

sucessivas, reduz o problema a ser resolvido a um caso de soluo trivial (PEREIRA, 2000, p.

147).

Nas palavras de (BORRIE, 2006, p. 563), se um procedimento chama a si prprio, ele

recursivo.

Este trabalho tem como objetivo despertar para a utilizao de recursividade atravs de

procedimentos armazenados no sistema de gerenciamento de banco de dados Firebird.

Antes de tratar dos recursos especficos sero abordados alguns conceitos importantes

sobre banco de dados.

Para (DATE, 2003) os Sistemas de Gerenciamento de Banco de Dados (SGDB) so

uma coleo de ferramentas que permitem criar e manter um banco de dados, ou seja, aferramenta que trata todo e qualquer acesso ao banco de dados.

Um dos modelos de banco de dados de maior sucesso o relacional. Segundo

(ELMASRI e S., 2010, p. 39), este modelo representa o banco de dados como uma coleo de

relaes, semelhantes a tabelas. Cada linha representa um conjunto de dados relacionados e

denominada tupla. Cada coluna armazena um determinado tipo de dado e conhecida como

atributo.

Ainda segundo (ELMASRI e S., 2010, p. 57), o banco de dados relacional ganhou

mercado graas criao da linguagem SQL (StructuredQueryLanguage), ou seja, linguagem

de consulta estruturada. SQL tornou-se a linguagem padro para os bancos de dados relacionais

comerciais. Esta linguagem resultou de um esforo comum da International Standards

Organization (ISO) e a Amerizan National Standards Institute (ANSI).

Atualmente existem diversas tecnologias de banco de dados disponveis no mercado,

algumas necessitam de licenas pagas outras so de uso livre, com cdigo fonte aberto oufechado. Dentre estas tecnologias uma que tem se destacado no Brasil o Firebird, um SGSD

Open Source. Este SGDB segundo (BORRIE, 2006) foi a primeira nova gerao descendente do

Interbase 6.0 da Borland Corporation liberado no ano de 2000 sob licena Pblica do Interbase

(IPL). O Firebird mantido pela FirebirdSQL Foundation (Inc), uma fundao sem fins

lucrativos, com sede na Inglaterra, que vive de patrocnios pblicos e privados, donativos e taxas

de associados.

Dentre as principais caractersticas do Firebird (BORRIE, 2006) destaca: Arquitetura

multi-geracional, transaes, procedimentos armazenados (storage procedures), gatilhos

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(triggers), integridade referencial, cpias de dados em tempo real (database shadowing),

segurana conforme padro ANSI SQL para os objetos do banco de dados dentre outros.

Procedimentos armazenados (Procedures)

Os procedimentos armazenados, so conceituados por (BORRIE, 2006) como um

programa auto-contido, escrito em PSQL do Firebird, uma linguagem prpria do Firebird,compilado pelo interpretador interno de linguagem binria e armazenado como cdigo

executvel dentro do banco de dados, compondo seu metadata. Depois de compilado, o cdigo

pode ser chamado diretamente de uma aplicao ou outro mdulo PSQL, usando uma declarao

EXECUTE PROCEDURE ou SELECT.

O Firebird fornece como uma linguagem de procedimentos (s vezes chamada de

PSQL), um conjunto de extenses da SQL que os programadores usam junto com uma variao

do conjunto da linguagem ESQL, para escrever o cdigo fonte de procedimentos armazenados e

gatilhos. A PSQL estendida para incluir controle de fluxo, expresses condicionais e

manipulao de erros. Ela possui a habilidade nica de gerar conjuntos de sada de mltiplas

linhas que podem ser acessadas usando declaraes SELECT. (BORRIE, 2006, p. 326)

Em outras palavras, pode-se dizer que um procedimento armazenado do Firebird um

conjunto de cdigo que poder ser acionado pelo usurio utilizando-se o comando SELECT,

definido pelo padro ANSI SQL para consultar dados ou utilizando uma sintaxe exclusiva

composta pela expresso EXECUTE PROCEDURE.

De acordo com (CANTU, 2006, p. 194) as procedures podem chamar a si mesmas 1000

vezes caso o servidor Firebird esteja rodando no sistema operacional Linux ou 750 vezes se o

sistema operacional for Microsoft Windows. Esta limitao visa evitar situaes que gerem um

loopinfinito, e que poderiam prejudicar o funcionamento do servidor.

Dentre as vantagens de se utilizar procedimentos armazenados podem-se destacar duas

em especial: facilidade de gerenciamento do cdigo de processamento e melhoria de

desempenho da aplicao.

Em aplicaes no modelo cliente/servidor em que geralmente h um computador

responsvel pelo processamento dos dados remoto e a estao de trabalho do usurio que

manipula os dados acessando o ncleo do servidor importante regrar a distribuio de carga

entre o servidor e a estao de trabalho. A utilizao de Stored Procedureconstitui um recurso

extremamente til para concentrar o processamento no servidor e reduzir o nmero de

requisies da estao de trabalho. Esta escolha poder resultar em uma demanda de estaes de

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trabalho com recursos minimizados e consequentemente com melhor aproveitamento dos

recursos do servidor.

Procedimentos metodolgicos

Este trabalho resultou de uma pesquisa bibliogrfica exploratria em livros e revistas

especializados em banco de dados e algoritmos. Tambm foram realizados testes em laboratrio

utilizando as seguintes ferramentas de software: Banco de dados Firebird verso 2.5, ferramenta

de gerenciamento de banco de dados IBExpert verso 2011.01.11, Notebook com processador

Intel i5 com 06 GB de memria RAM e sistema operacional Microsoft Windows 7 Professional.

O banco de dados utilizado foi criado utilizando o aplicativo IBExpert e contm apenas

uma tabela conforme estrutura abaixo:

QUADRO 1 - Estrutura da tabela PLANOCONTASPLANOCONTAS

IDPLANO SMALLINT NOT NULLDESCPLANO VARCHAR(80) NOT NULLTIPO CHAR(1) NOT NULLPAI SMALLINT NOT NULLFonte: Elaborado pelo autor

Para construir o cenrio de testes, observa-se no QUADRO 2 os dados que foram

cadastrados na tabela PLANOCONTAS:

QUADRO 2 - Registros da tabela PLANOCONTAS

IDPLANO DESCPLANO TIPO PAI

1 CRDITOS C 12 DBITOS D 23 Recebimento de servios prestados C 14 Pagamento de fornecedores D 25 Pagamento de impostos D 26 Venda de mercadorias C 17 Impostos Federais D 5

8 Impostos Estaduais D 510 Imposto de Renda D 711 ICMS D 812 COFINS D 713 IPI D 714 Despesas Operacionais D 215 Servios bancrios D 1416 Impostos municipais D 517 ISSQN D 1618 IPVA D 819 IPTU D 16

Fonte: Elaborado pelo autor

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Nota-se que o campo PAI tem o identificador do registro hierarquicamente superior

ao registro atual. No caso da conta CRDITO e da conta DBITO este valor o mesmo do

prprio registro, indicando que se trata de um registro raiz.

Resultados

QUADRO 3 - Cdigo fonte do procedimento

01 CREATE OR ALTER PROCEDURE LISTA_PLANO (

02 PAI SMALLINT)

03 RETURNS (

04 IDPLANO SMALLINT,

05 DESCPLANO VARCHAR(80),

06 TIPO CHAR(1),

07 IDPAI SMALLINT,

08 RECUO VARCHAR(80))

09 AS

10DECLARE VARIABLE QTDFILHOS SMALLINT;

11 BEGIN

12 IF (:RECUO IS NULL) THEN RECUO = '';

13 SELECT COUNT(*) FROM PLANOCONTAS P

14 WHERE P.PAI = :PAI AND P.IDPLANO :PAI

15 INTO :QTDFILHOS;

16 SELECT P.IDPLANO,P.DESCPLANO,P.TIPO,P.PAI FROM PLANOCONTAS P

17 WHERE P.IDPLANO = :PAI

18 INTO :IDPLANO,:DESCPLANO,:TIPO,:IDPAI;

19 SUSPEND;

20 RECUO = :RECUO || '...';

21 IF (:QTDFILHOS > 0) THEN

22 FOR SELECT P.IDPLANO,P.DESCPLANO,P.TIPO,P.PAI23 FROM PLANOCONTAS P

24 WHERE P.PAI = :PAI AND P.IDPLANO :IDPLANO

25 ORDER BY 1

26 INTO :IDPLANO,:DESCPLANO,:TIPO,:IDPAI DO

27 BEGIN

28 FOR SELECT IDPLANO,DESCPLANO,TIPO,IDPAI,RECUO || '...'

29 FROM LISTA_PLANO (:IDPLANO)

30 INTO :IDPLANO,:DESCPLANO,:TIPO,:IDPAI,:RECUO DO SUSPEND;

31 END

32 END


Observa-se no QUADRO 3 que a procedure possui um parmetro de entrada, linha 02,

denominado PAI cujo domnio Smallint. O propsito deste parmetro informar o item do

plano de contas que ter seus itens filhos listados. Este parmetro representa o elo entre as

diversas execues da procedure.

Os parmetros de retorno foram definidos entre as linhas 04 e 08. Na linha 21 h uma

verificao no cdigo para processar apenas o item do plano de contas com pelo menos um itemfilho.

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Na linha 29 encontra-se a chamada recursiva para a procedure LISTA_PLANO.

Nota-se que a utilizao da recursividade bastante simples e resulta em um cdigo de

fcil entendimento alm de maior facilidade para ser consumido em uma aplicao cliente.

Conforme citado por (PEREIRA, 2000), a recurso pode tornar um algoritmo muito

elegante, desde que bem utilizada. Cada chamada recursiva implica em um custo tanto de tempo

quanto de espao, pois cada vez que a rotina chamada, todas as variveis so recriadas.

Portanto, a elaborao cuidadosa do cdigo poder resultar em ganho de performance, bem

como, economia de recursos de processamento.

Uma procedure retornvel, capaz de retornar um conjunto de registros, pode ser

executada a partir de um comando SQL SELECT conforme exemplo do QUADRO 4.

QUADRO 4 - Execuo da procedure atravs de SELECT01 SELECT P1.IDPLANO, P1.RECUO || P1.DESCPLANO DESCPLANO, P1.TIPO, P1.IDPAI,

02 (SELECT SUM(P.VALORPAGO) FROM PAGAMENTOS P

03 WHERE P.IDPLANO = P1.IDPLANO) PAGO

04 FROM LISTA_PLANO(2) P1


Como resultado do processamento do comando listado no QUADRO 4 so

apresentados os registros do QUADRO 5. Nota-se que a procedure organizou os dados

conforme a hierarquia das contas e utilizou uma sequncia de ... para cada nvel de detalhe.Este comando SQL SELECT ainda permitiu vincular o resultado da procedure recursiva com a

tabela de pagamentos, possibilitando o uso de funes de agregao para somar os valores pagos

conforme o item do plano de contas.

QUADRO 5 - Resultado do comando SQL

IDPLANO DESCPLANO TIPO IDPAI PAGO2 DBITOS D 24 ...Pagamento de fornecedores D 2 500

5 ...Pagamento de impostos D 27 ......Impostos Federais D 510 .........Imposto de Renda D 712 .........COFINS D 7 12313 .........IPI D 78 ......Impostos Estaduais D 511 .........ICMS D 8 30014 ...Despesas Operacionais D 215 ......Servios bancrios D 14


Outra forma para executar uma procedure utilizando o comando EXECUTE

PROCEDURE que no tem a mesma flexibilidade do comando SELECT, j que este ltimo

permite relacionar os dados resultantes da procedure com outros dados do banco de dados. Para

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executar a procedure LISTA_PLANO sem o uso de SELECT segue o exemplo: EXECUTE

PROCEDURE LISTA_PLANO(2).

Discusso

Pode-se dizer que utilizao de Stored Procedures recursivas apresenta tanto pontos

positivos quanto negativos. Segundo (WIRTH, 1999, p. 112) h situaes onde no se deveutilizar recurso, o que pode levar a resultados ineficientes. O principal ponto a ser considerado

a necessidade de utilizao da recurso para resolver o problema ou obter os dados necessrios.

Neste exemplo, a recursividade tem sua importncia para garantir que os itens do plano de contas

sejam hierarquizados independentes do nmero de nveis encontrados.

De acordo com (BORRIE, 2006, p. 558), rotinas e regras de negcio complexas so

centralizadas no servidor. A autora justifica que como vantagem tem-se a economia em horas

de programao e testes e a execuo no lado servidor elimina os riscos de integridade inerentes

repetio e manuteno das mesmas operaes complexas em mltiplos ambientes de

linguagem cliente. Portanto, a utilizao de procedures recursivas que necessitam realizar a

leitura repetitiva dos dados poder resultar em um ganho ainda mais significativo por no

depender de diversas requisies de dados pelo sistema cliente.

Para (WIRTH, 1999, p. 114) existem situaes onde a recurso deve ser evitada.

Assim, conclui-se que se deve evitar o uso de recurso sempre que for conhecida uma soluobvia que utilize a tcnica de iterao.

Pereira (2000) afirma que Um algoritmo claro, simples e conciso vale mais que

qualquer algoritmo envenenado que rode um pouquinho mais rpido! Conclui-se, portanto

que a utilizao de recurso, embora no seja a melhor soluo em todos os casos, poder tornar

o cdigo mais agradvel a ponto de ser mais interessante que utilizar estruturas de repetio e

comandos de desvio de fluxo para obter um resultado mais apurado de processamento.

A utilizao de Stored Procedores recursivas no Firebird no muito diferente da

recurso em qualquer linguagem de programa. De acordo com (BORRIE, 2006), cada chamada

de um procedimento referida como uma instncia,como se fosse chamada vrias vezes de uma

aplicao, reservando espao de memria e para pilha conforme necessrio. Portanto,

recomenda-se que o algoritmo da Procedure recursiva seja bem elaborado e econmico quanto

ao uso de variveis e leitura dos dados.

ConclusoA utilizao de Stored Procedurerecursivas, embora no seja muito comum, no pode

ser esquecida como soluo elegante e prtica para solucionar problemas de processamento em

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ambiente cliente/servidor. Como principal motivao pode-se considerar a reduo do nmero de

requisies que a estao cliente precisa executar para realizar um processamento complexo e

repetitivo.

importante destacar que nem todos os algoritmos so eficientes se construdos para

funcionar de modo recursivo, mas quando esta tcnica por conveniente para obter os resultadosesperados, sua utilizao poder facilitar o entendimento do cdigo e organizar melhor as rotinas

de processamento.

Como sugesto para estudos futuros recomenda-se um teste de desempenho em

laboratrio entre aplicaes com Stored Procedures recursivas e sem recurso. Pode-se ainda

verificar o consumo de recursos por parte do servidor em ambos os cenrios para nortear a

utilizao mais eficiente deste recurso.

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