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SQLite的数据库权限只依赖于文件系统,没有用户帐户的概念。
SQLite有数据库级锁定,没有网络服务器。
它需要的内存,其它开销很小,适合用于嵌入式设备。
你需要做的仅仅是把它正确的编译到你的程序。
2、架构(architecture)
SQLite采用了模块的设计,它由三个子系统,包括8个独立的模块构成。
2.1、接口(Interface)
接口由SQLiteCAPI组成,也就是说不管是程序、脚本语言还是库文件,最终都是通过它与SQLite交互的(我们通常用得较多的ODBC/JDBC最后也会转化为相应CAPI的调用)。
2.2、编译器(Compiler)
在编译器中,分词器(Tokenizer)和分析器(Parser)对SQL进行语法检查,然后把它转化为底层能更方便处理的分层的数据结构---语法树,然后把语法树传给代码生成器(codegenerator)进行处理。
而代码生成器根据它生成一种针对SQLite的汇编代码,最后由虚拟机(VirtualMachine)执行。
2.3、虚拟机(VirtualMachine)
架构中最核心的部分是虚拟机,或者叫做虚拟数据库引擎(VirtualDatabaseEngine,VDBE)。
它和Java虚拟机相似,解释执行字节代码。
VDBE的字节代码由128个操作码(opcodes)构成,它们主要集中在数据库操作。
它的每一条指令都用来完成特定的数据库操作(比如打开一个表的游标)或者为这些操作栈空间的准备(比如压入参数)。
总之,所有的这些指令都是为了满足SQL命令的要求(关于VM,后面会做详细介绍)。
2.4、后端(Back-End)
后端由B-树(B-tree),页缓存(pagecache,pager)和操作系统接口(即系统调用)构成。
B-tree和pagecache共同对数据进行管理。
B-tree的主要功能就是索引,它维护着各个页面之间的复杂的关系,便于快速找到所需数据。
而pager的主要作用就是通过OS接口在B-tree和Disk之间传递页面。
3、SQLite的特点(SQLite’sFeaturesandPhilosophy)
3.1、零配置(ZeroConfiguration)
3.2、可移植(Portability):
它是运行在Windows,Linux,BSD,MacOSX和一些商用Unix系统,比如Sun的Solaris,IBM的AIX,同样,它也可以工作在许多嵌入式操作系统下,比如QNX,VxWorks,PalmOS,Symbin和WindowsCE。
3.3、Compactness:
SQLite是被设计成轻量级,自包含的。
oneheaderfile,onelibrary,andyou’rerelational,noexternaldatabaseserverrequired
3.4、简单(Simplicity)
3.5、灵活(Flexibility)
3.6、可靠(Reliability):
SQLite的核心大约有3万行标准C代码,这些代码都是模块化的,很容易阅读。
主要参考:
TheDefinitiveGuidetoSQLite
第二节设计与概念
1、API
由两部分组成:
核心API(coreAPI)和扩展API(extensionAPI)
核心API的函数实现基本的数据库操作:
连接数据库,处理SQL,遍历结果集。
它也包括一些实用函数,比如字符串转换,操作控制,调试和错误处理。
扩展API通过创建你自定义的SQL函数去扩展SQLite。
1.1、SQLiteVersion3的一些新特点:
(1)SQLite的API全部重新设计,由第二版的15个函数增加到88个函数。
这些函数包括支持UTF-8和UTF-16编码的功能函数。
(2)改进并发性能。
加锁子系统引进一种锁升级模型(lockescalationmodel),解决了第二版的写进程饿死的问题(该问题是任何一个DBMS必须面对的问题)。
这种模型保证写进程按照先来先服务的算法得到排斥锁(ExclusiveLock)。
甚至,写进程通过把结果写入临时缓冲区(TemporaryBuffer),可以在得到排斥锁之前就能开始工作。
这对于写要求较高的应用,性能可提高400%(引自参考文献)。
(3)改进的B-树。
对于表采用B+树,大大提高查询效率。
(4)SQLite3最重要的改变是它的存储模型。
由第二版只支持文本模型,扩展到支持5种本地数据类型。
总之,SQLiteVersion3与SQLiteVertion2有很大的不同,在灵活性,特点和性能方面有很大的改进。
1.2、主要的数据结构(ThePrincipalDataStructures)
SQLite由很多部分组成-parser,tokenize,virtualmachine等等。
但是从程序员的角度,最需要知道的是:
connection,statements,B-tree和pager。
它们之间的关系如下:
上图告诉我们在编程需要知道的三个主要方面:
API,事务(Transaction)和锁(Locks)。
从技术上来说,B-tree和pager不是API的一部分。
但是它们却在事务和锁上起着关键作用(稍后将讨论)。
1.3、Connections和Statements
Connection和statement是执行SQL命令涉及的两个主要数据结构,几乎所有通过API进行的操作都要用到它们。
一个连接(Connection)代表在一个独立的事务环境下的一个连接A(connectionrepresentsasingleconnectiontoadatabaseaswellasasingletransactioncontext)。
每一个statement都和一个connection关联,它通常表示一个编译过的SQL语句,在内部,它以VDBE字节码表示。
Statement包括执行一个命令所需要一切,包括保存VDBE程序执行状态所需的资源,指向硬盘记录的B-树游标,以及参数等等。
1.4、B-tree和pager
一个connection可以有多个database对象---一个主要的数据库以及附加的数据库,每一个数据库对象有一个B-tree对象,一个B-tree有一个pager对象(这里的对象不是面向对象的“对象”,只是为了说清楚问题)。
Statement最终都是通过connection的B-tree和pager从数据库读或者写数据,通过B-tree的游标(cursor)遍历存储在页面(page)中的记录。
游标在访问页面之前要把数所从disk加载到内存,而这就是pager的任务。
任何时候,如果B-tree需要页面,它都会请求pager从disk读取数据,然后把页面(page)加载到页面缓冲区(pagecache),之后,B-tree和与之关联的游标就可以访问位于page中的记录了。
如果cursor改变了page,为了防止事务回滚,pager必须采取特殊的方式保存原来的page。
总的来说,pager负责读写数据库,管理内存缓存和页面(page),以及管理事务,锁和崩溃恢复(这些在事务一节会详细介绍)。
总之,关于connection和transaction,你必须知道两件事:
(1)对数据库的任何操作,一个连接存在于一个事务下。
(2)一个连接决不会同时存在多个事务下。
wheneveraconnectiondoesanythingwithadatabase,italwaysoperatesunderexactlyone
transaction,nomore,noless.
1.5、核心API
核心API主要与执行SQL命令有关,本质上有两种方法执行SQL语句:
preparedquery和wrappedquery。
Preparedquery由三个阶段构成:
preparation,execution和finalization。
其实wrappedquery只是对preparedquery的三个过程包装而已,最终也会转化为preparedquery的执行。
1.5.1、连接的生命周期(TheConnectionLifecycle)
和大多数据库连接相同,由三个过程构成:
(1)连接数据库(Connecttothedatabase):
每一个SQLite数据库都存储在单独的操作系统文件中,连接,打开数据库的CAPI为:
sqlite3_open(),它的实现位于main.c文件中,如下:
intsqlite3_open(constchar*zFilename,sqlite3**ppDb)
{
returnopenDatabase(zFilename,ppDb,SQLITE_OPEN_READWRITE|SQLITE_OPEN_CREATE,0);
}
当连接一个在磁盘上的数据库,如果数据库文件存在,SQLite打开一个文件;
如果不存在,SQLite会假定你想创建一个新的数据库。
在这种情况下,SQLite不会立即在磁盘上创建一个文件,只有当你向数据库写入数据时才会创建文件,比如:
创建表、视图或者其它数据库对象。
如果你打开一个数据,不做任何事,然后关闭它,SQLite会创建一个文件,只是一个空文件而已。
另外一个不立即创建一个新文件的原因是,一些数据库的参数,比如:
编码,页面大小等,只在在数据库创建前设置。
默认情况下,页面大小为1024字节,但是你可以选择512-32768字节之间为2幂数的数字。
有些时候,较大的页面能更有效的处理大量的数据。
(2)执行事务(Performtransactions):
allcommandsareexecutedwithintransactions。
默认情况下,事务自动提交,也就是每一个SQL语句都在一个独立的事务下运行。
当然也可以通过使用BEGIN..COMMIT手动提交事务。
(3)断开连接(Disconnectfromthedatabase):
主要是关闭数据库的文件。
1.5.2、执行PreparedQuery
前面提到,预处理查询(PreparedQuery)是SQLite执行所有SQL命令的方式,包括以下三个过程:
(1)PreparedQuery:
分析器(parser),分词器(to
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