## SQLite入门与分析(一)---简介 写在前面:出于项目的需要,最近打算对SQLite的内核进行一个完整的剖析,在此希望和对SQLite有兴趣的一起交流。我知道,这是一个漫长的过程,就像曾经去读Linux内核一样,这个过程也将是辛苦的,但我相信结果一定是美好的... ...接下来是第一章。 ### 1、SQLite介绍 自几十年前出现的商业应用程序以来,数据库就成为软件应用程序的主要组成部分。正与数据库管理系统非常关键一样,它们也变得非常庞大,并占用了相当多的系统资源,增加了管理的复杂性。随着软件应用程序逐渐模块模块化,一种新型数据库会比大型复杂的传统数据库管理系统更适应。嵌入式数据库直接在应用程序进程中运行,提供了零配置(zero-configuration)运行模式,并且资源占用非常少。 SQLite是一个开源的嵌入式关系数据库,它在2000年由D. Richard Hipp发布,它的减少应用程序管理数据的开销,SQLite可移植性好,很容易使用,很小,高效而且可靠。 SQLite嵌入到使用它的应用程序中,它们共用相同的进程空间,而不是单独的一个进程。从外部看,它并不像一个RDBMS,但在进程内部,它却是完整的,自包含的数据库引擎。 嵌入式数据库的一大好处就是在你的程序内部不需要网络配置,也不需要管理。因为客户端和服务器在同一进程空间运行。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。 ![document/2015-09-15/55f7bff14e224](https://box.kancloud.cn/document_2015-09-15_55f7bff14e224.png) #### 2.1、接口(Interface) 接口由SQLite C API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C API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(code generator)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(Virtual Machine)执行。 ####2.3、虚拟机(Virtual Machine) 架构中最核心的部分是虚拟机,或者叫做虚拟数据库引擎(Virtual Database Engine,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(page cache,pager)和操作系统接口(即系统调用)构成。B-tree和page cache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’s Features and Philosophy) ####3.1、零配置(Zero Configuration) ####3.2、可移植(Portability): 它是运行在Windows,Linux,BSD,Mac OS X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,alm OS, Symbin和Windows CE。 ####3.3、Compactness: SQLite是被设计成轻量级,自包含的。one header file, one library, and you’re relational, no external database server required ####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。