«1. Обзор

Базы данных в оперативной памяти полагаются на системную память, а не на дисковое пространство для хранения данных. Поскольку доступ к памяти быстрее, чем доступ к диску, эти базы данных, естественно, быстрее.

Конечно, мы можем использовать базу данных в памяти только в приложениях и сценариях, где данные не нужно сохранять или для более быстрого выполнения тестов. Они часто запускаются как встроенные базы данных, что означает, что они создаются при запуске процесса и отбрасываются, когда процесс завершается, что очень удобно для тестирования, поскольку вам не нужно настраивать внешнюю базу данных.

В следующих разделах мы рассмотрим некоторые из наиболее часто используемых баз данных в памяти для среды Java и конфигурацию, необходимую для каждой из них.

2. База данных H2

H2 — это база данных с открытым исходным кодом, написанная на Java, которая поддерживает стандартный SQL как для встроенных, так и для автономных баз данных. Он очень быстрый и содержится в JAR-файле размером всего около 1,5 МБ.

2.1. Зависимость Maven

Чтобы использовать базы данных H2 в приложении, нам нужно добавить следующую зависимость: 

<dependency>
    <groupId>com.h2database</groupId>
    <artifactId>h2</artifactId>
    <version>1.4.194</version>
</dependency>

Последнюю версию базы данных H2 можно загрузить с Maven Central.

2.2. Конфигурация

Чтобы подключиться к базе данных H2 в памяти, мы можем использовать строку подключения с протоколом mem, за которым следует имя базы данных. Свойства driverClassName, URL, имя пользователя и пароль могут быть помещены в файл .properties для чтения нашим приложением: 

driverClassName=org.h2.Driver
url=jdbc:h2:mem:myDb;DB_CLOSE_DELAY=-1
username=sa
password=sa

Эти свойства обеспечивают автоматическое создание базы данных myDb при запуске приложения.

По умолчанию, когда соединение с базой данных закрывается, база данных также закрывается. Если мы хотим, чтобы база данных работала до тех пор, пока работает JVM, мы можем указать свойство DB_CLOSE_DELAY=-1

Если мы используем базу данных с Hibernate, нам также необходимо указать диалект Hibernate: 

hibernate.dialect=org.hibernate.dialect.H2Dialect

~ ~~ База данных H2 регулярно поддерживается и предоставляет более подробную документацию на h2database.com.

3. HSQLDB (база данных HyperSQL)

HSQLDB — это проект с открытым исходным кодом, также написанный на Java и представляющий собой реляционную базу данных. Он соответствует стандартам SQL и JDBC и поддерживает функции SQL, такие как хранимые процедуры и триггеры.

Его можно использовать в режиме памяти или настроить на использование дискового хранилища.

3.1. Зависимость Maven

Для разработки приложения с использованием HSQLDB нам потребуется зависимость Maven: 

<dependency>
    <groupId>org.hsqldb</groupId>
    <artifactId>hsqldb</artifactId>
    <version>2.3.4</version>
</dependency>

Вы можете найти последнюю версию HSQLDB на Maven Central.

3.2. Конфигурация

Необходимые нам свойства подключения имеют следующий формат: 

driverClassName=org.hsqldb.jdbc.JDBCDriver
url=jdbc:hsqldb:mem:myDb
username=sa
password=sa

Это гарантирует, что база данных будет создана автоматически при запуске, будет находиться в памяти на время работы приложения и будет удалена по завершении процесса.

Свойство диалекта Hibernate для HSQLDB: 

hibernate.dialect=org.hibernate.dialect.HSQLDialect

Файл JAR также содержит диспетчер баз данных с графическим интерфейсом. Дополнительную информацию можно найти на веб-сайте hsqldb.org.

4. База данных Apache Derby

Apache Derby — еще один проект с открытым исходным кодом, содержащий систему управления реляционными базами данных, созданную Apache Software Foundation.

Derby основан на стандартах SQL и JDBC и в основном используется как встроенная база данных, но его также можно запускать в режиме клиент-сервер с помощью инфраструктуры сетевого сервера Derby.

4.1. Зависимость Maven

Чтобы использовать базу данных Derby в приложении, нам нужно добавить следующую зависимость Maven: 

<dependency>
    <groupId>org.apache.derby</groupId>
    <artifactId>derby</artifactId>
    <version>10.13.1.1</version>
</dependency>

Последнюю версию базы данных Derby можно найти на Maven Central.

4.2. Конфигурация

Строка подключения использует протокол памяти: 

driverClassName=org.apache.derby.jdbc.EmbeddedDriver
url=jdbc:derby:memory:myDb;create=true
username=sa
password=sa

Чтобы база данных создавалась автоматически при запуске, мы должны указать create=true в строке подключения. База данных закрывается и удаляется по умолчанию при выходе из JVM.

Если вы используете базу данных с Hibernate, нам нужно определить диалект: 

hibernate.dialect=org.hibernate.dialect.DerbyDialect

Вы можете прочитать больше о базе данных Derby на db.apache.org/derby.

5. База данных SQLite

«SQLite — это база данных SQL, которая работает только во встроенном режиме, либо в памяти, либо сохраняется в виде файла. Он написан на языке C, но может использоваться и с Java.

5.1. Зависимость Maven

Чтобы использовать базу данных SQLite, нам нужно добавить JAR-файл драйвера JDBC: 

<dependency>
    <groupId>org.xerial</groupId>
    <artifactId>sqlite-jdbc</artifactId>
    <version>3.16.1</version>
</dependency>

Зависимость sqlite-jdbc можно загрузить с Maven Central.

5.2. Конфигурация

Свойства подключения используют класс драйвера org.sqlite.JDBC и протокол памяти для строки подключения: 

driverClassName=org.sqlite.JDBC
url=jdbc:sqlite:memory:myDb
username=sa
password=sa

Это автоматически создаст базу данных myDb, если она не существует.

В настоящее время Hibernate не предоставляет диалект для SQLite, хотя, скорее всего, он появится в будущем. Если вы хотите использовать SQLite с Hibernate, вам нужно создать свой класс HibernateDialect.

Чтобы узнать больше о SQLite, перейдите на sqlite.org.

6. Базы данных в памяти в Spring Boot

Spring Boot особенно упрощает использование базы данных в памяти, поскольку она может автоматически создавать конфигурацию для H2, HSQLDB и Derby.

Все, что нам нужно сделать, чтобы использовать базу данных одного из трех типов в Spring Boot, — это добавить ее зависимость в файл pom.xml. Когда фреймворк обнаруживает зависимость от пути к классам, он автоматически настроит базу данных.

7. Заключение

В этой статье мы кратко рассмотрели наиболее часто используемые in-memory базы данных в экосистеме Java, а также их базовые конфигурации. Хотя они полезны для тестирования, имейте в виду, что во многих случаях они не обеспечивают точно такую ​​же функциональность, как исходные автономные.

Вы можете найти примеры кода, использованные в этой статье, на Github.