SQLite教程（一）：SQLite數(shù)據(jù)庫介紹

一、簡介：

    SQLite是目前最流行的開源嵌入式數(shù)據(jù)庫，和很多其他嵌入式存儲引擎相比(NoSQL)，如BerkeleyDB、MemBASE等，SQLite可以很好的支持關(guān)系型數(shù)據(jù)庫所具備的一些基本特征，如標(biāo)準(zhǔn)SQL語法、事務(wù)、數(shù)據(jù)表和索引等。事實(shí)上，盡管SQLite擁有諸多關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的基本特征，然而由于應(yīng)用場景的不同，它們之間并沒有更多的可比性。下面我們將列舉一下SQLite的主要特征：

    1). 管理簡單，甚至可以認(rèn)為無需管理。
    2). 操作方便，SQLite生成的數(shù)據(jù)庫文件可以在各個平臺無縫移植。
    3). 可以非常方便的以多種形式嵌入到其他應(yīng)用程序中，如靜態(tài)庫、動態(tài)庫等。
    4). 易于維護(hù)。

    綜上所述，SQLite的主要優(yōu)勢在于靈巧、快速和可靠性高。SQLite的設(shè)計(jì)者們?yōu)榱诉_(dá)到這一目標(biāo)，在功能上作出了很多關(guān)鍵性的取舍，與此同時，也失去了一些對RDBMS關(guān)鍵性功能的支持，如高并發(fā)、細(xì)粒度訪問控制(如行級鎖)、豐富的內(nèi)置函數(shù)、存儲過程和復(fù)雜的SQL語句等。正是因?yàn)檫@些功能的犧牲才換來了簡單，而簡單又換來了高效性和高可靠性。
   
二、SQLite的主要優(yōu)點(diǎn)：

    1. 一致性的文件格式：

    在SQLite的官方文檔中是這樣解釋的，我們不要將SQLite與Oracle或PostgreSQL去比較，而是應(yīng)該將它看做fopen和fwrite。與我們自定義格式的數(shù)據(jù)文件相比，SQLite不僅提供了很好的移植性，如大端小端、32/64位等平臺相關(guān)問題，而且還提供了數(shù)據(jù)訪問的高效性，如基于某些信息建立索引，從而提高訪問或排序該類數(shù)據(jù)的性能，SQLite提供的事務(wù)功能，也是在操作普通文件時無法有效保證的。
   
    2. 在嵌入式或移動設(shè)備上的應(yīng)用：

    由于SQLite在運(yùn)行時占用的資源較少，而且無需任何管理開銷，因此對于PDA、智能手機(jī)等移動設(shè)備來說，SQLite的優(yōu)勢毋庸置疑。
   
    3. 內(nèi)部數(shù)據(jù)庫：

    在有些應(yīng)用場景中，我們需要為插入到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)過濾或數(shù)據(jù)清理，以保證最終插入到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的數(shù)據(jù)有效性。有的時候，數(shù)據(jù)是否有效，不能通過單一一條記錄來進(jìn)行判斷，而是需要和之前一小段時間的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行特殊的計(jì)算，再通過計(jì)算的結(jié)果判斷當(dāng)前的數(shù)據(jù)是否合法。在這種應(yīng)用中，我們可以用SQLite緩沖這部分歷史數(shù)據(jù)。還有一種簡單的場景也適用于SQLite，即統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的預(yù)計(jì)算。比如我們正在運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時采集的服務(wù)程序，我們可能需要將每10秒的數(shù)據(jù)匯總后，形成每小時的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，該統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以極大的減少用戶查詢時的數(shù)據(jù)量，從而大幅提高前端程序的查詢效率。在這種應(yīng)用中，我們可以將1小時內(nèi)的采集數(shù)據(jù)均緩存在SQLite中，在達(dá)到整點(diǎn)時，計(jì)算緩存數(shù)據(jù)后清空該數(shù)據(jù)。
   
    4. 數(shù)據(jù)分析：

    可以充分利用SQLite提供SQL特征，完成簡單的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的功能。這一點(diǎn)是CSV文件無法比擬的。
   
    5. 產(chǎn)品Demo和測試：

    在需要給客戶進(jìn)行Demo時，可以使用SQLite作為我們的后臺數(shù)據(jù)庫，和其他關(guān)系型數(shù)據(jù)庫相比，使用SQLite減少了大量的系統(tǒng)部署時間。對于產(chǎn)品的功能性測試而言，SQLite也可以起到相同的作用。
       
三、和RDBMS相比SQLite的一些劣勢：

    1. C/S應(yīng)用：

    如果你有多個客戶端需要同時訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，特別是他們之間的數(shù)據(jù)操作是需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸來完成的。在這種情況下，不應(yīng)該選擇SQLite。由于SQLite的數(shù)據(jù)管理機(jī)制更多的依賴于OS的文件系統(tǒng)，因此在這種操作下其效率較低。
   
    2. 數(shù)據(jù)量較大：

    受限于操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)，在處理大數(shù)據(jù)量時，其效率較低。對于超大數(shù)據(jù)量的存儲，甚至不能提供支持。
   
    3. 高并發(fā)：

    由于SQLite僅僅提供了粒度很粗的數(shù)據(jù)鎖，如讀寫鎖，因此在每次加鎖操作中都會有大量的數(shù)據(jù)被鎖住，即使僅有極小部分的數(shù)據(jù)會被訪問。換句話說，我們可以認(rèn)為SQLite只是提供了表級鎖，沒有提供行級鎖。在這種同步機(jī)制下，并發(fā)性能很難高效。
   
四、個性化特征：

    1. 零配置：

    SQLite本身并不需要任何初始化配置文件，也沒有安裝和卸載的過程。當(dāng)然也不存在服務(wù)器實(shí)例的啟動和停止。在使用的過程中，也無需創(chuàng)建用戶和劃分權(quán)限。在系統(tǒng)出現(xiàn)災(zāi)難時，如電源問題、主機(jī)問題等，對于SQLite而言，不需要做任何操作。
   
    2. 沒有獨(dú)立的服務(wù)器：

    和其他關(guān)系型數(shù)據(jù)庫不同的是，SQLite沒有單獨(dú)的服務(wù)器進(jìn)程，以供客戶端程序訪問并提供相關(guān)的服務(wù)。SQLite作為一種嵌入式數(shù)據(jù)庫，其運(yùn)行環(huán)境與主程序位于同一進(jìn)程空間，因此它們之間的通信完全是進(jìn)程內(nèi)通信，而相比于進(jìn)程間通信，其效率更高。然而需要特別指出的是，該種結(jié)構(gòu)在實(shí)際運(yùn)行時確實(shí)存在保護(hù)性較差的問題，比如此時，應(yīng)用程序出現(xiàn)問題導(dǎo)致進(jìn)程崩潰，由于SQLite與其所依賴的進(jìn)程位于同一進(jìn)程空間，那么此時SQLite也將隨之退出。但是對于獨(dú)立的服務(wù)器進(jìn)程，則不會有此問題，它們將在密閉性更好的環(huán)境下完成它們的工作。
   
    3. 單一磁盤文件：

    SQLite的數(shù)據(jù)庫被存放在文件系統(tǒng)的單一磁盤文件內(nèi)，只要有權(quán)限便可隨意訪問和拷貝，這樣帶來的主要好處是便于攜帶和共享。其他的數(shù)據(jù)庫引擎，基本都會將數(shù)據(jù)庫存放在一個磁盤目錄下，然后由該目錄下的一組文件構(gòu)成該數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)文件。盡管我們可以直接訪問這些文件，但是我們的程序卻無法操作它們，只有數(shù)據(jù)庫實(shí)例進(jìn)程才可以做到。這樣的好處是帶來了更高的安全性和更好的性能，但是也付出了安裝和維護(hù)復(fù)雜的代價。
   
    4. 平臺無關(guān)性：

    這一點(diǎn)在前面已經(jīng)解釋過了。和SQLite相比，很多數(shù)據(jù)庫引擎在備份數(shù)據(jù)時不能通過該方式直接備份，只能通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供的各種dump和restore工具，將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)先導(dǎo)出到本地文件中，之后在load到目標(biāo)數(shù)據(jù)庫中。這種方式存在顯而易見的效率問題，首先需要導(dǎo)出到另外一個文件，如果數(shù)據(jù)量較大，導(dǎo)出的過程將會比較耗時。然而這只是該操作的一小部分，因?yàn)閿?shù)據(jù)導(dǎo)入往往需要更多的時間。數(shù)據(jù)在導(dǎo)入時需要很多的驗(yàn)證過程，在存儲時，也并非簡簡單單的順序存儲，而是需要按照一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法和策略存放在不同的文件位置。因此和直接拷貝數(shù)據(jù)庫文件相比，其性能是非常拙劣的。
   
    5. 弱類型：

    和大多數(shù)支持靜態(tài)類型的數(shù)據(jù)庫不同的是，SQLite中的數(shù)據(jù)類型被視為數(shù)值的一個屬性。因此對于一個數(shù)據(jù)表列而言，即便在聲明該表時給出了該列的類型，我們在插入數(shù)據(jù)時仍然可以插入任意類型，比如Integer的列被存入字符串'hello'。針對該特征唯一的例外是整型的主鍵列，對于此種情況，我們只能在該列中存儲整型數(shù)據(jù)。
   
    6. SQL語句編譯成虛擬機(jī)代碼：

    很多數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品會將SQL語句解析成復(fù)雜的，相互嵌套的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，之后再交予執(zhí)行器遍歷該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完成指定的操作。相比于此，SQLite會將SQL語句先編譯成字節(jié)碼，之后再交由其自帶的虛擬機(jī)去執(zhí)行。該方式提供了更好的性能和更出色的調(diào)試能力。