H2 数据库

H2 数据库简介

H2 数据库 是一个开源的 轻量级关系型数据库，采用 Java 编写，支持 内存模式、嵌入式模式和服务器模式 运行。它以其 高性能、零配置、跨平台 的特性，广泛应用于 开发测试、嵌入式系统、微服务 等场景。H2 兼容 大部分 SQL 标准，并提供了 Web 控制台，便于开发者快速管理和调试数据库。

核心特性

1. 多模式运行
   • 内存模式（In-Memory）：数据仅保存在内存中，重启后丢失（适合测试）
   • 嵌入式模式（Embedded）：数据库文件直接嵌入应用（如 .h2.db）
   • 服务器模式（Server）：支持 TCP/IP 连接，允许多应用共享数据库
2. 高性能与低资源占用
   • 内存模式下读写速度接近 直接内存操作
   • 支持 MVCC（多版本并发控制），减少锁竞争
3. 兼容性与扩展性
   • 兼容 MySQL、PostgreSQL、Oracle 的部分语法（兼容模式）
   • 支持 存储过程、触发器、视图 等高级功能
4. 内置 Web 控制台
   • 提供 H2 Console，通过浏览器管理数据库（默认端口 8082）
5. 事务与安全
   • 支持 ACID 事务
   • 提供 用户权限管理 和 数据加密 功能
6. 跨平台支持
   • 纯 Java 实现，可在 Windows/Linux/macOS/Android 等平台运行

核心概念

典型应用场景

1. 单元测试与开发环境
   • 快速启动内存数据库，替代 MySQL/PostgreSQL 进行测试
2. 嵌入式应用
   • 桌面软件（如财务工具、笔记应用）的本地数据存储
3. 微服务架构
   • 轻量级服务独立数据库（每个服务实例内嵌 H2）
4. 原型验证
   • 快速验证数据库设计，无需搭建复杂环境
5. 教育与演示
   • 教学 SQL 和数据库原理的便携式工具

快速入门示例

1. 启动内存数据库（Java）

import java.sql.*;

public class H2Demo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 连接内存数据库
        Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:h2:mem:testdb", "sa", "");
        Statement stmt = conn.createStatement();

        // 创建表并插入数据
        stmt.execute("CREATE TABLE users (id INT PRIMARY KEY, name VARCHAR(50))");
        stmt.execute("INSERT INTO users VALUES (1, 'Alice'), (2, 'Bob')");

        // 查询数据
        ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROM users");
        while (rs.next()) {
            System.out.println(rs.getInt("id") + ": " + rs.getString("name"));
        }

        conn.close();
    }
}

2. 使用 Web 控制台

# 启动 H2 Console（需先下载 h2-*.jar）
java -jar h2-*.jar

# 访问 http://localhost:8082
# 连接 URL: jdbc:h2:mem:testdb

3. Spring Boot 集成

# application.yml
spring:
  datasource:
    url: jdbc:h2:mem:testdb
    driver-class-name: org.h2.Driver
    username: sa
    password:
    hikari:
      maximum-pool-size: 5
  h2:
    console:
      enabled: true  # 启用 Web 控制台
      path: /h2-console

性能优化建议

1. 内存模式调优
   • 调整 CACHE_SIZE 参数（默认 16384）：
     SET CACHE_SIZE 32768;  -- 增加缓存大小

2. 索引设计
   • 为高频查询字段添加索引：
     CREATE INDEX idx_name ON users(name);

3. 批量操作
   • 使用事务批量插入数据：
     conn.setAutoCommit(false);
     for (int i = 0; i < 1000; i++) {
         stmt.execute("INSERT INTO logs VALUES (...)");
     }
     conn.commit();

4. 兼容模式选择
   • 按需启用其他数据库语法（如 MODE=MySQL）：
     spring.datasource.url=jdbc:h2:mem:testdb;MODE=MySQL