SQLite这么娇小可爱,不多了解点都不行啊
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Lite.png

在我眼里,MySQL和Oracle是这样的

MySQL
MySQL.png

Oracle
Oracle.png

而SQLite在是这样的

SQLite
SQLite.png

所以这么萌的数据库,我真的应该多了解她的。

简介

SQLite,是一款轻型的数据库,是遵守ACID的关系型数据库管理系统。它的设计目标是嵌入式的,目前Android和iOS的设备内置的都是SQLite数据库。SQLite虽然娇小,但也支持事务和多数的SQL92标准。

主要特点

Zero-Configuration 无需安装和管理配置。

Serverless 无需服务器支持。

Single Database File 数据文件存储在一个单一的磁盘文件。

Stable Cross-Platform Database File 数据库文件格式跨平台,无论是大小端,或者是32bit或64bit机器都没有关系

Compact 完整特性的SQLite编译出来在500KiB左右,裁剪特性甚至可以得到低于300KiB的库(当前版本3.8.11.1)。

Manifest typing 可以声明数据库字段类型,但是字段存储的类型实际的存储类型和实际值相关,单独的一个字段可能包含不同存储类的值。

Variable-length records 可变长度记录,例如你存储一个字符到VARCHAR(100) 的列,实际需要的存储空间一个字符加一个字节的存储空间。

SQL statements compile into virtual machine code SQL语句会被编译成虚拟机代码,这种虚拟机代码直白可读,便于调试。

Public domain 完全开源。

SQL language extensions

主要缺点

SQLite 只提供数据库级的锁定,所以不支持高并发。

不支持存储过程。

SQLite 没有用户帐户概念,而是根据文件系统确定所有数据库的权限。这会使强制执行存储配额发生困难,强制执行用户许可变得不可能。

如果只在移动设备使用SQLite,那么他的优点足够好,并且缺点不明显,所以大叔MySQL走开。SQLite妹妹快过来╭(╯3╰)╮。

事务与锁( < 3.7.0)

SQLite的事务和锁是很重要的概念。

SQLite有5个不同的锁状态

UNLOCKED(未加锁)

SHARED(共享)

RESERVED(保留)

PENDING(未决)

EXCLUSIVE(排它)

SQLite有一个加锁表,记录数据库连接的锁状态。每个数据库连接在同一时刻只能处于其中一个锁状态。每种状态(UNLOCKED)都有一种锁与之对应。

数据库连接最初处于UNLOCKED状态,在此状态下,连接还没有存取数据库。当连接到了一个数据库,甚至已经用BEGIN开始了一个事务时,连接 都还处于UNLOCKED状态。为了能够从数据库中读取数据,连接必须必须进入SHARED状态,也就是说首先要获得一个SHARED锁。多个连接可以同 时获得并保持共享锁,也就是说多个连接可以同时从同一个数据库中读数据,SQLite是支持并发读取数据的。

一个连接想要写数据库,它必须首先获得一个RESERVED锁。一个数据库上同时只能有一个RESERVED锁,保留锁可以与共享锁共 存,RESERVED锁即不阻止其它拥有SHARED锁的连接继续读数据库,也不阻止其它连接获得新的SHARED锁。 一旦一个连接获得了RESERVED锁,它就可以将数据写入缓冲区,而不是实际地写到磁盘。 当连接想要提交修改(或事务)时,需要获得PENDING锁,之后连接就不能再获得新的SHARED锁了,但已经拥有SHARED锁的连接仍然可以继续正 常读数据库。当所有其它SHARED锁都被释放时,拥有PENDING锁的连接就可以将其锁提升至EXCLUSIVE锁,此时就可以将以前对缓冲区所做的 修改写到数据库文件。所以SQLite是不支持并发写的。

事务

SQLite有三种不同的事务

DEFERRED(推迟)

MMEDIATE(立即)

EXCLUSIVE(排它)

事务类型在BEGIN命令中指定:

begin.png

DEFERRED

一个DEFERRED事务不获取任何锁(直到它需要锁的时候),BEGIN语句本身也不会做什么事情——它开始于UNLOCK状态。默认情况下就是 这样的,如果仅仅用BEGIN开始一个事务,那么事务就是DEFERRED的,同时它不会获取任何锁;当对数据库进行第一次读操作时,它会获取 SHARED锁;同样,当进行第一次写操作时,它会获取RESERVED锁。

MMEDIATE

由BEGIN开始的IMMEDIATE事务会尝试获取RESERVED锁。如果成功,BEGIN IMMEDIATE保证没有别的连接可以写数据库。但是,别的连接可以对数据库进行读操作;但是,RESERVED锁会阻止其它连接的BEGIN IMMEDIATE或者BEGIN EXCLUSIVE命令,当其它连接执行上述命令时,会返回SQLITE_BUSY错误。这时你就可以对数据库进行修改操作了,但是你还不能提交,当你 COMMIT时,会返回SQLITE_BUSY错误,这意味着还有其它的读事务没有完成,得等它们执行完后才能提交事务。

EXCLUSIVE

EXCLUSIVE事务会试着获取对数据库的EXCLUSIVE锁。这与IMMEDIATE类似,但是一旦成功,EXCLUSIVE事务保证没有其它的连接,所以就可对数据库进行读写操作了。

死锁

如果两个以BEGIN DEFERRED开始事务的连接都处于SHARED状态,并且都在等待对方结束SHARED从而进入RESERVED的话,就会进入死锁状态。所以BEGIN DEFERRED开始的事务是有可能产生死锁的.

Write-Ahead Logging ( >=3.7.0 )
SQLite 3.7.0之前是不支持写的时候读得。为了能够读得时候写,引入了Write-Ahead Logging(WAL)机制,这样可以支持一个写和多个读并发。

在引入WAL机制之前,SQLite使用rollback journal机制实现原子事务。

rollback.png

rollback journal机制的原理是:在修改数据库文件中的数据之前,先将修改所在分页中的数据备份在另外一个地方,然后才将修改写入到数据库文件中;如果事务失败,则将备份数据拷贝回来,撤销修改;如果事务成功,则删除备份数据,提交修改。

WAL机制的原理是:修改并不直接写入到数据库文件中,而是写入到另外一个称为WAL的文件中;如果事务失败,WAL中的记录会被忽略,撤销修改;如果事务成功,它将在随后的某个时间被写回到数据库文件中,提交修改。

同步WAL文件和数据库文件的行为被称为checkpoint(检查点),它由SQLite自动执行,默认是在WAL文件积累到1000页修改的时 候;当然,在适当的时候,也可以手动执行checkpoint,SQLite提供了相关的接口。执行checkpoint之后,WAL文件会被清空。

在读的时候,SQLite将在WAL文件中搜索,找到最后一个写入点,记住它,并忽略在此之后的写入点(这保证了读写和读读可以并行执行);随后,它确定所要读的数据所在页是否在WAL文件中,如果在,则读WAL文件中的数据,如果不在,则直接读数据库文件中的数据。

在写的时候,SQLite将之写入到WAL文件中即可,但是必须保证独占写入,因此写写之间不能并行执行。

WAL在实现的过程中,使用了共享内存技术,因此,所有的读写进程必须在同一个机器上,否则,无法保证数据一致性。

优点

缺点

3.7.0之前的SQLite无法识别启用了WAL机制的数据库文件。

WAL引入的兼容性问题。在启用了WAL之后,数据库文件格式的版本号由1升级到了2,因此,3.7.0之前的SQLite无法识别启用了WAL机制的数据库文件。禁用WAL会使数据库文件格式的版本号恢复到1,从而可以被SQLite 3.7.0之前的版本识别。

WAL引入的性能问题。在一般情况下,WAL会提高SQLite的事务性能;但是在某些极端情况下,却会导致SQLite事务性能的下降。

在事务执行时间较长或者要修改的数据量达到GB级的时候,WAL文件会被占用,它会暂时阻止checkpoint的执行(checkpoint会清空WAL文件),这将导致WAL文件变得很大,增加寻址时间,最终导致读写性能的下降。

当checkpoint执行的时候,会降低当时的读写性能,因此,WAL可能会导致周期性的性能下降

END

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