深入解析 Derby 与 MySQL：两大数据库的实战对比与选择指南

2026-02-03 16:19:32 0条评论 4次阅读 0人点赞

作为开发者，我们在构建应用程序时，往往会面临一个关键的选择：到底应该使用哪种数据库？特别是在选择关系型数据库时，我们经常会在轻量级的嵌入式方案（如 Apache Derby）和成熟的企业级方案（如 MySQL）之间徘徊。在这篇文章中，我们将深入探讨 Derby 和 MySQL 之间的核心区别，帮助你根据实际项目需求做出最明智的技术决策。

1. 初识 Apache Derby：Java 生态的轻量级卫士

首先，让我们来聊聊 Apache Derby。如果你是一个主要从事 Java 开发的工程师，你会发现 Derby 非常亲切。它是一个完全基于 Java、JDBC 和 SQL 标准构建的功能完备的关系型数据库管理系统（RDBMS）。正如其名，它由 Apache 软件基金会维护，最大的特点是“轻盈”和“灵活”。

为什么选择 Derby？

Derby 最吸引人的地方在于它的部署方式。我们可以选择将它作为一个独立的服务器运行，但更常见的情况是，我们将它直接嵌入到我们的 Java 应用程序中。这意味着当我们启动应用时，数据库也随之启动；当应用关闭时，数据库也随之关闭。这种零配置的特性使得 Derby 成为了开发环境、测试环境以及小型桌面应用的理想选择。

代码示例：Derby 嵌入式连接

让我们看一个简单的例子，展示如何在 Java 代码中以嵌入式模式启动 Derby 并创建一个表。你不需要安装任何服务器软件，只需引入 JAR 包即可。

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.Statement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;

public class EmbeddedDerbyExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义连接 URL 
        // ‘create=true‘ 表示如果数据库不存在，则自动创建
        String dbURL = "jdbc:derby:sampleDB;create=true";
        Connection conn = null;
        Statement stmt = null;

        try {
            // 在嵌入式模式下，加载驱动通常由 JVM 自动处理
            // 我们通过 DriverManager 获取连接
            // 这里不需要指定用户名和密码，因为它依赖于文件系统权限
            conn = DriverManager.getConnection(dbURL);
            
            stmt = conn.createStatement();
            
            // 检查表是否存在，如果不存在则创建
            // Derby 提供了系统表来检查元数据，这里为了演示直接执行
            String createTableSQL = "CREATE TABLE users ("
                    + "id INT PRIMARY KEY,"
                    + "username VARCHAR(50),"
                    + "email VARCHAR(50)"
                    + ")";
            
            // 使用 try-ignore 逻辑：如果表已存在会抛出异常，我们捕获它并忽略
            try {
                stmt.execute(createTableSQL);
                System.out.println("表 ‘users‘ 创建成功。");
            } catch (SQLException e) {
                if (!e.getSQLState().equals("X0Y32")) { // X0Y32 是 Derby 中“表已存在”的错误码
                    throw e;
                }
            }

            // 插入一些数据
            stmt.execute("INSERT INTO users VALUES (1, ‘ZhangSan‘, ‘[email protected]‘)");
            System.out.println("数据插入成功。");

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

        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 清理资源
            try { if (stmt != null) stmt.close(); } catch (SQLException e) { /*忽略*/ }
            try { if (conn != null) conn.close(); } catch (SQLException e) { /*忽略*/ }
            // 注意：在嵌入式模式下，如果要完全关闭数据库并释放日志锁，
            // 通常需要显式执行 DriverManager.getConnection("jdbc:derby:;shutdown=true");
        }
    }
}

Derby 的核心特性解析

从上面的代码中我们可以看出，Derby 非常“听话”。只要你在 ClassPath 中包含了它的库，它就能运行。

  • 纯血统 Java：这意味着它具有极强的跨平台能力。Windows、Linux、macOS 甚至 z/OS 上都能无缝运行，无需重新编译。
  • ACID 特性：别看它体积小，它可是严格按照 ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）标准设计的。这对于保证数据完整性至关重要，即使在断电等意外情况下，也能最大程度保护数据不丢失。
  • 无服务器架构：这既是优点也是局限。它不需要像传统数据库那样进行端口监听和进程管理，这使得配置极其简单，但也意味着很难被远程客户端独立访问。

2. 深入 MySQL：互联网时代的基石

接下来，我们把目光转向数据库界的“常青树”——MySQL。由 Oracle 公司维护的 MySQL，是基于 C 和 C++ 语言开发的。它是世界上最受欢迎的开源数据库之一，从 Facebook 到 Google，无数互联网巨头的起步阶段都离不开它的支撑。

为什么选择 MySQL？

与 Derby 不同，MySQL 是为了高并发、大规模数据处理而生的。它采用客户端/服务器架构。虽然它也支持嵌入式存储引擎，但在绝大多数场景下，我们是作为一个独立服务来运行它，并允许各种不同的客户端通过标准网络协议进行连接。

MySQL 支持多种存储引擎（如 InnoDB, MyISAM），其中 InnoDB 是默认的，它提供了事务支持、行级锁定和外键，极大地增强了其在企业应用中的可靠性。此外，MySQL 也支持文档存储，这让它在新一代 Web 应用中依然保持竞争力。

代码示例：MySQL JDBC 连接与操作

让我们看看如何使用 Java 连接到一个运行中的 MySQL 服务器。注意这里的区别：我们需要明确指定主机、端口、用户名和密码。

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.Statement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;

public class MySQLClientExample {
    public static void main(String[] args) {
        // MySQL 连接 URL
        // 指定了协议、主机、端口、数据库名以及编码和时区参数
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/sample_db?useSSL=false&serverTimezone=UTC&characterEncoding=utf8";
        String user = "root"; // 你的数据库用户名
        String password = "password"; // 你的数据库密码

        try (Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);
             Statement stmt = conn.createStatement()) {
            
            // 在 MySQL 中，我们可以利用 auto_increment 自增主键
            String createTableSQL = "CREATE TABLE IF NOT EXISTS products ("
                    + "id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,"
                    + "product_name VARCHAR(100) NOT NULL,"
                    + "price DECIMAL(10, 2) NOT NULL"
                    + ")";
            
            stmt.execute(createTableSQL);
            System.out.println("表 ‘products‘ 检查/创建完成。");

            // 插入数据
            int rows = stmt.executeUpdate("INSERT INTO products (product_name, price) VALUES (‘Laptop‘, 5999.00)");
            System.out.println("插入了 " + rows + " 行数据。");

            // 查询数据，利用 MySQL 的 LIMIT 分页特性
            ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROM products LIMIT 5");
            while (rs.next()) {
                System.out.printf("ID: %d, 名称: %s, 价格: %.2f%n",
                        rs.getInt("id"),
                        rs.getString("product_name"),
                        rs.getDouble("price"));
            }

        } catch (SQLException e) {
            // 处理常见的连接异常或 SQL 语法错误
            System.err.println("数据库操作失败: " + e.getMessage());
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

3. 核心差异全维度对比：不仅是速度

现在，让我们通过一系列关键维度来对比这两者，以便你能更清晰地看到它们的区别。这也是我们在选型时必须考虑的“硬指标”。

开发语言与底层架构

  • Derby：纯 Java 实现。这意味着它的运行效率依赖于 JVM。虽然 JIT（即时编译）技术现在非常强大，但对于极度底层的内存操作，Java 还是会有一些额外的开销。
  • MySQL：C/C++ 实现。C 语言以其接近硬件的高效性能著称。这使得 MySQL 在处理大量并发连接和复杂查询时，通常能展现出更优越的原生性能，因为它直接操作内存和 CPU 资源，没有中间层。

应用场景与规模

  • Derby：最适合“嵌入式”场景。比如你开发了一个桌面端的工具软件，需要存储用户配置，或者是一个轻量级的内部管理系统。它对于资源消耗极低，几乎不需要专门的 DBA 进行维护。但在高并发写入或海量数据存储下，它会显得力不从心。
  • MySQL：是中小型及大型组织数据存储的首选。无论是电商网站、社交平台还是企业级 ERP 系统，MySQL 都能轻松应对。它支持主从复制和主主复制，数据分区（如 Range, List, Hash, Key）等高级特性，这些都是构建高可用、可扩展系统的基础。

复制与高可用性

这是一个非常关键的区别点。

  • Derby：仅支持主从复制。这意味着你只能有一个主节点处理写请求，其他节点进行读取。如果主节点挂了，切换流程相对复杂，通常需要人工介入或复杂的脚本支持。
  • MySQL：拥有非常成熟的主主复制和主从复制机制。主主复制意味着你可以有两个节点同时处理写请求（虽然需要处理数据冲突问题），这在构建高可用集群时非常灵活。此外，MySQL 生态系统中有大量的集群管理工具。

接口与访问方法

  • Derby：主要依赖 JDBC。这就注定了它是 Java 生态的“亲儿子”，与其他语言（如 Python 或 PHP）的交互相对麻烦。
  • MySQL：支持广泛的接口，包括 JDBC, ODBC, ADO.NET 等。无论你是用 Python, Ruby, PHP 还是 C# 开发，都能极其方便地连接到 MySQL。这使得它成为全栈开发中的通用数据底座。

4. 实战解析：如何做出正确选择？

了解了区别后，我们在实际项目中该如何操作呢？让我们通过几个具体的场景来分析。

场景一：资源受限的嵌入式设备或桌面应用

假设你正在开发一个运行在工控机上的数据采集程序，或者一个单机版的库存管理软件。此时，安装和维护一个独立的 MySQL 服务器简直是灾难——用户可能不懂技术，更没有专门的硬件资源。

最佳实践：选择 Derby。
代码示例：动态加载 Derby 驱动

在某些模块化应用中，你可能需要动态加载数据库驱动。以下是如何处理 Derby 的 Class.forName（尽管新版本 JDBC 不强制要求，但在旧版或特定框架中仍有用）并执行一个事务操作。

// 动态加载驱动（兼容性写法）
// MySQL 的驱动类通常是 com.mysql.cj.jdbc.Driver
// Derby 的驱动类是 org.apache.derby.jdbc.EmbeddedDriver
try {
    Class.forName("org.apache.derby.jdbc.EmbeddedDriver");
} catch (ClassNotFoundException e) {
    System.err.println("未找到 Derby 驱动，请检查 JAR 包是否在 ClassPath 中。");
    e.printStackTrace();
    return;
}

// 开启事务处理转账逻辑
Connection conn = null;
try {
    conn = DriverManager.getConnection("jdbc:derby:bankDB;create=true");
    // 关闭自动提交，开启事务
    conn.setAutoCommit(false);
    
    Statement stmt = conn.createStatement();
    
    // 账户 A 扣款
    stmt.executeUpdate("UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1");
    // 模拟意外错误
    // if (true) throw new SQLException("模拟系统故障");
    
    // 账户 B 加款
    stmt.executeUpdate("UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 2");
    
    // 提交事务
    conn.commit();
    System.out.println("转账成功！");
    
} catch (SQLException e) {
    // 发生异常，回滚所有操作
    if (conn != null) {
        try {
            System.out.println("发生错误，正在回滚事务...");
            conn.rollback();
        } catch (SQLException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
    e.printStackTrace();
} finally {
    // 清理资源
    if (conn != null) {
        try {
            conn.setAutoCommit(true); // 恢复默认状态
            conn.close();
        } catch (SQLException e) { /*忽略*/ }
    }
}

场景二：高并发 Web 服务

现在假设你在开发一个电商网站。你需要支持成千上万的并发用户，数据量可能达到 TB 级，且需要保证 99.9% 的可用性。

最佳实践：毫无疑问选择 MySQL。

MySQL 的性能优势在这里体现得淋漓尽致。C/C++ 编写的底层代码在处理网络 I/O 和磁盘 I/O 时效率极高。同时，你可以利用 MySQL 的分区功能（例如，按时间范围 Range 分区）来管理历史订单数据，或者利用 InnoDB 的行级锁来应对高并发的库存扣减场景。

性能优化建议：

在使用 MySQL 时，你可能会遇到“慢查询”的问题。我们可以通过配置索引来解决。例如：

-- 假设我们有一个庞大的用户表，经常按 ‘email‘ 登录
-- 如果没有索引，每次查找都会全表扫描，这在百万级数据下会非常慢

-- 创建索引优化查询速度
CREATE INDEX idx_user_email ON users(email);

-- 查看执行计划，确认是否使用了索引
EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE email = ‘[email protected]‘;

5. 避坑指南：常见错误与解决方案

Derby 的常见陷阱：数据库锁定

很多新手在开发模式下使用 Derby 时，经常会遇到“启动失败，数据库已存在”或者无法写入日志的问题。这通常是因为你没有正确关闭数据库连接，导致锁文件被占用。

解决方案：确保在你的应用退出逻辑中，显式地调用以下代码来彻底关闭 Derby 引擎：

try {
    // 只有成功关闭连接后，才能成功执行 shutdown
    DriverManager.getConnection("jdbc:derby:;shutdown=true");
} catch (SQLException e) {
    // Derby 在 shutdown 成功时会抛出一个 XJ015 的异常，这是正常的
    if (e.getSQLState().equals("XJ015")) {
        System.out.println("数据库已正常关闭。");
    } else {
        e.printStackTrace();
    }
}

MySQL 的常见陷阱：时区乱码

在使用 JDBC 连接 MySQL 时，你可能会发现存入数据库的时间和本地时间不一致，或者中文变成了乱码。这是经典的连接字符串配置问题。

解决方案：正如我们在上面的代码示例中展示的那样，务必在 URL 中加上 INLINECODE66ed075f（或你所在的时区，如 Asia/Shanghai）以及 INLINECODE3997e06b。

总结

回顾一下，我们在这篇文章中探讨了 Derby 和 MySQL 的本质区别。

  • 如果你追求零配置、轻量级，并且是在纯 Java 环境下开发（如桌面应用、嵌入式系统），Derby 是完美的选择。它的易用性和嵌入式特性能极大地简化开发流程。
  • 如果你追求高性能、高并发、高可扩展性，或者是构建标准的Web 应用/企业级应用，MySQL 依然是目前市场上的王者。它的 C/C++ 底层、丰富的存储引擎、强大的复制能力和成熟的生态系统是 Derby 无法比拟的。

希望这篇文章能帮助你理清思路。记住，没有“最好”的数据库，只有“最适合”你项目的数据库。选择对的工具，不仅能提升开发效率，还能为未来的系统维护节省无数心血。祝你的开发之路顺利！

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