H2 内存模式

H2 内存模式是 H2 数据库提供的一种特殊运行模式。

在 H2 内存模式下，数据库将所有的数据存储在内存（RAM）中，而不是像传统数据库那样存储在磁盘上。这意味着数据的读写操作直接在内存中进行，无需进行磁盘 I/O 操作。例如，当执行一条 SQL 查询语句来检索数据时，数据直接从内存中的数据结构中获取，而不是从磁盘文件中读取。

由于数据存储在内存中，这种模式下的数据库具有临时性。一旦数据库连接关闭或者应用程序终止，内存中的数据将会丢失。这是因为内存是易失性存储介质，当与之相关的进程结束时，其所占用的内存空间会被释放。

连接字符串

典型的用于连接 H2 内存模式数据库的连接字符串格式为：

jdbc:h2:mem: [databaseName]

其中：

• jdbc  表示这是一个 Java 数据库连接（JDBC）的连接字符串；

• h2  指定了要连接的数据库为 H2 数据库；

• mem  表明是内存模式；

• [databaseName]  是数据库的名称，可以自行指定，例如 jdbc:h2:mem:test 中的 test 就是数据库名称。

除了上述标准字段外，还可以在连接字符串中添加一些参数来调整数据库的行为。例如，DB_CLOSE_DELAY=-1 可以添加到连接字符串中，如 jdbc:h2:mem:test;DB_CLOSE_DELAY=-1。这个参数的作用是在最后一个连接关闭后，不立即关闭数据库。在默认情况下（没有这个参数或者参数值为 0 时），当最后一个连接关闭时，内存数据库会立即关闭，导致数据丢失。但设置 DB_CLOSE_DELAY=-1后，数据库在连接关闭后仍会保留一段时间，这在某些测试场景下非常有用，例如在测试用例之间需要共享数据库状态时。

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适用场景

单元测试

在进行 Java 单元测试时，经常需要创建一个临时的数据库环境来测试数据库相关的代码逻辑。H2 内存模式非常适合这种场景，因为它可以快速创建和销毁数据库实例，而且不会对磁盘上的文件系统造成任何持久化的影响。例如，在测试一个数据访问层（DAO）类时，可以使用 H2 内存模式数据库来模拟真实的数据库操作，如插入、查询、更新和删除数据等操作，确保 DAO 类的方法在各种情况下都能正确工作。

快速原型开发

当开发人员在项目的早期阶段进行快速原型开发时，可能需要一个简单、快速的数据库解决方案来验证业务逻辑和数据处理流程。H2 内存模式的快速读写特性使得它成为一个理想的选择。开发人员可以快速地在内存中创建数据库结构，插入一些测试数据，然后进行业务逻辑的开发和验证，而不必担心数据库的复杂配置和持久化存储问题。

临时数据缓存

对于一些只在程序运行期间需要临时存储的数据，H2 内存模式也可以作为一种有效的数据缓存解决方案。例如，在一个复杂的计算任务中，某些中间结果只需要在当前计算过程中使用，不需要持久化到磁盘上。可以将这些中间结果存储在 H2 内存模式数据库中，以便在后续的计算步骤中快速访问，提高计算效率。

简单示例

使用 JDBC 连接到 H2 内存数据库，然后创建 person 数据表，以及插入数据、查询数据操作，如下：

package com.hxstrive.h2.memory_database;

import java.sql.*;

/**
 * H2内存数据库示例
 * @author hxstrive.com
 * @since 1.0.0  2024/2/18 15:18
 **/
public class H2MemoryDatabaseExample {
    private static final String DB_DRIVER = "org.h2.Driver";
    private static final String DB_CONNECTION = "jdbc:h2:mem:test;DB_CLOSE_DELAY=-1";
    private static final String DB_USER = "sa";
    private static final String DB_PASSWORD = "";

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Connection connection = null;
        PreparedStatement createPs = null;
        PreparedStatement insertPs = null;
        PreparedStatement selectPs = null;

        try {
            // 获取连接
            Class.forName(DB_DRIVER);
            connection = DriverManager.getConnection(DB_CONNECTION, DB_USER, DB_PASSWORD);

            // 设置不自动提交
            connection.setAutoCommit(false);

            // 创建数据表
            createPs = connection.prepareStatement("CREATE TABLE PERSON(id int primary key, name varchar(255))");
            createPs.executeUpdate();

            // 插入数据
            insertPs = connection.prepareStatement("INSERT INTO PERSON(`id`, `name`) values (?,?)");
            insertPs.setInt(1, 1);
            insertPs.setString(2, "Jose");
            insertPs.executeUpdate();

            // 查询数据
            selectPs = connection.prepareStatement("select * from PERSON");
            ResultSet rs = selectPs.executeQuery();
            while (rs.next()) {
                System.out.println("Id=" + rs.getInt("id") + "  Name=" + rs.getString("name"));
            }

            // 提交事务
            connection.commit();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            // 回滚事务
            if(null != connection) {
                connection.rollback();
            }
        } finally {
            // 释放资源
            if(null != selectPs) {
                selectPs.close();
            }

            if(null != insertPs) {
                insertPs.close();
            }

            if(null != createPs) {
                createPs.close();
            }

            if(null != connection) {
                connection.close();
            }
        }
    }

}

运行示例，输出如下：

Id=1  Name=Hello World

连接地址“jdbc:h2:mem:test;DB_CLOSE_DELAY=-1”说明：

• jdbc - 这是 Java Database Connectivity（Java 数据库连接）的缩写，它是 Java 语言中用于执行 SQL 语句与数据库进行交互的 API 规范。Java 程序通过 JDBC 来连接各种不同的数据库，如 MySQL、Oracle、H2 等。

• h2 - 表示要连接的数据库是 H2 数据库。

• mem:test -“mem” 表示内存模式。在这种模式下，H2 数据库将数据存储在内存中，而不是磁盘上。这使得数据库的操作速度非常快，适合用于单元测试等场景。当数据库运行在内存模式时，一旦应用程序关闭或者数据库连接关闭，数据库中的数据将会丢失。“test”是数据库的名称，你可以根据需要将其替换为其他名称，用于标识这个特定的内存数据库实例。

• DB_CLOSE_DELAY=-1 - 在 H2 数据库中，这个参数用于控制数据库关闭的延迟时间。当设置为 - 1 时，表示在最后一个连接关闭后，不立即关闭数据库。在内存模式下，如果没有这个参数或者设置为其他值（例如默认值为 0，表示在最后一个连接关闭时立即关闭数据库），一旦连接关闭，数据库中的所有数据都会丢失。通过设置 DB_CLOSE_DELAY = - 1，可以在连接关闭后仍然保留数据库中的数据，这对于一些测试场景非常有用，例如在测试用例之间需要共享数据库状态时，可以确保数据不会因为连接的关闭而丢失。