在 Java 开发中，数据库的选择直接影响应用的性能、扩展性和维护性。以下是 关系型数据库、NoSQL 数据库、内存数据库 及 分布式数据库 的全面解析，涵盖特点、适用场景与 Java 集成方式。
一、关系型数据库（RDBMS）
1. MySQL
特点：
开源、轻量、易部署，社区活跃。支持事务（InnoDB 引擎）、主从复制、分区表。默认隔离级别：可重复读（Repeatable Read）。
适用场景：
Web 应用、中小型业务系统（如电商、CMS）。需要 ACID 事务支持的场景。
Java 集成：
JDBC 连接示例：String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydb?useSSL=false&serverTimezone=UTC";
Connection conn = DriverManager.getConnection(url, "user", "password");
ORM 框架：MyBatis、Hibernate（JPA 实现）。
2. PostgreSQL
特点：
开源、支持高级 SQL 特性（如窗口函数、JSON 类型）。支持复杂查询、空间数据（PostGIS 扩展）。默认隔离级别：读已提交（Read Committed）。
适用场景：
复杂数据分析、地理信息系统（GIS）。需要高并发写入和复杂查询的场景。
Java 集成：
JDBC 驱动：org.postgresql.Driver。Spring Data JPA 配置：spring:
datasource:
url: jdbc:postgresql://localhost:5432/mydb
driver-class-name: org.postgresql.Driver
3. Oracle
特点：
商业数据库，功能强大（如分区、RAC 集群）。支持高级优化工具（如执行计划分析）。默认隔离级别：读已提交（Read Committed）。
适用场景：
大型企业级系统（如金融、电信）。需要高可用性和复杂事务管理的场景。
Java 集成：
JDBC 驱动：oracle.jdbc.OracleDriver。连接池配置（如 HikariCP）：HikariConfig config = new HikariConfig();
config.setJdbcUrl("jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:ORCL");
config.setDriverClassName("oracle.jdbc.OracleDriver");
二、NoSQL 数据库
1. MongoDB
特点：
文档型数据库，存储 JSON 格式数据（BSON）。支持动态模式、水平扩展（分片集群）。弱事务支持（4.0+ 版本支持多文档事务）。
适用场景：
日志存储、实时分析、内容管理系统（CMS）。数据结构灵活变化的场景。
Java 集成：
Spring Data MongoDB 示例：@Document(collection = "users")
public class User {
@Id
private String id;
private String name;
}
// Repository 接口
public interface UserRepository extends MongoRepository
2. Redis
特点：
内存键值数据库，支持数据持久化。提供丰富数据结构（String、Hash、List、Set）。单线程模型，高并发读写性能优异。
适用场景：
缓存、分布式锁、会话管理、排行榜。高频读写的临时数据存储。
Java 集成：
Jedis 客户端：Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);
jedis.set("key", "value");
String value = jedis.get("key");
Spring Data Redis：spring:
redis:
host: localhost
port: 6379
三、内存数据库
H2
特点：
嵌入式数据库，轻量级（仅需一个 JAR 文件）。支持内存模式和磁盘持久化。兼容 MySQL、PostgreSQL 语法。
适用场景：
单元测试、本地开发环境。快速原型验证。
Java 集成：
Spring Boot 配置：spring:
datasource:
url: jdbc:h2:mem:testdb
driver-class-name: org.h2.Driver
四、分布式数据库
TiDB
特点：
开源分布式 NewSQL 数据库，兼容 MySQL 协议。支持水平扩展、强一致性与高可用性（基于 Raft 协议）。
适用场景：
海量数据高并发场景（如电商、物联网）。需要弹性扩容的 OLTP 系统。
Java 集成：
与 MySQL 驱动完全兼容：String url = "jdbc:mysql://tidb-cluster:4000/mydb";
Connection conn = DriverManager.getConnection(url, "user", "password");
五、数据库选型对比
数据库类型优势劣势MySQL关系型生态成熟，事务支持完善单机性能瓶颈MongoDB文档型 NoSQL灵活扩展，适合非结构化数据复杂事务支持较弱Redis键值型 NoSQL超高性能，支持丰富数据结构数据规模受内存限制TiDB分布式 NewSQL无限水平扩展，强一致性运维复杂度较高
六、Java 数据库开发最佳实践
使用连接池：
HikariCP、Druid 等连接池管理数据库连接，避免频繁创建/销毁连接。
ORM 框架优化：
避免 N+1 查询（如 Hibernate 的 @BatchSize 或 JOIN FETCH）。
事务管理：
使用 @Transactional 注解（Spring）声明事务边界。
分库分表：
数据量巨大时，采用 ShardingSphere 或 MyCat 实现分片。
七、总结
关系型数据库：适合强事务、复杂查询场景（如 MySQL、PostgreSQL）。NoSQL 数据库：适合高并发、灵活数据模型场景（如 MongoDB、Redis）。分布式数据库：适合海量数据与高可用需求（如 TiDB）。
根据业务需求（数据规模、一致性要求、扩展性）选择合适的数据库，并结合 Java 生态工具（Spring Data、MyBatis）高效开发。