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Banco de Dados

Cleber @ Tavares Junior .com

D6, em homenagem ao Felipe Simões e ao Mairon Luz ;-)

... E ao Paulo Store o/

Banco de Dados

O que são?

Em informática, resumidamente, são coleções de informações armazenadas, que relacionadas dão valor de negócio à um sistema / empresa.

(Traduzindo em jogos: são o login do jogador e sua senha, seus pontos e níveis de personagem, seu equipamento e suas informaçõe$ de crédito)

Dito isto, nós NÃO vamos falar sobre banco de dados...

... apenas.

Banco de Dados

Vamos tentar mostrar toda a estrutura que envolve um Banco de Dados e seu desenvolvimento.

KISS: Keep It Simple, Student.

Mas existem muito mais coisas escondidas entre seu servidor nas nuvens e seu cliente / jogo no seu computador, Student...

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Primeiro, retomando nossa definição de Banco de Dados, nos primeiríssimos sistemas informatizados (antes da década de 70), estas informações eram guardadas no próprio sistema de arquivos do S.O.

E isso gerava uma série de problemas...

A partir daí surgiram os SGBD – Sistemas Gerenciadores de Banco de Dados. Na década de 80 surgiram os SGBD relacionais, que estão em domínio até hoje. Ou seja, tabelas. (MySQL, SQLite, PostgreSQL, Oracle$)

Em tempos recentes vem surgindo com cada vez mais força os SGBD Orientados à Objetos, ou não-relacionais, com o movimento NoSQL (já vamos falar do SQL), como os MongoDB, CouchDB, e os da Google e Amazon

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Em suma, existem várias tecnologias de bancos de dados, cada uma com uma característica própria (simples e pequenos, simples, simples e escalável, robustos e caros), alguns gratuitos, outros pagos por diversos valores... O profissional que deseja trabalhar com isso precisa saber avaliar.

Para lidar com todas estas diferenças, nos bancos de dados relacionais, foi criada uma linguagem padrão para manipulação das tabelas, a SQL (Structured Query Language, Linguagem de Consulta Estruturada), pela IBM no início dos anos 70.

Esta linguagem, assim como todas as outras linguagens de computador, evolui (estamos no SQL:2003). Infelizmente nem todos os SGBD seguem o padrão da linguagem à risca.

Isto é uma típica representação esquemática de um SGBD:

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E a seguir uma breve apresentação da linguagem SQL. Ela serve para criar as tabelas, as colunas / campos, inserir os dados, fazer a busca e o relacionamento entre eles:

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SQL, resumo / palavras - chave

Comandos de Criação (DDL)

Comandos de Controle (DCL)

Comandos de Transação (DTL)

CREATE TABLE GRANT ROLLBACK

ALTER INDEX REVOKE

DROP VIEW

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SQL, resumo / palavras - chave

Comandos de Manipulação (DML)

Comandos de Consulta (DQL)

INSERT SELECT

SELECT

UPDATE

DELETE

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O comando de consulta SELECT é o mais utilizado, nele temos as cláusulas:

FROM, WHERE, HAVING, GROUP BY, ORDER BY, DISTINCT, JOIN

Os operadores lógicos:

AND, OR, NOT

Os operadores relacionais (muitas características do SQL foram baseadas na álgebra relacional):

<, >, <=, >=., =, <>, BETWEEN, LIKE, IN

As funções de agregação:

AVG, COUNT, SUM, MAX, MIN

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Pequenos exemplos de comandos SQL:

CREATE TABLE Players(

id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT, name VARCHAR (60) NOT NULL, birth DATE, phone CHAR (8), PRIMARY KEY (id)

Players

id name birth phone

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INSERT INTO Players VALUES (1, ‘Clever Tavares Jr.', 1900-08-19,’’);

Players

id name birth phone

1 Clever Tavares Jr. 1900-08-19

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INSERT INTO Players VALUES (3, ‘', 19/08/1900,26667070);

Precisamos de uma maneira de assegurar que valores inválidos não sejam inseridos! Nossos dados tem que ser consistentes!

Players

id name birth phone

3 19/08/1900 26667070

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SELECT * FROM Players;

SELECT name AS Nick FROM Player;

Players

id name birth phone

Players

Clever Tavares Jr.

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SELECT name, birth FROM Players WHERE name LIKE ‘Cleber‘;

SELECT TOP 5 name, value FROM Points ORDER BY value desc; /*;-)*/

Chega!

Players

name birth

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Mas não temos apenas nosso banco de dados no processo. Para este ser acessado remotamente, via web, precisamos de uma tecnologia de servidor, alguma aplicação / serviço que fique online o tempo todo provendo esta comunicação.

Importante, esta aplicação ou programa, que nós desenvolvemos com linguagens de servidor como C# / Java / PHP / Python / Ruby, deve ser criada seguindo o esquema de implementação MVC, Model-View-Controller, Modelo(Banco)-Visualização(Página, Cliente)-Controlador(Acesso), ou seja, mantendo sua lógica de implementação independente da camada de visualização e dos dados.

A “camada de visualização”, pode ser uma página no navegador do jogador, ou um jogo em Flash no navegador do jogador, ou um jogo no computador do jogador. É ali no cliente que alguns dados devem ser tratados, com tecnologias / linguagens de cliente (html –eu sei-, css, javascript, em Flash, em Unity…), e outros devem vir/ir do/para o servidor, mantendo sempre o balanceamento adequado.

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Nosso esquema fica assim:

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Claro que eu posso ter vários clientes:

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Estes clientes podem gerar uma carga / volume de acesso muito grande de tal modo que eu precise fazer o balanceamento / distribuição entre vários servidores

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Normalmente a base de dados é compartilhada, mas às vezes não! E é preciso ter muito cuidado para manter os dados coesos / coerentes / sincronizados!

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E às vezes, as máquinas / computadores que são responsáveis pela aplicação servidora e os SGBD´s nem são as mesmas, ou estão no mesmo lugar físico, e sim espalhadas pelo mundo onde for mais conveniente.

É o conceito “nas nuvens”. Que auxilia na escabilidade do projeto / jogo.

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Tá, então quais tecnologias vamos escolher para nosso exemplo?

1- Um computador rodando Windows 7 comum. ATENÇÃO! A grande maioria dos servidores é Linux, e boa parte das linguagens de servidor pode ser usada tanto em um quanto no outro (Java, PHP, Python, Ruby, MySQL…)

2- O banco de dados MySQL, que é fácil de instalar, configurar e rodar no Windows e é bastante suportado, tendo uma interface gráfica facilitadora.

3- A linguagem de programação Ruby e o framework de aplicações web Ruby On Rails, ambos compatíveis com Windows e Linux. Existem muitas páginas famosas que usam Rails, sendo este bastante famoso (Twitter…) e ele tem uma forte comunidade. Apesar de não ser muito fácil usar em Windows, pode facilitar o desenvolvimento com scaffold… e é diferente ;-)

Vamos lá detalhar isso:

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1- Sobre o sistema operacional, vale ressaltar aqui que uma vez que você desenvolva no Windows, o processo de *deploy*, ou colocar em produção / funcionamento em um servidor com Linux, pode ser trabalhoso. Mas os servidores Linux são mais baratos (e robustos e seguros…). Fica o aviso. Não veremos isso aqui hoje.

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2- Banco de dados MySQL;

http://www.mysql.com/downloads/mysql/

Gratuito na versão Community, com código fonte se quiser, 30 megas.

Esta é a versão mais nova.

Você pode experimentarversões mais antigas(5.0 e 5.1) se tiverproblemas de compatibilidade

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Podemos testar como acima para saber se tudo está ok.Podemos fazer tudo via linha de comando (cmd).Mas também podemos ter um editor visual para ajudar.Aí entra o SQLyog:

http://www.webyog.com/en/http://code.google.com/p/sqlyog/downloads/list

Vamos fazer o download da versão Community gratuita e instalar.

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Temos agora o banco de dados MySQL funcionando com um editor visual no Windows, vamos ao próximo passo:

3- A linguagem de programação Ruby e o framework de aplicações web Ruby On Rails, ambos compatíveis com Windows e Linux e também tendo vários editores.

http://rubyinstaller.org/

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Não esquecer de na mesma página baixar o Ruby Development Kit, que permitirá instalar extensões nativas como o mysql2!

Assim que terminar o download, você deverá extrair os arquivos para o diretório / pasta C:\ruby193\devkit, que não existe e precisa ser criado.

Agora, volte ao terminal. Você precisará instalar o DevKit na instalação atual do Ruby. Para isso, digite os comandos:

cd C:\Ruby193\devkit para ir ao diretório que você acabou de extrair. Execute os comandos:

ruby dk.rb init e depois ruby dk.rb install

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Não acabou :-/ Nós ainda precisamos configurar o Ruby para suporte ao MySQL.

Para fazer isso, acesse a página de downloads do MySQL e clique no link MySQL Connectors. Precisaremos da versão "Connector/C (libmysql)". Na página de download, escolha a opção sem o instalador. Escolha a versão de 32-bits. Isso é necessário porque o Ruby é 32-bits e, mesmo que a instalação do MySQL tenha sido feita em 64-bits, o conector que será usado por ele deve ter a mesma arquitetura. Extraia os arquivos e copie o arquivo mysql-connector-c-noinstall-6.0.2-win32/lib/libmysql.dll para o diretório C:\Ruby193\bin. Isso é necessário pois DLLs precisam estar no PATH do Windows e, o diretório bin do Ruby no Windows está lá.

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http://www.mysql.com/downloads/connector/

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ATENÇÃO! Os passos acima são os mais problemáticos. Se não conseguir rodar seu servidor, veja solução mais abaixo.

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Lembrando que:

“Nada é totalmente fácil ou difícil, esta é a beleza do mundo. Cabe à pessoa julgar as ferramentas para alcançar seus objetivos.”

A linguagem Ruby junto com o framework para desenvolvimento web Rails tem suas vantagens em relação ao PHP, incluindo um modelo de MVC (já discutido) embutido.

Com o até aqui feito, temos esta nova linguagem em nossa máquina habilitada para trabalhar com MySQL. Mas a linguagem não é tudo. Assim como em C# eu tenho o framework (conjunto de classes) XNA para me facilitar o desenvolvimento de jogos, em AS3 eu tenho a library / biblioteca Box2D para física, em ambiente Mobile / Java eu tenho uma série de frameworks (AndEngine, Cactus2D, XNAndroid) para jogos, ou posso usar a engine (grande conjunto de ferramentas) Unity em C# ou Boo, eu preciso de um framework para direcionar meu aplicativo / ranking na web.

Este framework se chama Ruby On Rails (Ruby nos trilhos). Vamos instalá-lo.

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O comando acima instala as classes sem a documentação, que é demorada…

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Aproveitando que estamos falando sobre isso tudo, não poderia deixar de chamar a atenção para se verificar se está instalado na máquina também um sistema de controle de versão. Isto é importantíssimo em qualquer desenvolvimento de sistemas ou jogos. Sugiro o TortoiseSVN, e aos mais corajosos o Git, que já tem versão estável para Windows. (TortoiseGIT…) Mas foge ao escopo deste trabalho falar sobre isso agora.Vamos atualizar coisas que o rails precisa para criar uma app (bundle…):

gem updategem install rake –v 0.9.2.2gem install coffee-script-source -v 1.3.3gem install execjs -v 1.4.0gem install coffee-script -v 2.2.0gem install coffee-rails -v 3.2.2gem install jquery-rails -v 2.0.2gem install mysql2 -v 0.3.11gem install sass –v 3.1.20gem install sass-rails -v 3.2.5gem install uglifier -v 1.2.6

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Alternativa para tanta atualização: http://railsftw.bryanbibat.net/

MUITO BOM!!!

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Agora podemos dar o comando para criar nossa aplicação / app rails:

Rails new teste –d mysql

Com este comando (que deve ser dado em um diretório adequado) criamos um subdiretório chamado teste, onde se cria toda a estrutura (quq já vamos ver) do Rails, usando um banco de dados mysql (sqlite é o padrão)

Mas espere! E para editar os arquivos? Vamos ficar na linha de comando o tempo todo? Não… Existem muitos editores (a.k.a. Flash IDE, Flash Develop, Visual Studio, Eclipse, Mono Develop) que você pode usar para Rails, que reconhecem a sintaxe do Ruby, desde gratuitos até pagos de diversos valores. Sugestões temos o Notepad++, Redcar, Scite, gEdit… o próprio Eclipse…

Mas vamos ficar de NetBeans. Mesmo com os problemas dele… (peso e obsolência)

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http://netbeans.org/downloads/6.9.1

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Veja como o Rails organiza nossos arquivos (lembrando esta pasta foi importada, nenhum arquivo

foi criado pelo NetBeans)

Lembra do conceito de MVC para melhorar nossa lógica do servidor? Model-View-Controller?

Repare que temos uma pasta de Models (para os modelos que

representam justo a base de dados)Uma pasta de Views, para as visualizações/layoutsE uma pasta de Controllers/lógica

Além disso uma pasta com Helpers/Auxiliares, um enviador de email, Confidurações, pasta Pública, Logs de servidor, arquivos de teste e documentação (Rails te orienta a fazer os testes de lógica de servidor!), bibliotecas e… migrations!

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As migrations tem a ver com nosso banco de dados, são as mudanças nele ao longo do desenvolvimento de nossa aplicação. Pense na importância disso. Se seu banco de dados não corresponder à lógica da sua aplicação (controllers / views), você corre o risco de tentar exibir algo que não existe (erro na certa) ou de guardar informações desnecessárias (desperdício). Coerência.

“Uma página é uma exibição de um banco de dados”, controverso… especialmente em jogos.

As migrations e o models nos “protegem” de ter que lidar com a linguagem SQL diretamente…

Vamos gerar no nosso banco / página as informações anteriores de Player (o inglês é quase necessário para programar web / sistemas / rails / páginas…)

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rails generate scaffold Player name:string birth:date phone:string

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Scaffold = arcabouço = migration (mudança no BD) + Model (representação do BD no servidor) + Controller (fluxo de telas) + View (exibição), tudo junto.

Vamos colocar nossa aplicação nesta versão: Migrar o Banco de Dados

Opa, fomos negados! Que houve? Não conseguimos acesso aoBanco de Dados. Vamos editar nosso arquivo de configuração no NetBeans.

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Este é nosso arquivo de configuração do acesso do servidor na base de dados, toda tecnologia de servidor tem essa configuração. Repare que Rails nos dá automaticamente 3 tabelas (que devem ser criadas), chamadas por padrão de nome_development, nome_teste, nome_production, com configurações separadas para cada uma. Tudo para orientar o bom desenvolvimento!

Vamos configurar a tabela de desenvolvimento:

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Uma vez com isso salvo vamos rodar nossa migração:

Ok. Vamos rodar nosso servidor e ver isso?

Como assim rodar o servidor? Ah, não contei? Quando você faz o código, precisa de algo para executá-lo. Um Apache Server da vida, vai ler seu código e atender às requisições de página.

Sorte nossa que o Rails vem com um servidor embutido, o WEBrick, basta chamá-lo assim: (ah, e podemos depois mudar de servidor se quisermos, inclusive para Apache)

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rails server

Repare que ele está “ouvindo” (atendendo requisições) em http://localhost:3000

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Tcharam! Temos uma página rodando, “Hello World” (antes mesmo da migration)

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E olhando direto no SQLyog nossa base de dados, vemos que ela já está com a tabela correta (lembre, um comando para gerar os arquivos e outro para migrar)

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Se olharmos no NetBeans nossas pastas e arquivos, vemos que temos já controllers e views para Player:

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Lembrando que os controllers direcionam o fluxo de nossa aplicação, ou seja, que página mostrar. Sabe uma página “index”? Pois é, olha lá o método de resposta à ela ali…

E começamos aqui a ver um pouco mais de perto a linguagem Ruby. Não é tão difícil, é? AS funções/métodos são defs, com end no final (parece Basic). O @players é um conjunto de players… sim, instâncias de uma classe.

Conhece o RPG Maker? Sabe sua linguagem de programação? RGSS? Ruby Game Script System! Isso aí! São a mesma.

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Repare que eu estou na verdade mapeando um método de acesso à página do próprio protocolo http, o GET. O GET sem número em um controller lê todos os objeots correspondentes, o GET/numero retorna o objeto com aquele id, assim como os métodos POST, PUT e DELETE estão mapeados… isso se chama REST e é uma técnica muito eficiente.

Em Rails, não saia dos “trilhos”. Mantenha seus nomes corretos e tudo fará sentido e funcionará automaticamente. Esta é a filosofia do framework.

Vamos “olhar” a view?

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Repare como funciona bem como uma camada de visualização, sem interferir nos dados e podendo ser mudada à vontade. Inclusive traduzida, sem mudar a base.

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O que temos aqui é aquela lista de @players sendo mostrada. Repare no “for each”. Epa, peraí… eu não escrevi código nenhum, será que eu já posso ver isso? Hum…

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Uau! Eu tenho uma página com uma listagem dos jogadores e um cadastro!

1- Vamos ver seu código fonte, o html?

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Repare que eu tenho um código “limpo” no cliente, com a importação automática de alguns javascripts padrões (posso alterar), alguns metanames padrões (também posso alterar) e a tabela com um link para criar um novo jogador.

É assim que funciona uma tecnologia de servidor. Gera uma página ou informação dinâmica e “cospe” ela para quem pedir. (perdão pelo termo, culpa do Carlos)

Voltando ao controller, ele responde à requisições html e também… xml! Como isso? Vamos acessar a mesma coisa, uma listagem dos jogadores, mas em xml:

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Repare que ele não deu erro! Apenas mostrou o XML vazio, afinal, ainda não temos jogadores. Ou recordes, ou imagens, o que seja. Mas se tivéssemos estaria ali, sem nenhum esforço! Qual a importância disso? Se tivéssemos acessando estas informações pela página, mostramos o html. Mas se tivéssemos nosso cliente em Unity ou XNA ou Flash para mostrar a lsita de jogadores, por exemplo, qual a melhor maneira de fazer isso? XML!

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2- Muito bonito, mas a bagaça funciona?

Vamos tentar cadastrar um novo jogador:

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Definitivamente funciona.

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Mostrando um pouco de testes:

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Uma vez com o banco populado, como fica o xml:

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De um player só:

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É possível ver o dump da database

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Não satisfeito com os testes e a lógica de “negócio”, quer mais facilidade para criar a aplicação?

Lembra no início que nossa tabela tinha o nome do jogador como campo obrigatório? Pois é, vamos ao model do player (nosso correspondente da tabela) resolver isso:

Estava assim:

Ficou assim:

Só isso… vamos à página…

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Se eu tentasse cadastrar em branco antes poderia…

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Agora não mais…

Ah, as mensagens de erro são personalizáveis.

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Quais validates exitem?

validates :terms_of_service, :acceptance => truevalidates :email, :confirmation => truevalidates :email_confirmation, :presence => truevalidates :legacy_code, :format => { :with => /\A[a-zA-Z]+\z/, # expressões regulares :message => "Only letters allowed" }validates :name, :length => { :minimum => 2 }validates :bio, :length => { :maximum => 500 }validates :password, :length => { :in => 6..20 }validates :registration_number, :length => { :is => 6 }validates :email, :uniqueness => truehas_many :posts, :dependent => :destroyhas_one :image

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Rails pode trabalhar com sistemas de arquivos, anexos, o que você quiser, de forma fácil, basta usar a imagninação e a pesquisa ;-)

Usanod os validates corretos você consegue montar os relacionamentos entre os modelos, e a busca de informações.

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Uma ótima dica de documentação, não apenas de Ruby ou Rails, mas de dezenas de linguagens e frameworks:

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