Derby Database

Apache Derby (previously distributed as IBM Cloudscape) is a relational database management system (RDBMS) developed by the Apache Software Foundation that can be embedded in Java programs and used for online transaction processing. It is implemented entirely in Java.

Derby 使用的 SQL 语法来自 IBM DB2 SQL，而不是 Oracle Database。（如：Derby 中的 sequence 和 trigger 的语法和 DB2 类似，和 Oracle Database 有很多不同）。

Derby 最大的优点是容易安装、部署和使用。

参考：
Official website: https://db.apache.org/derby/index.html
Apache Derby: Quick Start: https://db.apache.org/derby/quick_start.html
Derby Reference Manual(v10.8): https://db.apache.org/derby/docs/10.8/ref/index.html

下面以 Derby 10.8.2.2 为例介绍其安装和部署的过程。

第一步，下载 Derby 程序。https://db.apache.org/derby/derby_downloads.html

$ wget http://archive.apache.org/dist/db/derby/db-derby-10.8.2.2/db-derby-10.8.2.2-bin.zip
$ unzip db-derby-10.8.2.2-bin.zip
$ ls -l db-derby-10.8.2.2-bin
total 200
-rw-r--r--   1 cig01  staff  39891 Oct 10  2011 KEYS
-rw-r--r--   1 cig01  staff  11560 Oct 10  2011 LICENSE
-rw-r--r--   1 cig01  staff   7323 Oct 10  2011 NOTICE
-rw-r--r--   1 cig01  staff  29693 Oct 10  2011 RELEASE-NOTES.html
drwxr-xr-x  21 cig01  staff    714 Oct 10  2011 bin
drwxr-xr-x   6 cig01  staff    204 Oct 10  2011 demo
drwxr-xr-x   4 cig01  staff    136 Oct 10  2011 docs
-rw-r--r--   1 cig01  staff   5629 May 11  2011 index.html
drwxr-xr-x   4 cig01  staff    136 Oct 10  2011 javadoc
drwxr-xr-x  21 cig01  staff    714 Oct 10  2011 lib
drwxr-xr-x   5 cig01  staff    170 Oct 10  2011 test

第二步，测试工具 ij 是否可以启动。
The Derby ij tool is a JDBC tool that you can use to run scripts or interactive queries against a Derby database.

有很多方法可以启动工具 ij，如下面任意方法都可以：

$ ./db-derby-10.8.2.2-bin/bin/ij                        # 方法一
ij version 10.8
ij> exit;
$ java -jar db-derby-10.8.2.2-bin/lib/derbyrun.jar ij   # 方法二
ij version 10.8
ij> exit;
$ java org.apache.derby.tools.ij                        # 方法三，（要手动设置CLASSPATH）

说明 1：方法一中运行的 ij 是个 shell 脚本。上面三种方法，最后运行的都是 Java 类 org.apache.derby.tools.ij。
说明 2：使用方法三时，要手动设置 CLASSPATH。Derby 自带了几个脚本（位于 DERBY_HOME/bin 目录下）帮助我们配置 CLASSPATH 环境变量。

setEmbeddedCP

Use the setEmbeddedCP script to set the classpath when the database engine is used in embedded mode. This script adds the derby.jar, derbytools.jar and derbyoptionaltools.jar files to the classpath.

setNetworkServerCP

Use the setNetworkServerCP script to set the classpath when you want to start the network server. This script adds the derbynet.jar file to the classpath.

setNetworkClientCP

Use the setNetworkClientCP script to set the classpath when you want to access databases using the network client. This script adds the derbyclient.jar, derbytools.jar and derbyoptionaltools.jar files to the classpath.

$ export JAVA_HOME=/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_66.jdk/Contents/Home
$ export DERBY_HOME=/Users/cig01/test/db-derby-10.8.2.2-bin
$ echo $CLASSPATH                  # 设置setEmbeddedCP之前，CLASSPATH为空

$ . $DERBY_HOME/bin/setEmbeddedCP
$ echo $CLASSPATH                  # 设置setEmbeddedCP后，CLASSPATH已有值
/Users/cig01/test/db-derby-10.8.2.2-bin/lib/derby.jar:/Users/cig01/test/db-derby-10.8.2.2-bin/lib/derbytools.jar:
$ java org.apache.derby.tools.ij
ij version 10.8
ij> exit;

下面演示创建数据库，创建表，插入和查询记录等基本使用。

$ export PATH=$DERBY_HOME/bin:$PATH
$ ij
ij version 10.8
ij> CONNECT 'jdbc:derby:firstdb;create=true';                                # 指定create=true会在当前目录创建数据库
ij> CREATE TABLE FIRSTTABLE (ID INT PRIMARY KEY, NAME VARCHAR(12));
0 rows inserted/updated/deleted
ij> INSERT INTO FIRSTTABLE VALUES (10,'TEN'),(20,'TWENTY'),(30,'THIRTY');
3 rows inserted/updated/deleted
ij> SELECT * FROM FIRSTTABLE;
ID         |NAME
------------------------
10         |TEN
20         |TWENTY
30         |THIRTY

3 rows selected
ij> exit;
$ ls -F                                                                      # 当前目录中会生成log文件以及数据库相关文件
derby.log  firstdb/

上面例子中生成的数据库相关文件保存在当前目录中，下次在 Derby 中可直接使用。

$ ij
ij version 10.8
ij> CONNECT 'jdbc:derby:firstdb';                   # 连接已存在数据库
ij> select * from firsttable;
ID         |NAME
------------------------
10         |TEN
20         |TWENTY
30         |THIRTY

3 rows selected
ij> exit;

上面的实例摘自：Creating a Derby database and running SQL statements

机器 A 运行 Derby 服务器，机器 B 作为客户端访问机器 A 中的 Derby 数据库。

第一步，在机器 A 中启动 Derby 服务器。

$ ./db-derby-10.8.2.2-bin/bin/startNetworkServer -h 0.0.0.0 -p 1527
Fri Dec 11 22:55:28 CST 2015 : Apache Derby Network Server - 10.8.2.2 - (1181258) started and ready to accept connections on port 1527

说明 1：要使数据库能从其它机器访问，一定要指定 -h 0.0.0.0 ，否则 Derby 服务器监听在 localhost 上，只能从机器 A 本机访问。
说明 2：1527 是默认端口，可以省略 -p 1527 。

第二步，在机器 B 中用 ij 工具连接到机器 B（假设机器 B 的 IP 为 192.168.1.4）。
连接时使用的 URL 格式为：

jdbc:derby://<server>[:<port>]/<databaseName>[;<URL attribute>=<value> [;...]]

参考：https://db.apache.org/derby/docs/10.8/adminguide/cadminappsclient.html

演示实例如下：

$ ij
ij version 10.8
ij> CONNECT 'jdbc:derby://192.168.1.4:1527/firstdb';
ERROR 08004: The connection was refused because the database firstdb was not found.
ij> CONNECT 'jdbc:derby://192.168.1.4:1527/firstdb;create=true';
ij> exit;

参考：Derby - Starting the Network Server

下面演示一个在 Java 中用 JDBC 访问 Derby 数据库的例子。

完整的程序源码如下：

// file JDBCExample.java
// 运行这个程序前，Derby数据库必须启动。可以这样启动：
// $ ./db-derby-10.8.2.2-bin/bin/startNetworkServer -noSecurityManager
// 数据库 firstdb 必须存在，表 FIRSTTABLE 必须存在。否则会报异常。可以这样创建：
// ij> CONNECT 'jdbc:derby:firstdb;create=true';
// ij> CREATE TABLE FIRSTTABLE (ID INT PRIMARY KEY, NAME VARCHAR(12));

public class JDBCExample {
  static final String JDBC_DRIVER = "org.apache.derby.jdbc.ClientDriver";
  // 如果要使用嵌入方式的Derby，其驱动名为："org.apache.derby.jdbc.EmbeddedDriver"
  static final String CONNECTION_URL = "jdbc:derby://localhost:1527/firstdb";

  public static void main(String[] args) {

    Connection conn = null;
    Statement stmt = null;
    try{
      //STEP 1: Register JDBC driver
      Class.forName(JDBC_DRIVER);

      System.out.println("Connecting to a selected database.");

      //STEP 2: Open a connection
      conn = DriverManager.getConnection(CONNECTION_URL);

      System.out.println("Connected database successfully.");

      //STEP 3: Execute a query
      stmt = conn.createStatement();

      String sql = "INSERT INTO FIRSTTABLE VALUES (50, 'HAHA')";
      stmt.executeUpdate(sql);

      sql = "INSERT INTO FIRSTTABLE VALUES (60, 'HOHO')";
      stmt.executeUpdate(sql);
      System.out.println("Inserted two records into the table.");

    }catch(SQLException se){
      //Handle errors for JDBC
      se.printStackTrace();
    }catch(Exception e){
      //Handle errors for Class.forName
      e.printStackTrace();
    }finally{
      //finally block used to close resources
      try{
        if(stmt!=null)
          stmt.close();
      }catch(SQLException se){
      }
      try{
        if(conn!=null)
          conn.close();
      }catch(SQLException se){
        se.printStackTrace();
      }//end finally try
    }
    System.out.println("Goodbye!");
  }//end main
}

编译运行如下：

$ javac JDBCExample.java
$ java -cp /Users/cig01/test/db-derby-10.8.2.2-bin/lib/derbyclient.jar:. JDBCExample
Connecting to a selected database.
Connected database successfully.
Inserted two records into the table.
Goodbye!

程序成功执行后，检测数据库，确实插入了两条记录。

ij> select * from firsttable;
ID         |NAME
------------------------
50         |HAHA
60         |HOHO

参考：http://www.tutorialspoint.com/jdbc/index.htm