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HCPとcloudBitでIoT - 4.受け取ったデータをDBに格納

Last updated at Posted at 2015-07-01

前回CloudbitSubscriptionServletクラスに、

  • doPostメソッド - littleBits社のクラウドから呼び出され、受け取ったデータをDBに格納する(ので人が直接結果を見ることはない)
  • doGetメソッド - WebブラウザでURL指定時に呼び出され、DB中のデータを表示する(ので人が目視で確認できる)

の枠を用意しておきました。

さて、cloudBitから受け取ったデータはCloudbitEventオブジェクトに格納できるように準備しましたが、DBへのデータの格納、およびDBからのデータの取り出しのために、CloudbitEventDAOクラスを定義します。

public class CloudbitEventDAO {
    protected DataSource dataSource;

    public CloudbitEventDAO(DataSource newDataSource) throws SQLException {
        setDataSource(newDataSource);
    }

    public DataSource getDataSource() {
        return dataSource;
    }
}

コンストラクタでアクセス先のDBのDataSourceオブジェクトを格納しておくようにします。setDataSource()メソッドの中を見てみましょう。

    public void setDataSource(DataSource newDataSource) throws SQLException {
        this.dataSource = newDataSource;
        Connection connection = dataSource.getConnection();
        try {
            PreparedStatement pstmt = connection.prepareCall(
                    "set schema NEO_XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX");
            pstmt.execute();
        } finally {
            if (connection != null) {
                connection.close();
            }
        }
        checkTable();
    }

ここでは、インスタンス変数dataSourceに引数で渡されたオブジェクトを格納しておくだけでなく、前回も触れさせていただいたSAP HANA Cloud Platform(HCP)を使う際に、これから使用しようとしているテーブルがどのスキーマに属しているのかをset schema文で設定しています。その後に、checkTable()メソッドでCloudbitEventオブジェクトの格納先となるテーブルの有無を確認します。

    void checkTable() throws SQLException {
        Connection connection = null;
        try {
            connection = dataSource.getConnection();
            if (!existsTable(connection)) {
                createTable(connection);    // wouldn't be called
            }
        } finally {
            if (connection != null) {
                connection.close();
            }
        }
    }

    protected boolean existsTable(Connection conn) throws SQLException {
        String tableName = "EVENTS";
        DatabaseMetaData meta = conn.getMetaData();
        ResultSet rs = meta.getTables(null, null, tableName, null);
        while (rs.next()) {
            String name = rs.getString("TABLE_NAME");
            if (name.equals(tableName)) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    void createTable(Connection conn) throws SQLException {
        PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(
                "CREATE COLUMN TABLE EVENTS (" +
                "EVENT_ID   varchar(255)," +
                "EVENT_TYPE varchar(255)," +
                "EVENT_TIMESTAMP bigint," +
                "EVENT_USERID integer," +
                "EVENT_BITID  varchar(255)," +
                "PAYLOAD_ABSOLUTE integer," +
                "PAYLOAD_PERCENT integer," +
                "PAYLOAD_LEVEL varchar(255)," +
                "PAYLOAD_DELTA varchar(255)," +
                "PRIMARY KEY (EVENT_ID))");
        pstmt.execute();
        pstmt.close();
    }

existsTable()メソッドで格納先テーブル(EVENTS)の有無を確認し、まだ存在していないようであれば、createTable()メソッドでEVENTSテーブルを新規に作成しています。テーブルの存在確認、およびテーブルの新規作成(createTable()メソッド内のCREATE TABLE文)に関しては、HCP以外の環境では使用するDBに合わせて修正が必要となるでしょう。CREATE TABLE文にCOLUMNが入っているのは、インメモリ+カラム型テーブルを使用するためです(CREATE TABLEマニュアル)。

さて、データをDBに格納するために、addRow()メソッドを用意します。引数にはデータを格納したCloudbitEventオブジェクトを指定します。

    public void addRow(CloudbitEvent data) throws SQLException {
        CloudbitEvent eventData = (CloudbitEvent) data;
        Connection connection = dataSource.getConnection();
        try {
            PreparedStatement pstmt = connection.prepareCall(
                    "INSERT INTO EVENTS " + 
                    "(EVENT_ID,EVENT_TYPE,EVENT_TIMESTAMP,EVENT_USERID,EVENT_BITID," +
                    "PAYLOAD_ABSOLUTE,PAYLOAD_PERCENT,PAYLOAD_LEVEL,PAYLOAD_DELTA) " +
                    "VALUES(?,?,?,?,?,?,?,?,?)");
            pstmt.setString(1, UUID.randomUUID().toString());
            pstmt.setString(2, eventData.getEventType());
            pstmt.setLong(3, eventData.getEventTimestamp());
            pstmt.setInt(4, eventData.getEventUserId());
            pstmt.setString(5, eventData.getEventBitId());
            pstmt.setInt(6,  eventData.getPayloadAbsolute());
            pstmt.setInt(7, eventData.getPayloadPercent());
            pstmt.setString(8,  eventData.getPayloadLevel());
            pstmt.setString(9, eventData.getPayloadDelta());
            pstmt.executeUpdate();
            pstmt.close();
        } finally {
            if (connection != null) {
                connection.close();
            }
        }
    }

一方、データの取り出しには、selectAllRows()を使います(Allとは言いつつも、ここでは直近のものから最新100件までにしてあります)。

    public List<CloudbitEvent> selectAllRows() throws SQLException {
        Connection connection = dataSource.getConnection();
        try {
            PreparedStatement pstmt = connection.prepareStatement(
                    "SELECT EVENT_ID,EVENT_TYPE,EVENT_TIMESTAMP,EVENT_USERID,EVENT_BITID," +
                    "PAYLOAD_ABSOLUTE,PAYLOAD_PERCENT,PAYLOAD_LEVEL,PAYLOAD_DELTA " +
                    "FROM EVENTS ORDER BY EVENT_TIMESTAMP DESC");
            ResultSet rs = pstmt.executeQuery();
            ArrayList<CloudbitEvent> list = new ArrayList<CloudbitEvent>();
            int count = 0;
            while (rs.next() && count++ < 100) {
                CloudbitEvent p = new CloudbitEvent();
                p.setEventId(rs.getString(1));
                p.setEventType(rs.getString(2));
                p.setEventTimestamp(rs.getInt(3));
                p.setEventUserId(rs.getInt(4));
                p.setEventBitId(rs.getString(5));
                p.setPayloadAbsolute(rs.getInt(6));
                p.setPayloadPercent(rs.getInt(7));
                p.setPayloadLevel(rs.getString(8));
                p.setPayloadDelta(rs.getString(9));
                list.add(p);
            }
            pstmt.close();
            return list;
        } finally {
            if (connection != null) {
                connection.close();
            }
        }
    }

ここまで、どちらかというとDBアクセスまわりの力技系の実装を見てきました。ここから、前回に枠組みを作っておいたCloudbitSubscriptionServletクラスに移りましょう。まずは、先ほど実装したCloudbitEventDAOクラスを利用するための準備をします。

    private CloudbitEventDAO cloudbitEventDAO;

    public void init() throws ServletException {
        super.init();
        try {
            InitialContext ctx = new InitialContext();
            DataSource dataSource = (DataSource) ctx
                    .lookup("java:comp/env/jdbc/DefaultDB");
            cloudbitEventDAO = new CloudbitEventDAO(dataSource);
        } catch (SQLException e) {
            throw new ServletException(e);
        } catch (NamingException e) {
            throw new ServletException(e);
        }
    }

また、web.xmlファイルの中にlookupしているデータソースに関する情報を追加しておきます。

<web-app xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee" xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_3_0.xsd" id="WebApp_ID" version="3.0">
  <resource-ref>
    <res-ref-name>jdbc/DefaultDB</res-ref-name>
    <res-type>javax.sql.DataSource</res-type>
  </resource-ref>
</web-app>

HCP以外の環境で使用する場合には、DataSourceオブジェクトの取得に関しては、修正が必要になりかもしれません。いずれにせよ、これ以降、メンバ変数cloudbitEventDAOを経由してDBへのアクセスが可能になりました。

次に、doPost()メソッド、およびdoGet()メソッドの中身を見て行きましょう。

まずは、littleBitsクラウドからの呼び出しを受けるdoPost()メソッドです。前回までの時点では何もしない実装のままでしたが、ここでは、実際の処理はdoAdd()メソッドで行うようにしています。

    protected void doPost(HttpServletRequest request, 
            HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        try {
            doAdd(request);
        } catch (Exception e) {
            response.getWriter().println(
                    "Database operation(POST) failed with reason: " +
                    e.getMessage());
            LOGGER.error("Database operation(POST) failed", e);
        }
    }

さて、実際に処理を行うdoAdd()メソッドです。

    private static final String JSON_TYPE = "type";
    private static final String JSON_TIMESTAMP = "timestamp";
    private static final String JSON_USERID = "user_id";
    private static final String JSON_BITID = "bit_id";
    private static final String JSON_PAYLOAD = "payload";
    private static final String JSON_ABSOLUTE = "absolute";
    private static final String JSON_PERCENT = "percent";
    private static final String JSON_LEVEL = "level";
    private static final String JSON_DELTA = "delta";

    private void doAdd(HttpServletRequest request) throws ServletException, IOException, SQLException {
        BufferedReader reader = new BufferedReader(request.getReader());
        StringBuffer body = new StringBuffer();
        String line;

        while ((line = reader.readLine()) != null) {
            body.append(line);
        }

        CloudbitEvent eventData = new CloudbitEvent();
        try {
            JSONObject json = new JSONObject(body.toString());
            if (json.has(JSON_TYPE)) {
                eventData.setEventType(json.getString(JSON_TYPE));
            }
            if (json.has(JSON_TIMESTAMP)) {
                eventData.setEventTimestamp(json.getInt(JSON_TIMESTAMP));
            }
            if (json.has(JSON_USERID)) {
                eventData.setEventUserId(json.getInt(JSON_USERID));
            }
            if (json.has(JSON_BITID)) {
                eventData.setEventBitId(json.getString(JSON_BITID));
            }
            if (json.has(JSON_PAYLOAD)) {
                JSONObject json2 = json.getJSONObject(JSON_PAYLOAD);
                if (json2.has(JSON_ABSOLUTE)) {
                    eventData.setPayloadAbsolute(json2.getInt(JSON_ABSOLUTE));
                }
                if (json2.has(JSON_PERCENT)) {
                    eventData.setPayloadPercent(json2.getInt(JSON_PERCENT));
                }
                if (json2.has(JSON_LEVEL)) {
                    eventData.setPayloadLevel(json2.getString(JSON_LEVEL));
                }
                if (json2.has(JSON_DELTA)) {
                    eventData.setPayloadDelta(json2.getString(JSON_DELTA));
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            new IOException("JSON parse exception: " + e.getMessage());
        }
        cloudbitEventDAO.addRow(eventData);
    }

ソースコード自体は長いものの、内部的にはlittleBitsクラウドから通知されたJSON形式のデータを解析しながらCloudbitEventオブジェクトに設定していき、最後に先ほど紹介したCloudbitEventDAOクラスのaddRow()メソッドでDBにINSERTするという単純なものです。

なお、JSON形式のデータの解析には、json.orgで公開されているパーザを使用しています。今回の範囲であれば、JSONArray, JSONException, JSONObject, JSONString, JSONTokenerの5クラスがあれば用が足ります。

さて、受け取ったデータの表示の方に移りましょう。

doGet()メソッドで最後の</body></html>を出力する直前に、以下の部分を追加します。

        try {
            appendTableData(request, response);
        } catch (Exception e) {
            writer.println(
                    "Database operation(GET) failed with reason: " +
                            e.getMessage());
        }

実際に出力を行うのは、appendTableData()メソッドです。

    void appendTableData(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) 
            throws SQLException, IOException {
        PrintWriter writer = response.getWriter();

        List<CloudbitEvent> resultList = cloudbitEventDAO.selectAllRows();
        writer.println(
                "<table><tbody><tr><th colspan=\"6\">" +
                (resultList.isEmpty() ? "No" : resultList.size()) +
                " Record(s) in HCP</th></tr>");
        writer.println("<tr><th>Timestamp</th>" +
                "<th>Label</th><th>Absolute</th><th>Percent</th><th>Level</th><th>Delta</th></tr>");
        IXSSEncoder xssEncoder = XSSEncoder.getInstance();
        for (CloudbitEvent p : resultList) {
            Date date = new Date(p.getEventTimestamp());
            String eventBitId = p.getEventBitId();
            // Timestamp
            writer.println("<tr><td>" +
                    xssEncoder.encodeHTML(date.toString()) +
                    "</td>");
            // Label
            String label = "(" + eventBitId + ")";
            writer.println("<td>" + xssEncoder.encodeHTML(label) + "</td>");
            // Absolute
            writer.println("<td>" +
                    p.getPayloadAbsolute() +
                    "</td>");
            // Percent
            writer.println("<td>" +
                    p.getPayloadPercent() +
                    "</td>");
            // Level
            writer.println("<td>" + 
                    xssEncoder.encodeHTML(p.getPayloadLevel()) +
                    "</td>");
            // Delta
            writer.println("<td>" + 
                    xssEncoder.encodeHTML(p.getPayloadDelta()) + 
                    "</td></tr>");
        }
        writer.println("</tbody></table>");
    }

DBから取得したデータをテーブル形式で表示するだけの単純な内容ですが、ここでは、Stringデータを出力する際には、HCPのSDKが提供するIXSSEncoderを使って、不正なデータが原因となってXSS(クロスサイトスクリプティング)が発生しないようにフィルタリングしています。

最後に動作確認です。現時点ではcloudBitから送られてきたデータをDBに格納してはいないものの、前回と同様、ブラウザ上でdoGet()メソッドの出力画面が見られれば(別の言い方をすれば、DBアクセスに問題がなければ)動作検証できた、ということにしておきましょう。

例によって、ソースコードに関しては、github上でcloudbit-javaプロジェクトを構築しました。さらに今回使った内容に関しては、3-CloudBit_Postブランチにて、動作・参照可能なソースコードを公開させて頂いております。

それでは続きはまたにしましょう!

  1. はじめに
  2. cloudBitの情報取得
  3. cloudBitからの情報受け取り口
  4. 受け取ったデータをDBに格納
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