寫在前面:謝謝各位的關(guān)注,沒想到會有這么多人關(guān)注。高興的同時，也感到壓力，因?yàn)槲医佑|SQLite也就幾天，也沒在實(shí)際開發(fā)中用過，只是最近項目的需求才來研究它，所以我很擔(dān)心自己的文章是否會有錯誤，誤導(dǎo)別人。但是我很想把自己的學(xué)習(xí)成果與大家分享，所以如果大家覺得我有不對的地方，望不吝賜教。 我原打算直接從VDBE入手的，因?yàn)樗鹬猩蠁⑾碌淖饔茫钦麄€SQLite的核心，并分析源碼，但考慮到這是一個系列的文章，我希望能把問題說全，所以還是從基本概念入手，對于初學(xué)者，如果沒有這些概念，是很繼續(xù)下去的。好了，下面開始第二章，由于這一章內(nèi)容很多，我將分兩部分討論，下面開始第一部分。
1、API
由兩部分組成: 核心API(core API) 和擴(kuò)展API（extension API）
核心API的函數(shù)實(shí)現(xiàn)基本的數(shù)據(jù)庫操作：連接數(shù)據(jù)庫，處理SQL，遍歷結(jié)果集。它也包括一些實(shí)用函數(shù)，比如字符串轉(zhuǎn)換，操作控制，調(diào)試和錯誤處理。
擴(kuò)展API通過創(chuàng)建你自定義的SQL函數(shù)去擴(kuò)展SQLite。
1.1、SQLite Version 3的一些新特點(diǎn)：
(1)SQLite的API全部重新設(shè)計，由第二版的15個函數(shù)增加到88個函數(shù)。這些函數(shù)包括支持UTF-8和UTF-16編碼的功能函數(shù)。
(2)改進(jìn)并發(fā)性能。加鎖子系統(tǒng)引進(jìn)一種鎖升級模型(lock escalation model)，解決了第二版的寫進(jìn)程餓死的問題(該問題是任何一個DBMS必須面對的問題)。這種模型保證寫進(jìn)程按照先來先服務(wù)的算法得到排斥鎖(Exclusive Lock)。甚至，寫進(jìn)程通過把結(jié)果寫入臨時緩沖區(qū)(Temporary Buffer)，可以在得到排斥鎖之前就能開始工作。這對于寫要求較高的應(yīng)用，性能可提高400%（引自參考文獻(xiàn)）。
(3)改進(jìn)的B-樹。對于表采用B+樹，大大提高查詢效率。
(4)SQLite 3最重要的改變是它的存儲模型。由第二版只支持文本模型，擴(kuò)展到支持5種本地數(shù)據(jù)類型。
總之，SQLite Version 3與SQLite Vertion 2有很大的不同，在靈活性，特點(diǎn)和性能方面有很大的改進(jìn)。
1.2、主要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(The Principal Data Structures)
SQLite由很多部分組成－parser,tokenize,virtual machine等等。但是從程序員的角度，最需要知道的是:connection, statements, B-tree和pager。它們之間的關(guān)系如下：
上圖告訴我們在編程需要知道的三個主要方面：API,事務(wù)(Transaction)和鎖(Locks)。從技術(shù)上來說，B-tree和pager不是API的一部分。但是它們卻在事務(wù)和鎖上起著關(guān)鍵作用（稍后將討論）。
1.3、Connections和Statements
Connection和statement是執(zhí)行SQL命令涉及的兩個主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，幾乎所有通過API進(jìn)行的操作都要用到它們。一個連接(Connection)代表在一個獨(dú)立的事務(wù)環(huán)境下的一個連接A (connection represents a single connection to a database as well as a single transaction context)。每一個statement都和一個connection關(guān)聯(lián)，它通常表示一個編譯過的SQL語句，在內(nèi)部，它以VDBE字節(jié)碼表示。Statement包括執(zhí)行一個命令所需要一切，包括保存VDBE程序執(zhí)行狀態(tài)所需的資源，指向硬盤記錄的B-樹游標(biāo)，以及參數(shù)等等。
1.4、B-tree和pager
一個connection可以有多個database對象---一個主要的數(shù)據(jù)庫以及附加的數(shù)據(jù)庫，每一個數(shù)據(jù)庫對象有一個B-tree對象，一個B-tree有一個pager對象(這里的對象不是面向?qū)ο蟮?#8220;對象”，只是為了說清楚問題)。
Statement最終都是通過connection的B-tree和pager從數(shù)據(jù)庫讀或者寫數(shù)據(jù)，通過B-tree的游標(biāo)(cursor)遍歷存儲在頁面(page)中的記錄。游標(biāo)在訪問頁面之前要把數(shù)所從disk加載到內(nèi)存，而這就是pager的任務(wù)。任何時候，如果B-tree需要頁面，它都會請求pager從disk讀取數(shù)據(jù)，然后把頁面(page)加載到頁面緩沖區(qū)(page cache)，之后，B-tree和與之關(guān)聯(lián)的游標(biāo)就可以訪問位于page中的記錄了。
如果cursor改變了page，為了防止事務(wù)回滾，pager必須采取特殊的方式保存原來的page?？偟膩碚f，pager負(fù)責(zé)讀寫數(shù)據(jù)庫，管理內(nèi)存緩存和頁面（page），以及管理事務(wù)，鎖和崩潰恢復(fù)(這些在事務(wù)一節(jié)會詳細(xì)介紹)。
總之，關(guān)于connection和transaction，你必須知道兩件事：
(1)對數(shù)據(jù)庫的任何操作，一個連接存在于一個事務(wù)下。
(2)一個連接決不會同時存在多個事務(wù)下。
whenever a connection does anything with a database, it always operates under exactly one
transaction, no more, no less.
1.5、核心API
核心API 主要與執(zhí)行SQL命令有關(guān)，本質(zhì)上有兩種方法執(zhí)行SQL語句：prepared query 和wrapped query。Prepared query由三個階段構(gòu)成：preparation，execution和finalization。其實(shí)wrapped query只是對prepared query的三個過程包裝而已，最終也會轉(zhuǎn)化為prepared query的執(zhí)行。
1.5.1、連接的生命周期(The Connection Lifecycle)
和大多數(shù)據(jù)庫連接相同，由三個過程構(gòu)成：
（1）連接數(shù)據(jù)庫(Connect to the database)：
每一個SQLite數(shù)據(jù)庫都存儲在單獨(dú)的操作系統(tǒng)文件中，連接，打開數(shù)據(jù)庫的C API為：sqlite3_open()，它的實(shí)現(xiàn)位于main.c文件中，如下：
int sqlite3_open(const char *zFilename, sqlite3 **ppDb)
{
return openDatabase(zFilename, ppDb, SQLITE_OPEN_READWRITE | SQLITE_OPEN_CREATE, 0);
}
當(dāng)連接一個在磁盤上的數(shù)據(jù)庫，如果數(shù)據(jù)庫文件存在，SQLite打開一個文件；如果不存在，SQLite會假定你想創(chuàng)建一個新的數(shù)據(jù)庫。在這種情況下，SQLite不會立即在磁盤上創(chuàng)建一個文件，只有當(dāng)你向數(shù)據(jù)庫寫入數(shù)據(jù)時才會創(chuàng)建文件，比如：創(chuàng)建表、視圖或者其它數(shù)據(jù)庫對象。如果你打開一個數(shù)據(jù)，不做任何事，然后關(guān)閉它，SQLite會創(chuàng)建一個文件，只是一個空文件而已。
另外一個不立即創(chuàng)建一個新文件的原因是，一些數(shù)據(jù)庫的參數(shù)，比如：編碼，頁面大小等，只在在數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建前設(shè)置。默認(rèn)情況下，頁面大小為1024字節(jié)，但是你可以選擇512-32768字節(jié)之間為 2冪數(shù)的數(shù)字。有些時候，較大的頁面能更有效的處理大量的數(shù)據(jù)。
（2）執(zhí)行事務(wù)(Perform transactions)：
all commands are executed within transactions。默認(rèn)情況下，事務(wù)自動提交，也就是每一個SQL語句都在一個獨(dú)立的事務(wù)下運(yùn)行。當(dāng)然也可以通過使用BEGIN..COMMIT手動提交事務(wù)。
?。?）斷開連接(Disconnect from the database)：
主要是關(guān)閉數(shù)據(jù)庫的文件。
1.5.2、執(zhí)行Prepared Query
前面提到，預(yù)處理查詢(Prepared Query)是SQLite執(zhí)行所有SQL命令的方式，包括以下三個過程：
(1)Prepared Query：
分析器（parser），分詞器(tokenizer)和代碼生成器(code generator)把SQL Statement編譯成VDBE字節(jié)碼，編譯器會創(chuàng)建一個statement句柄(sqlite3_stmt)，它包括字節(jié)碼以及其它執(zhí)行命令和遍歷結(jié)果集的所有資源。
相應(yīng)的C API為sqlite3_prepare()，位于prepare.c文件中，如下：
int sqlite3_prepare(
sqlite3 *db,
const char *zSql,
int nBytes,
sqlite3_stmt **ppStmt,
const char **pzTail
){
int rc;
rc = sqlite3LockAndPrepare(db,zSql,nBytes,0,ppStmt,pzTail);
assert( rc==SQLITE_OK || ppStmt==0 || *ppStmt==0 );
return rc;
}
(2)Execution：
虛擬機(jī)執(zhí)行字節(jié)碼，執(zhí)行過程是一個步進(jìn)(stepwise)的過程，每一步(step)由sqlite3_step()啟動，并由VDBE執(zhí)行一段字節(jié)碼。由sqlite3_prepare編譯字節(jié)代碼，并由sqlite3_step()啟動虛擬機(jī)執(zhí)行。在遍歷結(jié)果集的過程中，它返回SQLITE_ROW，當(dāng)?shù)竭_(dá)結(jié)果末尾時，返回SQLITE_DONE。
(3)Finalization：
VDBE關(guān)閉statement，釋放資源。相應(yīng)的C API為sqlite3_finalize()。
通過下圖可以更容易理解該過程：
最后以一個具體的例子結(jié)束本節(jié)，下節(jié)討論事務(wù)。
#include
#include
#include"sqlite3.h"
#include
intmain(intargc,char**argv)
{
int rc,i,ncols;
sqlite3 *db;
sqlite3_stmt *stmt;
char *sql;
const char*tail;
//打開數(shù)據(jù)
rc=sqlite3_open("foods.db",&db);
if(rc){
fprintf(stderr,"Can'topendatabase:%sn",sqlite3_errmsg(db));
sqlite3_close(db);
exit(1);
}
sql="select * from episodes";
//預(yù)處理
rc=sqlite3_prepare(db,sql,(int)strlen(sql),&stmt,&tail);
if(rc!=SQLITE_OK){
fprintf(stderr,"SQLerror:%sn",sqlite3_errmsg(db));
}
rc=sqlite3_step(stmt);
ncols=sqlite3_column_count(stmt);
while(rc==SQLITE_ROW){
for(i=0;i<>
fprintf(stderr,"'%s'",sqlite3_column_text(stmt,i));
}
fprintf(stderr,"n");
rc=sqlite3_step(stmt);
}
//釋放statement
sqlite3_finalize(stmt);
//關(guān)閉數(shù)據(jù)庫
sqlite3_close(db);
return0;
}
