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FastAPI

FastAPI ist ein modernes, schnelles (High-Performance) Web-Framework für Python, das speziell für die Entwicklung von APIs entwickelt wurde. Es basiert auf Python 3.6+, Starlette (für Web-Handling) und Pydantic (für Datenvalidierung und -serialisierung).

Merkmale von FastAPI:

Schnell – FastAPI ist eine der schnellsten verfügbaren Python-Frameworks, vergleichbar mit NodeJS oder Go (dank uvicorn und Starlette).

Automatische Dokumentation – Es generiert automatisch interaktive API-Dokumentationen über Swagger UI und ReDoc.

Typsicherheit – Durch Typannotationen erkennt FastAPI automatisch Eingaben, prüft sie und erstellt automatisch Dokumentation.

Asynchron / Async Support – Native Unterstützung für async/await für hohe Performance bei I/O-lastigen Anwendungen (z. B. Datenbankanfragen).

Einfache Nutzung – FastAPI ist einfach zu lernen, besonders wenn man bereits Erfahrung mit Python und Typannotationen hat.


Einfaches Beispiel:

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

@app.get("/")
def read_root():
    return {"message": "Hallo Welt"}

Wenn du das startest (z. B. mit uvicorn main:app --reload), läuft ein Webserver und unter http://localhost:8000/docs findest du direkt eine interaktive API-Doku.


Anwendungsbereiche:

  • RESTful APIs

  • Backend für Web- oder Mobile-Apps

  • Microservices

  • Datenverarbeitung und Machine Learning APIs


Datenbanktrigger

Datenbank-Trigger (kurz: Trigger) sind spezielle automatische Aktionen in einer Datenbank, die ausgelöst werden, wenn bestimmte Ereignisse auf einer Tabelle oder Sicht (View) passieren.


🔧 Was macht ein Trigger?

Ein Trigger ist ein vordefinierter Code, der bei INSERT, UPDATE oder DELETE auf einer Tabelle automatisch ausgeführt wird – ohne dass der Benutzer ihn direkt aufruft.


🧠 Beispiel:

Stell dir vor, du hast eine Tabelle Bestellungen, und du willst, dass immer, wenn eine Bestellung gelöscht wird, diese Info in einer Tabelle Log gespeichert wird.

Dann schreibst du einen DELETE-Trigger für die Tabelle Bestellungen, der automatisch beim Löschen etwas in Log schreibt.


🔄 Arten von Triggern:

Typ Beschreibung
BEFORE Wird vor der Aktion ausgeführt
AFTER Wird nach der Aktion ausgeführt
INSTEAD OF (bei Views) ersetzt die Aktion komplett
CREATE TRIGGER log_delete
AFTER DELETE ON Bestellungen
FOR EACH ROW
BEGIN
  INSERT INTO Log (aktion, zeitpunkt)
  VALUES ('Bestellung gelöscht', NOW());
END;

✅ Wofür werden Trigger verwendet?

  • Validierung von Daten

  • Automatisches Logging

  • Business-Logik abbilden

  • Referentielle Integrität erweitern


⚠️ Nachteile:

  • Schwer zu debuggen

  • Können unbemerkt viele Aktionen auslösen

  • Beeinflussen Performance, wenn komplex


Prepared Statements

Ein Prepared Statement (auch vorbereitetes Statement genannt) ist eine Technik in der Programmierung, insbesondere bei der Arbeit mit Datenbanken, um SQL-Abfragen sicherer und effizienter auszuführen.

1. Was passiert bei einem Prepared Statement?

Ein Prepared Statement besteht aus zwei Schritten:

  1. Vorbereitung der SQL-Abfrage mit Platzhaltern
    Beispiel in SQL:

SELECT * FROM users WHERE username = ? AND password = ?
  • (In manchen Sprachen nutzt man auch :username oder andere Platzhalter)

  • Bindung der Parameter und Ausführung
    Die echten Werte werden später „gebunden“, z. B.:

$stmt->bind_param("ss", $username, $password);
$stmt->execute();

2. Vorteile

Sicherer vor SQL-Injection:
Benutzereingaben werden nicht direkt in die SQL eingebaut, sondern separat behandelt.

Schneller bei Wiederholungen:
Die SQL-Abfrage wird vom Datenbankserver einmal geparst und kann mehrfach effizient ausgeführt werden (z. B. bei Schleifen).

$conn = new mysqli("localhost", "user", "pass", "database");
$stmt = $conn->prepare("SELECT * FROM users WHERE email = ?");
$stmt->bind_param("s", $email); // "s" für string
$email = "beispiel@example.com";
$stmt->execute();
$result = $stmt->get_result();

Kurz gesagt:

Ein Prepared Statement trennt SQL-Logik von Benutzereingaben und schützt so vor Sicherheitslücken wie SQL-Injection. Es ist eine Best Practice beim Umgang mit Datenbanken.


Outer Join

Ein Outer Join ist ein Begriff aus der Datenbankabfrage (meist in SQL) und bezeichnet eine spezielle Art, zwei Tabellen miteinander zu verknüpfen – auch dann, wenn keine passenden Datensätze in einer der Tabellen vorhanden sind.

Arten von Outer Joins:

  1. LEFT OUTER JOIN (oder einfach: LEFT JOIN):
    → Gibt alle Datensätze aus der linken Tabelle zurück, auch wenn es keine passenden Datensätze in der rechten Tabelle gibt.
    → Nicht passende Werte aus der rechten Tabelle werden mit NULL aufgefüllt.

  2. RIGHT OUTER JOIN (oder: RIGHT JOIN):
    → Gibt alle Datensätze aus der rechten Tabelle zurück, auch wenn es keine passenden in der linken gibt.
    → Nicht passende Werte aus der linken Tabelle werden mit NULL ergänzt.

  3. FULL OUTER JOIN:
    → Gibt alle Datensätze aus beiden Tabellen zurück.
    → Wo keine Übereinstimmung vorliegt, wird mit NULL ergänzt.


Beispiel:

Angenommen, du hast zwei Tabellen:

  • Kunden

    Kundennr Name
    1 Anna
    2 Bernd
    3 Clara
  • Bestellungen

    Bestellnr Kundennr Produkt
    101 2 Buch
    102 4 Lampe

LEFT JOIN (Kunden LEFT JOIN Bestellungen ON Kunden.Kundennr = Bestellungen.Kundennr)

Kundennr Name Bestellnr Produkt
1 Anna NULL NULL
2 Bernd 101 Buch
3 Clara NULL NULL

PHP Data Objects - PDO

PDO steht für PHP Data Objects und ist eine Datenbank-Abstraktionsschicht in PHP. Es handelt sich um eine objektorientierte Schnittstelle, mit der du auf verschiedene Datenbanken zugreifen kannst – z. B. MySQL, PostgreSQL, SQLiteohne den Datenbankspezifischen Code stark ändern zu müssen.

Hauptmerkmale von PDO:

Einheitliche API:
Egal ob MySQL, SQLite oder PostgreSQL – du benutzt denselben Code-Stil.

Prepared Statements:
Sicherer Schutz vor SQL-Injektionen durch gebundene Parameter:

$stmt = $pdo->prepare("SELECT * FROM users WHERE id = :id");
$stmt->execute(['id' => $userId]);

Transaktionen:
PDO unterstützt Transaktionen (wichtig z. B. bei Bankbuchungen).

Fehlerbehandlung per Exception:

$pdo->setAttribute(PDO::ATTR_ERRMODE, PDO::ERRMODE_EXCEPTION);

Flexibler Datenbankwechsel:
Möchtest du von MySQL auf PostgreSQL wechseln? Meist nur der DSN-String und Treiber müssen geändert werden.

$dsn = 'mysql:host=localhost;dbname=testdb;charset=utf8mb4';
$user = 'root';
$pass = '';

try {
    $pdo = new PDO($dsn, $user, $pass);
    $pdo->setAttribute(PDO::ATTR_ERRMODE, PDO::ERRMODE_EXCEPTION);
    echo "Verbindung erfolgreich!";
} catch (PDOException $e) {
    echo "Verbindung fehlgeschlagen: " . $e->getMessage();
}

Fazit:

PDO ist der empfohlene Weg, um in modernen PHP-Anwendungen mit Datenbanken zu arbeiten – besonders wegen der Sicherheit und Flexibilität.


Transaction Control Language - TCL

Transaction Control Language (TCL) ist ein Teil der SQL-Sprache, der verwendet wird, um die Kontrolle über Transaktionen in einer Datenbank zu ermöglichen. Eine Transaktion ist eine logische Einheit von Arbeit, die eine oder mehrere SQL-Anweisungen umfasst – oft Insert-, Update- oder Delete-Befehle –, die zusammen ausgeführt werden sollen.

TCL stellt Befehle bereit, um sicherzustellen, dass Transaktionen korrekt abgeschlossen oder im Fehlerfall rückgängig gemacht werden.

Die wichtigsten TCL-Befehle:

Befehl Beschreibung
COMMIT Speichert alle Änderungen der aktuellen Transaktion dauerhaft in der Datenbank.
ROLLBACK Macht alle Änderungen seit dem letzten COMMIT rückgängig.
SAVEPOINT Legt einen Zwischenstand in einer Transaktion fest, zu dem man später zurückkehren kann.
ROLLBACK TO SAVEPOINT Macht alle Änderungen seit einem bestimmten Savepoint rückgängig.
SET TRANSACTION Legt Eigenschaften für eine Transaktion fest (z. B. Isolationsgrad).
BEGIN;

UPDATE konto SET saldo = saldo - 100 WHERE konto_id = 1;
UPDATE konto SET saldo = saldo + 100 WHERE konto_id = 2;

COMMIT;

→ Beide Updates werden gemeinsam abgeschlossen. Wenn ein Fehler auftritt, könnte man ROLLBACK ausführen, um beide Änderungen zu verwerfen.

Wichtig:

TCL-Befehle wirken nur bei Datenbank-Systemen, die Transaktionen unterstützen (z. B. PostgreSQL, Oracle, MySQL mit InnoDB).


Data Control Language - DCL

Data Control Language (DCL) ist ein Teilbereich von SQL, der sich mit der Verwaltung von Zugriffsrechten und Berechtigungen in einer Datenbank beschäftigt. Mit DCL-Befehlen wird gesteuert, wer was in der Datenbank tun darf.

Die wichtigsten DCL-Befehle:

Befehl Beschreibung
GRANT Erteilt einem Benutzer Rechte, z. B. zum Lesen oder Ändern von Daten
REVOKE Entzieht einem Benutzer zuvor erteilte Rechte
GRANT SELECT, INSERT ON Kunden TO Benutzer123;
REVOKE INSERT ON Kunden FROM Benutzer123;

Typische Berechtigungen:

  • SELECT – Daten lesen

  • INSERT – Daten einfügen

  • UPDATE – Daten ändern

  • DELETE – Daten löschen

  • ALL – Alle Rechte

Merkmale:

  • DCL regelt Sicherheit und Zugriffskontrolle in der Datenbank.

  • Sie wird meist vom Datenbankadministrator (DBA) verwendet.

  • Die Rechte können auf Tabellenebene, Spaltenebene oder global vergeben werden.

  • Änderungen durch DCL-Befehle sind oft transaktionsabhängig und benötigen ggf. ein COMMIT.

Abgrenzung zu anderen SQL-Teilmengen:

  • DDL: Datenbankstruktur (z. B. Tabellen erstellen)

  • DML: Dateninhalte (z. B. Daten einfügen oder ändern)

  • TCL: Transaktionen steuern (z. B. COMMIT, ROLLBACK)

  • DCL: Rechte und Zugriffe verwalten


Data Manipulation Language - DML

Die Data Manipulation Language (DML) ist ein Teilbereich der SQL (Structured Query Language), der für das Bearbeiten von Daten in einer Datenbank verwendet wird. Mit DML können Benutzer Daten einfügen, abfragen, ändern und löschen – also genau das, was man im Alltag mit Daten in einer Datenbank machen möchte.

Zu den wichtigsten DML-Befehlen gehören:

Befehl Zweck
SELECT Daten aus einer Tabelle abfragen
INSERT Neue Daten einfügen
UPDATE Bestehende Daten ändern
DELETE Daten löschen

Beispiel:

-- Einfügen
INSERT INTO kunden (name, stadt) VALUES ('Müller', 'Berlin');

-- Abfragen
SELECT * FROM kunden WHERE stadt = 'Berlin';

-- Aktualisieren
UPDATE kunden SET stadt = 'Hamburg' WHERE name = 'Müller';

-- Löschen
DELETE FROM kunden WHERE name = 'Müller';

Wichtig:

  • DML arbeitet mit den Daten innerhalb der Tabellen, nicht mit der Struktur der Tabellen selbst (dafür gibt es die Data Definition Language, DDL).

  • DML-Befehle können oft rückgängig gemacht werden (z. B. durch ROLLBACK), sofern Transaktionen unterstützt werden.

Kurz gesagt: DML ist das Werkzeug, mit dem du Daten in einer Datenbank lebendig hältst – also ständig anpasst, liest und veränderst.


Data Query Language - DQL

DQL steht für Data Query Language und ist ein Teil der SQL-Sprache (Structured Query Language). Sie dient dazu, Daten aus einer Datenbank abzufragen, ohne sie zu verändern.

Hauptmerkmal von DQL:

  • Nur lesend: Mit DQL werden Daten abgefragt, aber nicht eingefügt, verändert oder gelöscht.

  • Der zentral verwendete Befehl ist:

SELECT

Beispiel:

SELECT name, geburtsdatum FROM kunden WHERE stadt = 'Berlin';

Dieser Befehl liest die Namen und Geburtsdaten aller Kunden aus, die in Berlin wohnen – verändert aber nichts an den Daten.


DQL im Vergleich zu anderen SQL-Teilen:

Teil Bedeutung Hauptfunktion
DQL Data Query Language Daten lesen
DML Data Manipulation Language Daten einfügen, ändern, löschen (INSERT, UPDATE, DELETE)
DDL Data Definition Language Tabellen und Strukturen definieren (CREATE, ALTER, DROP)
DCL Data Control Language Rechte vergeben (GRANT, REVOKE)
TCL Transaction Control Language Transaktionen steuern (COMMIT, ROLLBACK)

Entity Manager

Ein Entity Manager ist ein zentraler Bestandteil von ORM-Frameworks (Object-Relational Mapping), vor allem im Zusammenhang mit Java (JPA – Java Persistence API), aber auch in anderen Sprachen wie PHP (Doctrine ORM).

Hier ist eine verständliche Erklärung:


💡 Definition:

Ein Entity Manager ist eine Komponente, die sich um die Verwaltung von Datenbank-Entities (also Objekten/Datensätzen) kümmert. Er bildet die Schnittstelle zwischen der objektorientierten Welt des Codes und der relationalen Welt der Datenbank.


📦 Aufgaben eines Entity Managers:

  1. Persistieren (Speichern):

    • Speichert ein neues Objekt (Entity) in der Datenbank.

    • Beispiel: $entityManager->persist($user);

  2. Finden/Laden:

    • Holt ein Objekt anhand seiner ID oder anderer Kriterien.

    • Beispiel: $entityManager->find(User::class, 1);

  3. Aktualisieren:

    • Änderungen an einem Objekt werden verfolgt und in die Datenbank geschrieben (z. B. beim flush()).

  4. Entfernen/Löschen:

    • Löscht ein Objekt aus der Datenbank.

    • Beispiel: $entityManager->remove($user);

  5. Transaktionen verwalten:

    • Beginnt, commitet oder rollt Transaktionen zurück.

  6. Query-Handling:


🔁 Lebenszyklus von Entities:

Der Entity Manager verwaltet den „Zustand“ von Objekten:

  • managed (verfolgt Änderungen),

  • detached (nicht mehr verwaltet),

  • removed (zum Löschen markiert),

  • new (noch nicht gespeichert).


🛠 Beispiel mit Doctrine (PHP):

$user = new User();
$user->setName('Max Mustermann');

$entityManager->persist($user); // Zum Speichern vormerken
$entityManager->flush();        // Tatsächlich in DB schreiben

Fazit:

Der Entity Manager ist der zentrale Ansprechpartner, wenn es darum geht, mit Datenbankobjekten zu arbeiten – lesen, schreiben, ändern, löschen. Er abstrahiert die SQL-Ebene und macht die Datenbankarbeit objektorientiert steuerbar.