資料介紹
嵌入式數據庫無需安裝,體積小巧,速度又很快,在很多場合可以替代目前流行的MySQL, SQLServer等大中型數據庫。本文介紹兩種嵌入式數據庫產品:Berkeley DB和SQLite,并著重討論它們與Java之間的接口。
通常我們采用各種數據庫產品來實現對數據的存儲、檢索等功能,例如,Oracle,SQL Server,MySQL等等。這些產品除提供基本的查詢,刪除,添加等功能外,也提供了很多高級特性,如觸發器,存儲過程,數據備份恢復,全文檢索功能等。但實際上,很多的應用,僅僅利用到了這些數據庫產品的基本特性而已。而且在一些小型應用上,或者某些特殊場合的應用,比如桌面程序,這些數據庫產品就明顯有一些臃腫。在這些情況下,嵌入式數據庫的優勢就特別明顯了。
嵌入式數據庫無須獨立運行的數據庫引擎,它是由程序直接調用相應的API去實現對數據的存取操作。更直白的講,嵌入式數據庫是一種具備了基本數據庫特性的數據文件。嵌入式數據庫與其它數據庫產品的區別是,前者是程序驅動式, 而后者是引擎響應式。嵌入式數據庫的一個很重要的特點是它們的體積非常小,編譯后的產品也不過幾十K。這不但對桌面程序的數據存儲方案是一個很好的選擇,也使得它們可以應用到一些移動設備上。同時,很多嵌入式數據庫在性能上也優于其它數據庫,所以在高性能的應用上也常見嵌入式數據庫的身影。
下面介紹的是兩個開放源代碼的嵌入式數據庫,Berkeley DB和SQLite。同時側重介紹如何應用Java連接這兩種嵌入式數據庫。
一。 Berkeley DB
1. 簡介
Berkeley DB是一款健壯的,高速的工業級嵌入式數據庫產品,你可以在它的官方主頁(見參考鏈接一)上發現很多知名的公司都采用了這款嵌入式數據庫。Berkeley DB的一個很重要的特點是就是高速存儲。在高流量,高并發的情況下,Berkeley DB要比非嵌入式的數據庫表現得更加出色。所以在一些技術實現上,Berkeley DB被作為大型關系數據庫的中間數據緩沖層,用來快速的保存數據,可能會在適當的時刻再導入到大型數據庫中,進而應用大型數據庫所提供的更為高級的特性。
Berkeley DB雖然是開源的產品,但對某些條件下的商業性應用,卻不是免費的,而且價格頗為昂貴。這些商業條件排除了開源的情況,不發放分布版本的情況,等等。比如,如果你的程序是開放源代碼的或者僅僅應用到單一的網站上,在這種情況下,Berkeley DB是免費的。
2. 獲得Java與Berkeley DB的接口
Berkeley DB目前的版本是4.1.25,自帶了Java接口。下載的壓縮包中包含C和Java語言的源代碼和編譯配置文件。在Windows平臺,可以用MS Visual C++ 6.0或MS VC.Net編譯。用VC6編譯的操作如下介紹:在源代碼的build_win32路徑下打開VC的工程文件,之后在Build菜單中的Set Active Configuration選擇db_java win32 release編譯選項。在VC的Tools菜單Options選項中指定JNI.H等Java本地化接口編譯時所需要頭文件的位置。你會在JDK的include路徑下找到這些頭文件, 例如加入的路徑可能會是這樣的:C:jdk1.4include和C:jdk1.4includewin32。最后在Tools菜單中Options選項還要設置Javac.exe和Jar.exe的執行路徑,這個設置會使VC開發環境也能調用Java編譯器,從而在VC環境下直接完成對Java接口類的編譯和打包。在編譯后,在release 路徑下的文件中找到db.jar, libdb41.dll, libdb_java41.dll,這三個文件組成了Berkeley DB 的Java接口程序包。
3. 應用Java與Berkeley DB的接口
Berkeley DB并不是一個關系型的數據庫。不能應用標準的SQL語句對數據庫操作,對它的操作要調用專用的API實現。這些API提供了查詢、插入、刪除等功能。比如com.sleepycat.db.Db類代表數據庫對象。Db類的put()方法完成的是插入功能,get()方法完成的是讀出數據的功能。
Berkeley DB每一個記錄都有一個鍵值和對應的數據值,而鍵值和數據必須是類com.sleepycat.db.Dbt的對象或其子類的對象。Dbt提供了一些方法可以將byte數組或Object對象保存到Dbt的對象中去。比如,Dbt類中的set_data(byte[])或set_object(Object)方法。注意到目前Berkeley DB中的Java API命名方法并不符合Java的命名規范,比如set_data()方法應該命名為setData()方法。Berkeley DB許諾在下一個版本中會提供符合命名規范的Java API。
Berkeley DB對任何存入的數據都是直接原樣存儲到數據文件中去,無論其是二進制數據還是ASCII或Unicode等編碼的文本。通常可以利用這一特性和Java串行化的概念方便的進行數據的存取。例如聲明一個類
public class AccountInfo implements Serializable{
//帳戶信息
public String loginName;
public String password;
public boolean auotLogin;
}
在這個AccountInfo類中僅僅包含了數據項的定義。我們完全可以將這個類看作數據庫的表中字段定義。可以用Berkeley DB保存AccountInfo對象的串行化二進制數據,以此來保存這個對象中的變量值。在操作中,先對Dbt的對象調用set_object(AccountInfo)方法,而后把這個Dbt對象作為一條紀錄保存到表中。當然,我們也可以應用繼承Dbt類的方法來完成對數據的保存。
下面這段簡單代碼演示如何將數據存入到數據庫中,然后再用游標對象瀏覽全部數據。
//注意,下面的程序的忽略了對異常處理,寫入數據初始化等等一些代碼,請在適當修改后再編
//譯運行它
Db dbFile = null;
//生成Db對象
dbFile = new Db(null, 0);
//用BTree方式打開數據庫,庫文件是在c:/temp下的mydata.db文件,表名是employee
//如果數據庫不存在,則自動生成一個新的數據庫。
dbFile.open(null,“c:\temp\mydata.db”,“employee”,Db.DB_BTREE,
Db.DB_CREATE,0);
Dbt key = new Dbt();
Dbt data = new Dbt();
//向庫文件中插入一條數據,如果已經存在,打印出錯信息
if (dbFile.put(null,key, data, Db.DB_APPEND) == Db.DB_KEYEXIST) {
System.out.println(“Key already exists.”);
}
//關閉數據文件
dbFile.close(0);
//重新打開數據文件
dbFile = new Db(null, 0);
dbFile.open(null, “c:\temp\mydata.db”, “employee”, Db.DB_UNKNOWN, 0, 0644);
// 聲明一個數據庫游標Dbc對象iterator
Dbc iterator = dbFile.cursor(null, 0);
// 遍歷整個表
Dbt key = new Dbt();
while (iterator.get(key, data, Db.DB_NEXT) == 0)
{
System.out.println(“reading”);
}
//關閉游標和數據文件
iterator.close();
dbFile.close(0);
在運行Berkeley DB的程序時勿必在系統環境變量PATH中設置libdb41.dll和 libdb_java41.dll所在的路徑。
4. Berkeley DB的存儲模式
Berkeley DB提供了四種存儲數據的模式:Btree,Hash,Queue和Recno。在打開數據庫的時候要指定一種存儲模式,比如上例中open()方法中的參數Db.DB_BTREE就是指定以Btree模式打開數據庫。
Btree模式是以排序的二叉樹的方式存儲,Hash是以線性哈希表的方式存儲。Queue用邏輯記錄號做為鍵值,以定長的數據為記錄值。Recno方式也以邏輯記錄號做為鍵值,但可以保存定長或變長的記錄值。這里提到的邏輯記錄號有兩種,可變的和固定的。可變邏輯記錄號會根據數據記錄的增加與刪除做相應的變化。比如在數據庫中共有100條記錄,如果刪除第80條記錄,那么第81條記錄的邏輯記錄號會自動變成80,以此類推,第100條記錄邏輯記錄號會變成99。固定的邏輯記錄號則無論數據庫如何操作都不會有變化。Queue模式下,邏輯記錄號只能是固定方式。
Recno模式則可通過配置來選擇是采用那種類型的記錄號作為鍵值。Btree模式也可以通過設置,將可變的邏輯記錄號做為鍵值。
這幾種存儲模式各有優缺點,要根據具體的需求來選擇。當鍵值不想用邏輯記錄號時Btree或Hash是必須的選擇。Btree方式比較適合連續的順序讀取,比如,當鍵值是時間值,如果經常有從某一時間點開始連續讀取后繼的記錄的操作,Btree是一種很好的選擇。對隨機的跳躍式讀取,Hash模式則更為恰當。Queue和Recno都以記錄號為鍵值,但前者適合先進先出的讀取方式。
Recno則通常是存取變長文本記錄的理想存儲模式。
5. Berkeley DB Environment的概念
Berkeley DB Environment為一組數據庫同時提供參數設置。更為重要的是,如果要應用更高級的特性,必須要使用Environment功能,比如在想要對保存的數據進行加密存儲時。
6. 更多特點
除了最基本的插入、查詢、刪除功能以外,Berkeley DB還提供了一些特性,比如Transaction,數據加密,同步加鎖控制,錯誤日志等功能。下面的圖片是Berkeley DB功能示意圖。
通常我們采用各種數據庫產品來實現對數據的存儲、檢索等功能,例如,Oracle,SQL Server,MySQL等等。這些產品除提供基本的查詢,刪除,添加等功能外,也提供了很多高級特性,如觸發器,存儲過程,數據備份恢復,全文檢索功能等。但實際上,很多的應用,僅僅利用到了這些數據庫產品的基本特性而已。而且在一些小型應用上,或者某些特殊場合的應用,比如桌面程序,這些數據庫產品就明顯有一些臃腫。在這些情況下,嵌入式數據庫的優勢就特別明顯了。
嵌入式數據庫無須獨立運行的數據庫引擎,它是由程序直接調用相應的API去實現對數據的存取操作。更直白的講,嵌入式數據庫是一種具備了基本數據庫特性的數據文件。嵌入式數據庫與其它數據庫產品的區別是,前者是程序驅動式, 而后者是引擎響應式。嵌入式數據庫的一個很重要的特點是它們的體積非常小,編譯后的產品也不過幾十K。這不但對桌面程序的數據存儲方案是一個很好的選擇,也使得它們可以應用到一些移動設備上。同時,很多嵌入式數據庫在性能上也優于其它數據庫,所以在高性能的應用上也常見嵌入式數據庫的身影。
下面介紹的是兩個開放源代碼的嵌入式數據庫,Berkeley DB和SQLite。同時側重介紹如何應用Java連接這兩種嵌入式數據庫。
一。 Berkeley DB
1. 簡介
Berkeley DB是一款健壯的,高速的工業級嵌入式數據庫產品,你可以在它的官方主頁(見參考鏈接一)上發現很多知名的公司都采用了這款嵌入式數據庫。Berkeley DB的一個很重要的特點是就是高速存儲。在高流量,高并發的情況下,Berkeley DB要比非嵌入式的數據庫表現得更加出色。所以在一些技術實現上,Berkeley DB被作為大型關系數據庫的中間數據緩沖層,用來快速的保存數據,可能會在適當的時刻再導入到大型數據庫中,進而應用大型數據庫所提供的更為高級的特性。
Berkeley DB雖然是開源的產品,但對某些條件下的商業性應用,卻不是免費的,而且價格頗為昂貴。這些商業條件排除了開源的情況,不發放分布版本的情況,等等。比如,如果你的程序是開放源代碼的或者僅僅應用到單一的網站上,在這種情況下,Berkeley DB是免費的。
2. 獲得Java與Berkeley DB的接口
Berkeley DB目前的版本是4.1.25,自帶了Java接口。下載的壓縮包中包含C和Java語言的源代碼和編譯配置文件。在Windows平臺,可以用MS Visual C++ 6.0或MS VC.Net編譯。用VC6編譯的操作如下介紹:在源代碼的build_win32路徑下打開VC的工程文件,之后在Build菜單中的Set Active Configuration選擇db_java win32 release編譯選項。在VC的Tools菜單Options選項中指定JNI.H等Java本地化接口編譯時所需要頭文件的位置。你會在JDK的include路徑下找到這些頭文件, 例如加入的路徑可能會是這樣的:C:jdk1.4include和C:jdk1.4includewin32。最后在Tools菜單中Options選項還要設置Javac.exe和Jar.exe的執行路徑,這個設置會使VC開發環境也能調用Java編譯器,從而在VC環境下直接完成對Java接口類的編譯和打包。在編譯后,在release 路徑下的文件中找到db.jar, libdb41.dll, libdb_java41.dll,這三個文件組成了Berkeley DB 的Java接口程序包。
3. 應用Java與Berkeley DB的接口
Berkeley DB并不是一個關系型的數據庫。不能應用標準的SQL語句對數據庫操作,對它的操作要調用專用的API實現。這些API提供了查詢、插入、刪除等功能。比如com.sleepycat.db.Db類代表數據庫對象。Db類的put()方法完成的是插入功能,get()方法完成的是讀出數據的功能。
Berkeley DB每一個記錄都有一個鍵值和對應的數據值,而鍵值和數據必須是類com.sleepycat.db.Dbt的對象或其子類的對象。Dbt提供了一些方法可以將byte數組或Object對象保存到Dbt的對象中去。比如,Dbt類中的set_data(byte[])或set_object(Object)方法。注意到目前Berkeley DB中的Java API命名方法并不符合Java的命名規范,比如set_data()方法應該命名為setData()方法。Berkeley DB許諾在下一個版本中會提供符合命名規范的Java API。
Berkeley DB對任何存入的數據都是直接原樣存儲到數據文件中去,無論其是二進制數據還是ASCII或Unicode等編碼的文本。通常可以利用這一特性和Java串行化的概念方便的進行數據的存取。例如聲明一個類
public class AccountInfo implements Serializable{
//帳戶信息
public String loginName;
public String password;
public boolean auotLogin;
}
在這個AccountInfo類中僅僅包含了數據項的定義。我們完全可以將這個類看作數據庫的表中字段定義。可以用Berkeley DB保存AccountInfo對象的串行化二進制數據,以此來保存這個對象中的變量值。在操作中,先對Dbt的對象調用set_object(AccountInfo)方法,而后把這個Dbt對象作為一條紀錄保存到表中。當然,我們也可以應用繼承Dbt類的方法來完成對數據的保存。
下面這段簡單代碼演示如何將數據存入到數據庫中,然后再用游標對象瀏覽全部數據。
//注意,下面的程序的忽略了對異常處理,寫入數據初始化等等一些代碼,請在適當修改后再編
//譯運行它
Db dbFile = null;
//生成Db對象
dbFile = new Db(null, 0);
//用BTree方式打開數據庫,庫文件是在c:/temp下的mydata.db文件,表名是employee
//如果數據庫不存在,則自動生成一個新的數據庫。
dbFile.open(null,“c:\temp\mydata.db”,“employee”,Db.DB_BTREE,
Db.DB_CREATE,0);
Dbt key = new Dbt();
Dbt data = new Dbt();
//向庫文件中插入一條數據,如果已經存在,打印出錯信息
if (dbFile.put(null,key, data, Db.DB_APPEND) == Db.DB_KEYEXIST) {
System.out.println(“Key already exists.”);
}
//關閉數據文件
dbFile.close(0);
//重新打開數據文件
dbFile = new Db(null, 0);
dbFile.open(null, “c:\temp\mydata.db”, “employee”, Db.DB_UNKNOWN, 0, 0644);
// 聲明一個數據庫游標Dbc對象iterator
Dbc iterator = dbFile.cursor(null, 0);
// 遍歷整個表
Dbt key = new Dbt();
while (iterator.get(key, data, Db.DB_NEXT) == 0)
{
System.out.println(“reading”);
}
//關閉游標和數據文件
iterator.close();
dbFile.close(0);
在運行Berkeley DB的程序時勿必在系統環境變量PATH中設置libdb41.dll和 libdb_java41.dll所在的路徑。
4. Berkeley DB的存儲模式
Berkeley DB提供了四種存儲數據的模式:Btree,Hash,Queue和Recno。在打開數據庫的時候要指定一種存儲模式,比如上例中open()方法中的參數Db.DB_BTREE就是指定以Btree模式打開數據庫。
Btree模式是以排序的二叉樹的方式存儲,Hash是以線性哈希表的方式存儲。Queue用邏輯記錄號做為鍵值,以定長的數據為記錄值。Recno方式也以邏輯記錄號做為鍵值,但可以保存定長或變長的記錄值。這里提到的邏輯記錄號有兩種,可變的和固定的。可變邏輯記錄號會根據數據記錄的增加與刪除做相應的變化。比如在數據庫中共有100條記錄,如果刪除第80條記錄,那么第81條記錄的邏輯記錄號會自動變成80,以此類推,第100條記錄邏輯記錄號會變成99。固定的邏輯記錄號則無論數據庫如何操作都不會有變化。Queue模式下,邏輯記錄號只能是固定方式。
Recno模式則可通過配置來選擇是采用那種類型的記錄號作為鍵值。Btree模式也可以通過設置,將可變的邏輯記錄號做為鍵值。
這幾種存儲模式各有優缺點,要根據具體的需求來選擇。當鍵值不想用邏輯記錄號時Btree或Hash是必須的選擇。Btree方式比較適合連續的順序讀取,比如,當鍵值是時間值,如果經常有從某一時間點開始連續讀取后繼的記錄的操作,Btree是一種很好的選擇。對隨機的跳躍式讀取,Hash模式則更為恰當。Queue和Recno都以記錄號為鍵值,但前者適合先進先出的讀取方式。
Recno則通常是存取變長文本記錄的理想存儲模式。
5. Berkeley DB Environment的概念
Berkeley DB Environment為一組數據庫同時提供參數設置。更為重要的是,如果要應用更高級的特性,必須要使用Environment功能,比如在想要對保存的數據進行加密存儲時。
6. 更多特點
除了最基本的插入、查詢、刪除功能以外,Berkeley DB還提供了一些特性,比如Transaction,數據加密,同步加鎖控制,錯誤日志等功能。下面的圖片是Berkeley DB功能示意圖。
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