035.3 Lección 1

El lenguaje de consulta estructurado es específico de las bases de datos. Las operaciones de escritura y lectura se expresan en instrucciones llamadas sentencias y consultas. Tanto las sentencias como las consultas se componen de cláusulas, que definen las condiciones para ejecutar la operación.

Los nombres y las direcciones de correo electrónico, por ejemplo, se pueden almacenar en una tabla de base de datos que contiene los campos name e email. Una base de datos puede contener varias tablas, por lo que cada tabla debe tener un nombre único. Si usamos el nombre contacts para la tabla de nombres y correos electrónicos, se puede insertar un nuevo registro con la siguiente declaración:

Esta declaración de inserción se compone de la cláusula INSERT INTO, que define la tabla y los campos donde se insertarán los datos. La segunda cláusula, VALUES, establece los valores que se insertarán. No es necesario usar mayúsculas en las cláusulas, pero es una práctica común para reconocer mejor las palabras claves SQL dentro de una declaración o consulta.

Una consulta en la tabla de contactos se realiza de manera similar, pero usando la cláusula SELECT:

En este caso, la cláusula SELECT email selecciona un campo de las entradas en la tabla de contacts. La cláusula WHERE restringe la consulta a filas específicas:

SQL tiene muchas otras cláusulas, y veremos algunas de ellas en secciones posteriores. Pero primero es necesario ver cómo integrar la base de datos SQL con Node.js.

SQLite es probablemente la solución más simple para incorporar características de base de datos SQL en una aplicación. A diferencia de otros sistemas de administración de bases de datos populares, SQLite no es un servidor de base de datos al que se conecta un cliente. En cambio, SQLite proporciona un conjunto de funciones que permiten al desarrollador crear una base de datos como un archivo convencional. En el caso de un servidor HTTP implementado con Node.js Express, este archivo generalmente se encuentra en el mismo directorio que el script del servidor.

Antes de usar SQLite en Node.js, necesita instalar el módulo sqlite3. Ejecute el siguiente comando en el directorio de instalación del servidor; es decir, el directorio que contiene el script Node.js que ejecutará.

Tenga en cuenta que hay varios módulos que admiten SQLite, como better-sqlite3, cuyo uso es sutilmente diferente de sqlite3. Los ejemplos de esta lección son para el módulo sqlite3, por lo que es posible que no funcionen como se esperaba si elige otro módulo.

Para demostrar cómo un servidor Node.js Express puede funcionar con una base de datos SQL, escribamos un script que almacene y muestre los mensajes enviados por un cliente identificado por una cookie. El cliente envía los mensajes a través del método HTTP POST y la respuesta del servidor puede formatearse como JSON o HTML (a partir de una plantilla), según el formato solicitado por el cliente. Esta lección no entrará en detalles sobre el uso de métodos, cookies y plantillas HTTP. Los fragmentos de código que se muestran aquí asumen que ya tiene un servidor Node.js Express donde estas funciones están configuradas y disponibles.

La forma más sencilla de almacenar los mensajes enviados por el cliente es almacenarlos en un arreglo global, donde cada mensaje enviado previamente se asocia con una clave de identificación única para cada cliente. Esta clave se puede enviar al cliente como una cookie, que se presenta al servidor en futuras solicitudes para recuperar sus mensajes anteriores.

Sin embargo, este enfoque tiene una debilidad: debido a que los mensajes se almacenan solo en un arreglo global, todos los mensajes se perderán cuando finalice la sesión actual del servidor. Ésta es una de las ventajas de trabajar con bases de datos, porque los datos se almacenan de forma persistente y no se pierden si se reinicia el servidor.

Usando el archivo index.js como el script principal del servidor, podemos incorporar el módulo sqlite3 e indicar el archivo que sirve como base de datos, de la siguiente manera:

Si aún no existe, el archivo messages.sqlite3 se creará en el mismo directorio que el archivo index.js. Dentro de este único archivo, se almacenarán todas las estructuras y los datos respectivos. Todas las operaciones de la base de datos realizadas en el script serán intermediadas por la constante db, que es el nombre dado al nuevo objeto sqlite3 que abre el archivo messages.sqlite3.

No se pueden insertar datos en la base de datos hasta que se cree al menos una tabla. Las tablas se crean con la instrucción CREATE TABLE:

El método db.run() se utiliza para ejecutar sentencias SQL en la base de datos. La declaración en sí está escrita como un parámetro para el método. Aunque las instrucciones SQL deben terminar con un punto y coma cuando se ingresan en un procesador de línea de comandos, el punto y coma es opcional en las instrucciones que se pasan como parámetros en un programa.

Debido a que el método run se ejecutará cada vez que se ejecute el script con node index.js, la declaración SQL incluye la cláusula condicional IF NOT EXISTS para evitar errores en ejecuciones futuras cuando la tabla messages ya exista.

Los campos que componen la tabla messages son id, uuid y message. El campo id es un número entero único que se utiliza para identificar cada entrada en la tabla, por lo que se crea como PRIMARY KEY. Las claves primarias no pueden ser nulas y no puede haber dos claves primarias idénticas en la misma tabla. Por lo tanto, casi todas las tablas SQL tienen una clave principal para rastrear el contenido de la tabla. Aunque es posible elegir explícitamente el valor de la clave primaria de un nuevo registro (siempre que aún no exista en la tabla), es conveniente que la clave se genere automáticamente. La marca AUTOINCREMENT en el campo id se utiliza para este propósito.

Los campos uuid y message almacenan la identificación del cliente y el contenido del mensaje, respectivamente. Un campo de tipo CHAR (36) almacena una cantidad fija de 36 caracteres, y un campo de tipo TEXT almacena textos de longitud arbitraria.

La función principal de nuestro servidor de ejemplo es almacenar mensajes que están vinculados al cliente que los envió. El cliente envía el mensaje en el campo message en el cuerpo de la solicitud enviada con el método HTTP POST. La identificación del cliente está en una cookie llamada uuid. Con esta información, podemos escribir la ruta Express para insertar nuevos mensajes en la base de datos:

Esta vez, el método db.run() ejecuta una instrucción de inserción, pero tenga en cuenta que el uuid y req.body.message no se escriben directamente en la línea de instrucción. En cambio, se sustituyeron los valores por signos de interrogación. Cada signo de interrogación corresponde a un parámetro que sigue a la declaración SQL en el método db.run().

El uso de signos de interrogación como marcadores de posición en la declaración que se ejecuta en la base de datos facilita a SQLite distinguir entre los elementos estáticos de la declaración y sus datos variables. Esta estrategia permite que SQLite escape o sanitice el contenido de las variables que son parte de la declaración, evitando una brecha de seguridad común llamada SQL injection. En ese ataque, los usuarios malintencionados insertan declaraciones SQL en los datos variables con la esperanza de que las declaraciones se ejecuten inadvertidamente; sanitizar frustra el ataque al deshabilitar los caracteres peligrosos en los datos.

Como se muestra en el código de ejemplo, nuestra intención es usar la misma ruta para insertar nuevos mensajes en la base de datos y generar la lista de mensajes enviados previamente. El método db.all() devuelve la colección de todas las entradas en la tabla que coinciden con los criterios definidos en la consulta.

A diferencia de las sentencias realizadas por db.run(), db.all() genera una lista de registros que son manejados por la función de flecha designada en el último parámetro:

Esta función, a su vez, toma dos parámetros: err y rows. El parámetro err se utilizará si se produce un error que impida la ejecución de la consulta. Si tiene éxito, todos los registros están disponibles en el arreglo de rows, donde cada elemento es un objeto correspondiente a un solo registro de la tabla. Las propiedades de este objeto corresponden a los nombres de campo indicados en la consulta: uuid y message.

El arreglo de rows es una estructura de datos de JavaScript. Como tal, se puede utilizar para generar respuestas con métodos proporcionados por Express, como res.json() y res.render(). Cuando se representa dentro de una plantilla EJS, un bucle convencional puede enumerar todos los registros:

En lugar de llenar el arreglo de rows con todos los registros devueltos por la consulta, en algunos casos puede ser más conveniente tratar cada registro individualmente con el método db.each(). La sintaxis del método db.each() es similar al método db.all(), pero el parámetro row en (err, row) ⇒ {} coincide con un solo registro a la vez.

Hasta ahora, nuestro cliente solo puede agregar y consultar mensajes en el servidor. Dado que el cliente ahora conoce el id de los mensajes enviados anteriormente, podemos implementar una función para modificar un registro específico. El mensaje modificado también se puede enviar a una ruta del método HTTP POST, pero esta vez con un parámetro de ruta para capturar el id dado por el cliente en la ruta de la solicitud:

Esta ruta demuestra cómo usar las cláusulas UPDATE y WHERE para modificar un registro existente. Una diferencia importante con los ejemplos anteriores es el uso de parámetros con nombre, donde los valores se agrupan en un solo objeto (param) y se pasan al método db.run() en lugar de especificar cada valor por sí mismo. En este caso, los nombres de los campos (precedidos por $) son las propiedades del objeto. Los parámetros con nombre permiten el uso de nombres de campo (precedidos por $) como marcadores de posición en lugar de signos de interrogación.

Una declaración como la del ejemplo no causará ninguna modificación a la base de datos si la condición impuesta por la cláusula WHERE no coincide con algún registro en la tabla. Para evaluar si la declaración modificó algún registro, se puede usar una función de devolución de llamada como último parámetro del método db.run(). Dentro de la función, el número de registros modificados se puede consultar desde this.changes. Tenga en cuenta que las funciones de flecha no se pueden usar en este caso, porque solo las funciones regulares de la forma function(){} definen el objeto this.

Eliminar un registro es muy similar a modificarlo. Podemos, por ejemplo, continuar usando el parámetro de ruta :id para identificar el mensaje a eliminar, pero esta vez en una ruta invocada por el método HTTP DELETE del cliente:

Los registros se eliminan de una tabla con la cláusula DELETE FROM. De nuevo usamos la función de devolución de llamada para evaluar cuántas entradas se han eliminado de la tabla.

Una vez definido, se puede hacer referencia al objeto db en cualquier momento durante la ejecución del script, porque el archivo de la base de datos permanece abierto durante la sesión actual. No es común cerrar la base de datos mientras se ejecuta el script.

Sin embargo, una función para cerrar la base de datos es útil para evitar cerrar abruptamente la base de datos cuando finaliza el proceso del servidor. Aunque es poco probable, el cierre abrupto de la base de datos puede generar incoherencias si los datos en memoria aún no se han confirmado en el archivo. Por ejemplo, un cierre abrupto de la base de datos con pérdida de datos puede ocurrir si el usuario finaliza el script presionando el atajo de teclado Ctrl+C.

En el escenario Ctrl+C que se acaba de describir, el método process.on() puede interceptar las señales enviadas por el sistema operativo y ejecutar un apagado ordenado tanto de la base de datos como del servidor:

El atajo Ctrl+C invoca la señal del sistema operativo SIGINT, que termina un programa en primer plano en la terminal. Antes de finalizar el proceso al recibir la señal SIGINT, el sistema invoca la función de devolución de llamada (el último parámetro en el método process.on()). Dentro de la función de devolución de llamada, puede poner cualquier código de limpieza, en particular el método db.close() para cerrar la base de datos y server.close(), que cierra elegantemente la propia instancia Express.