javaDB 数据库

新安装了 JDK 6 的程序员们也许会发现，除了传统的 bin、jre 等目录，JDK 6 新增了一个名为 db 的目录。这便是 Java 6 的新成员：Java DB。这是一个纯 Java 实现、开源的数据库管理系统（DBMS），源于 Apache 软件基金会（ASF）名下的项目 Derby。它只有 2MB 大小，对比动辄上 G 的数据库来说可谓袖珍。但这并不妨碍 Derby 功能齐备，支持几乎大部分的数据库应用所需要的特性。更难能可贵的是，依托于 ASF 强大的社区力量，Derby 得到了包括 IBM 和 Sun 等大公司以及全世界优秀程序员们的支持。这也难怪 Sun 公司会选择其 10.2.2 版本纳入到 JDK 6 中，作为内嵌的数据库。这就好像为 JDK 注入了一股全新的活力：Java 程序员不再需要耗费大量精力安装和配置数据库，就能进行安全、易用、标准、并且免费的数据库编程。在这一章中，我们将初窥 Java DB 的世界，来探究如何使用它编写出功能丰富的程序。
Hello, Java DB：内嵌模式的 Derby
既然有了内嵌（embedded）的数据库，就让我们从一个简单的范例开始，试着使用它吧。这个程序做了大多数数据库应用都可能会做的操作：在 DBMS 中创建了一个名为 helloDB 的数据库；创建了一张数据表，取名为 hellotable；向表内插入了两条数据；然后，查询数据并将结果打印在控制台上；最后，删除表和数据库，释放资源。
public class HelloJavaDB {
    public static void main(String[] args) {
        try { // load the driver
            Class.forName("org.apache.derby.jdbc.EmbeddedDriver").newInstance();
            System.out.println("Load the embedded driver");
            Connection conn = null;
            Properties props = new Properties();
            props.put("user", "user1");  props.put("password", "user1");
           //create and connect the database named helloDB
            conn=DriverManager.getConnection("jdbc:derby:helloDB;create=true", props);
            System.out.println("create and connect to helloDB");
            conn.setAutoCommit(false);

            // create a table and insert two records
            Statement s = conn.createStatement();
            s.execute("create table hellotable(name varchar(40), score int)");
            System.out.println("Created table hellotable");
            s.execute("insert into hellotable values('Ruth Cao', 86)");
            s.execute("insert into hellotable values ('Flora Shi', 92)");
            // list the two records
            ResultSet rs = s.executeQuery(
                "SELECT name, score FROM hellotable ORDER BY score");
            System.out.println("namettscore");
            while(rs.next()) {
                StringBuilder builder = new StringBuilder(rs.getString(1));
                builder.append("t");
                builder.append(rs.getInt(2));
                System.out.println(builder.toString());
            }
            // delete the table
            s.execute("drop table hellotable");
            System.out.println("Dropped table hellotable");
          
            rs.close();
            s.close();
            System.out.println("Closed result set and statement");
            conn.commit();
            conn.close();
            System.out.println("Committed transaction and closed connection");
          
            try { // perform a clean shutdown
                DriverManager.getConnection("jdbc:derby:;shutdown=true");
            } catch (SQLException se) {
                System.out.println("Database shut down normally");
            }
        } catch (Throwable e) {
            // handle the exception
        }
        System.out.println("SimpleApp finished");
    }
}
随后，我们在命令行（本例为 Windows 平台，当然，其它系统下稍作改动即可）下键入以下命令：

清单 2. 运行 HelloJavaDB 命令
java –cp .;%JAVA_HOME%dblibderby.jar HelloJavaDB
图 1. HelloJavaDB 程序的执行结果

上述的程序和以往没什么区别。不同的是我们不需要再为 DBMS 的配置而劳神，因为 Derby 已经自动地在当前目录下新建了一个名为 helloDB 的目录，来物理地存储数据和日志。需要做的只是注意命名问题：在内嵌模式下驱动的名字应为 org.apache.derby.jdbc.EmbeddedDriver；创建一个新数据库时需要在协议后加入 create=true。另外，关闭所有数据库以及 Derby 的引擎可以使用以下代码：

清单 3. 关闭所有数据库及 Derby 引擎
DriverManager.getConnection("jdbc:derby:;shutdown=true");
如果只想关闭一个数据库，那么则可以调用：

清单 4. 关闭一个数据库
DriverManager.getConnection("jdbc:derby:helloDB;shutdown=true ");
这样，使用嵌入模式的 Derby 维护和管理数据库的成本接近于 0。这对于希望专心写代码的人来说不失为一个好消息。然而有人不禁要问：既然有了内嵌模式，为什么大多数的 DBMS 都没有采取这样的模式呢？不妨做一个小实验。当我们同时在两个命令行窗口下运行 HelloJavaDB 程序。结果一个的结果与刚才一致，而另一个却出现了错误，如 图 2 所示。

图 2. 内嵌模式的局限

错误的原因其实很简单：在使用内嵌模式时，Derby 本身并不会在一个独立的进程中，而是和应用程序一起在同一个 Java 虚拟机（JVM）里运行。因此，Derby 如同应用所使用的其它 jar 文件一样变成了应用的一部分。这就不难理解为什么在 classpath 中加入 derby 的 jar 文件，我们的示例程序就能够顺利运行了。这也说明了只有一个 JVM 能够启动数据库：而两个跑在不同 JVM 实例里的应用自然就不能够访问同一个数据库了。
鉴于上述的局限性，和来自不同 JVM 的多个连接想访问一个数据库的需求，下一节将介绍 Derby 的另一种模式：网络服务器（Network Server）。
网络服务器模式
如上所述，网络服务器模式是一种更为传统的客户端/服务器模式。我们需要启动一个 Derby 的网络服务器用于处理客户端的请求，不论这些请求是来自同一个 JVM 实例，还是来自于网络上的另一台机器。同时，客户端使用 DRDA（Distributed Relational Database Architecture）协议连接到服务器端。这是一个由 The Open Group 倡导的数据库交互标准。图 3 说明了该模式的大体结构。
由于 Derby 的开发者们努力使得网络服务器模式与内嵌模式之间的差异变小，使得我们只需简单地修改 清单 1 中的程序就可以实现。如 清单 5所示，我们在 HelloJavaDB 中增添了一个新的函数和一些字符串变量。不难看出，新的代码只是将一些在 上一节中特别指出的字符串进行了更改：驱动类为 org.apache.derby.jdbc.ClientDriver，而连接数据库的协议则变成了 jdbc:derby://localhost:1527/。这是一个类似 URL 的字符串，而事实上，Derby 网络的客户端的连接格式为：jdbc:derby://server[:port]/databaseName[;attributeKey=value]。在这个例子中，我们使用了最简单的本地机器作为服务器，而端口则是 Derby 默认的 1527 端口。

图 3. Derby 网络服务器模式架构

清单 5. 网络服务器模式下的 HelloJavaDB
public class HelloJavaDB {
    public static String driver = "org.apache.derby.jdbc.EmbeddedDriver";
    public static String protocol = "jdbc:derby:";

    public static void main(String[] args) {
        // same as before
    }
    private static void parseArguments(String[] args) {
        if (args.length == 0 || args.length > 1) {
            return;
        }
        if (args[0].equalsIgnoreCase("derbyclient")) {
            framework = "derbyclient";
            driver = "org.apache.derby.jdbc.ClientDriver";
            protocol = "jdbc:derby://localhost:1527/";
        }
    }
}
当然，仅仅有客户端是不够的，我们还需要启动网络服务器。Derby 中控制网络服务器的类是 org.apache.derby.drda.NetworkServerControl，因此键入以下命令即可。如果想了解 NetworkServerControl 更多的选项，只要把 start 参数去掉就可以看到帮助信息了。关于网络服务器端的实现，都被 Derby 包含在 derbynet.jar 里。

清单 6. 启动网络服务器
java -cp .;"C:Program FilesJavajdk1.6.0dblibderby.jar";
"C:Program FilesJavajdk1.6.0dblibderbynet.jar"
org.apache.derby.drda.NetworkServerControl start
相对应的，网络客户端的实现被包含在 derbyclient.jar 中。所以，只需要在 classpath 中加入该 jar 文件，修改后的客户端就可以顺利地读取数据了。再一次尝试着使用两个命令行窗口去连接数据库，就能够得到正确的结果了。如果不再需要服务器，那么使用 NetworkServerControl 的 shutdown 参数就能够关闭服务器。
更多
至此，文章介绍了 Java SE 6 中的新成员：Java DB（Derby），也介绍了如何在内嵌模式以及网络服务器模式下使用 Java DB。当然这只是浅尝辄止，更多高级的选项还需要在 Sun 和 Derby 的文档中寻找。在这一章的最后，我们将简单介绍几个 Java DB 的小工具来加快开发速度。它们都位于 org.apache.derby.tools 包内，在开发过程中需要获取信息或者测试可以用到。
• ij：一个用来运行 SQL 脚本的工具；
• dblook：为 Derby 数据库作模式提取（Schema extraction），生成 DDL 的工具；
• sysinfo：显示系统以及 Derby 信息的工具类；