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asp.net下SQLite(輕量級最佳數(shù)據(jù)庫) 原理分析和開發(fā)應(yīng)用

概述

SQLite介紹

自幾十年前出現(xiàn)的商業(yè)應(yīng)用程序以來，數(shù)據(jù)庫就成為軟件應(yīng)用程序的主要組成部分。正與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)非常關(guān)鍵一樣，它們也變得非常龐大，并占用了相當(dāng)多的系統(tǒng)資源，增加了管理的復(fù)雜性。隨著軟件應(yīng)用程序逐漸模塊模塊化，一種新型數(shù)據(jù)庫會(huì)比大型復(fù)雜的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)更適應(yīng)。嵌入式數(shù)據(jù)庫直接在應(yīng)用程序進(jìn)程中運(yùn)行，提供了零配置（zero-configuration）運(yùn)行模式，并且資源占用非常少。
SQLite是一個(gè)開源的嵌入式關(guān)系數(shù)據(jù)庫，它在2000年由D. Richard Hipp發(fā)布，它的減少應(yīng)用程序管理數(shù)據(jù)的開銷，SQLite可移植性好，很容易使用，很小，高效而且可靠。
SQLite嵌入到使用它的應(yīng)用程序中，它們共用相同的進(jìn)程空間，而不是單獨(dú)的一個(gè)進(jìn)程。從外部看，它并不像一個(gè)RDBMS，但在進(jìn)程內(nèi)部，它卻是完整的，自包含的數(shù)據(jù)庫引擎。

嵌入式數(shù)據(jù)庫的一大好處就是在你的程序內(nèi)部不需要網(wǎng)絡(luò)配置，也不需要管理。因?yàn)榭蛻舳撕头?wù)器在同一進(jìn)程空間運(yùn)行。SQLite 的數(shù)據(jù)庫權(quán)限只依賴于文件系統(tǒng)，沒有用戶帳戶的概念。SQLite 有數(shù)據(jù)庫級鎖定，沒有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。它需要的內(nèi)存，其它開銷很小，適合用于嵌入式設(shè)備。你需要做的僅僅是把它正確的編譯到你的程序。

架構(gòu)(architecture)

SQLite采用了模塊的設(shè)計(jì)，它由三個(gè)子系統(tǒng)，包括8個(gè)獨(dú)立的模塊構(gòu)成。

sqlite1

接口(Interface)
接口由SQLite C API組成，也就是說不管是程序、腳本語言還是庫文件，最終都是通過它與SQLite交互的(我們通常用得較多的ODBC/JDBC最后也會(huì)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)C API的調(diào)用)。
編譯器(Compiler)
在編譯器中，分詞器（Tokenizer）和分析器(Parser)對SQL進(jìn)行語法檢查，然后把它轉(zhuǎn)化為底層能更方便處理的分層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)---語法樹，然后把語法樹傳給代碼生成器(code generator)進(jìn)行處理。而代碼生成器根據(jù)它生成一種針對SQLite的匯編代碼，最后由虛擬機(jī)(Virtual Machine)執(zhí)行。
虛擬機(jī)(Virtual Machine)
架構(gòu)中最核心的部分是虛擬機(jī)，或者叫做虛擬數(shù)據(jù)庫引擎(Virtual Database Engine,VDBE)。它和Java虛擬機(jī)相似，解釋執(zhí)行字節(jié)代碼。VDBE的字節(jié)代碼由128個(gè)操作碼(opcodes)構(gòu)成，它們主要集中在數(shù)據(jù)庫操作。它的每一條指令都用來完成特定的數(shù)據(jù)庫操作(比如打開一個(gè)表的游標(biāo))或者為這些操作?？臻g的準(zhǔn)備(比如壓入?yún)?shù))。總之，所有的這些指令都是為了滿足SQL命令的要求(關(guān)于VM，后面會(huì)做詳細(xì)介紹)。
后端(Back-End)
后端由B-樹(B-tree)，頁緩存(page cache，pager)和操作系統(tǒng)接口(即系統(tǒng)調(diào)用)構(gòu)成。B-tree和page cache共同對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。B-tree的主要功能就是索引，它維護(hù)著各個(gè)頁面之間的復(fù)雜的關(guān)系，便于快速找到所需數(shù)據(jù)。而pager的主要作用就是通過OS接口在B-tree和Disk之間傳遞頁面。

SQLite的特點(diǎn)(SQLite's Features and Philosophy)
零配置(Zero Configuration)
可移植(Portability)：
它是運(yùn)行在Windows,Linux,BSD,Mac OS X和一些商用Unix系統(tǒng)，比如Sun的Solaris,IBM的AIX，同樣，它也可以工作在許多嵌入式操作系統(tǒng)下，比如QNX,VxWorks,Palm OS, Symbin和Windows CE。
Compactness：
SQLite是被設(shè)計(jì)成輕量級，自包含的。one header file, one library, and you're relational, no external database server required
簡單(Simplicity)
靈活(Flexibility)
可靠(Reliability)：
SQLite的核心大約有3萬行標(biāo)準(zhǔn)C代碼，這些代碼都是模塊化的，很容易閱讀。

事務(wù)(Transaction)

事務(wù)的周期(Transaction Lifecycles)
程序與事務(wù)之間有兩件事值得注意：
A、哪些對象在事務(wù)下運(yùn)行——這直接與API有關(guān)。
B、事務(wù)的生命周期，即什么時(shí)候開始，什么時(shí)候結(jié)束以及它在什么時(shí)候開始影響別的連接（這點(diǎn)對于并發(fā)性很重要）——這涉及到SQLite的具體實(shí)現(xiàn)。
一個(gè)連接（connection）可以包含多個(gè)(statement)，而且每個(gè)連接有一個(gè)與數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)的B-tree和一個(gè)pager。Pager在連接中起著很重要的作用，因?yàn)樗芾硎聞?wù)、鎖、內(nèi)存緩存以及負(fù)責(zé)崩潰恢復(fù)(crash recovery)。當(dāng)你進(jìn)行數(shù)據(jù)庫寫操作時(shí)，記住最重要的一件事：在任何時(shí)候，只在一個(gè)事務(wù)下執(zhí)行一個(gè)連接。這些回答了第一個(gè)問題。
一般來說，一個(gè)事務(wù)的生命和statement差不多，你也可以手動(dòng)結(jié)束它。默認(rèn)情況下，事務(wù)自動(dòng)提交，當(dāng)然你也可以通過BEGIN..COMMIT手動(dòng)提交。接下來就是鎖的問題。

sqlite02

關(guān)于這個(gè)圖有以下幾點(diǎn)值得注意：
A、一個(gè)事務(wù)可以在UNLOCKED，RESERVED或EXCLUSIVE三種狀態(tài)下開始。默認(rèn)情況下在UNLOCKED時(shí)開始。
B、白色框中的UNLOCKED, PENDING, SHARED和 RESERVED可以在一個(gè)數(shù)據(jù)庫的同一時(shí)存在。
C、從灰色的PENDING開始，事情就變得嚴(yán)格起來，意味著事務(wù)想得到排斥鎖(EXCLUSIVE)（注意與白色框中的區(qū)別）。
雖然鎖有這么多狀態(tài)，但是從體質(zhì)上來說，只有兩種情況：讀事務(wù)和寫事務(wù)。

讀者可以從http://www.sqlite.org/下載SQLite 3.3.4的版本
Cmd 進(jìn)入命令行

    創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫文件:
   >SQLite3 d:\test.db 回車
   就生成了一個(gè)test.db在d盤。
   這樣同時(shí)也SQLite3掛上了這個(gè)test.db

用.help可以看看有什么命令
>.help 回車即可

看看有創(chuàng)建了多少表
>.tables

看表結(jié)構(gòu)
>.schema 表名

看看目前掛的數(shù)據(jù)庫
>.database

   如果要把查詢輸出到文件
   >.output 文件名
   > 查詢語句；

把查詢結(jié)果用屏幕輸出
>.output stdout

   把表結(jié)構(gòu)輸出，同時(shí)索引也會(huì)輸出
    > .dump 表名
   退出
   >.exit 或者.quit

從http://sqlite.phxsoftware.com/下載Ado.net驅(qū)動(dòng)。
   下載了安裝，在安裝目錄中存在System.Data.SQLite.dll
    我們只需要拷貝這個(gè)文件到引用目錄，并添加引用即可對SQLite數(shù)據(jù)庫操作了
   所有的Ado.net對象都是以SQLite開頭的，比如SQLiteConnection
   連接串只需要如下方式
   Data Source=d:\test.db 或者DataSource=test.db--應(yīng)用在和應(yīng)用程序或者.net能夠自動(dòng)找到的目錄
   剩下的就很簡單了~~

SQL語法
   由于以前用SQLServer或者ISeries，所以DDL的語法很汗顏
   創(chuàng)建一個(gè)單個(gè)Primary Key的table
   CREATE TABLE [Admin] (
[UserName] [nvarchar] (20)   PRIMARY KEY NOT NULL ,
[Password] [nvarchar] (50)   NOT NULL ,
[Rank] [smallint] NOT NULL ,
[MailServer] [nvarchar] (50)   NOT NULL ,
[MailUser] [nvarchar] (50)   NOT NULL ,
[MailPassword] [nvarchar] (50)   NOT NULL ,
[Mail] [nvarchar] (50)   NOT NULL
   ) ;
創(chuàng)建一個(gè)多個(gè)Primary Key的table
   CREATE TABLE [CodeDetail] (
[CdType] [nvarchar] (10) NOT NULL ,
[CdCode] [nvarchar] (20) NOT NULL ,
[CdString1] [ntext]   NOT NULL ,
[CdString2] [ntext]   NOT NULL ,
[CdString3] [ntext]   NOT NULL,
PRIMARY KEY (CdType,CdCode)
   ) ;
創(chuàng)建索引
   CREATE INDEX [IX_Account] ON [Account]([IsCheck], [UserName]);
   還可以視圖等等。

SQLite 分頁查詢

寫法1:

SELECT * FROM TABLE1 LIMIT 20 OFFSET 20 ;

寫法2:

SELECT * FROM TABLE1 LIMIT 20 , 20;

SQLite 文件的壓縮
在多次刪除數(shù)據(jù)、插入數(shù)據(jù)、更新數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)庫體積增大，但實(shí)際有效數(shù)據(jù)量很小，則需要對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行壓縮、整理，把已經(jīng)刪除的數(shù)據(jù)從物理文件中移除。調(diào)用一下SQL命令即可：

VACUUM

VACUUM的實(shí)現(xiàn)

sqlite3

數(shù)據(jù)插入與更新

使用REPLACE替代INSERT、UPDATE命令。在無滿足條件記錄，則執(zhí)行Insert，有滿足條件記錄，則執(zhí)行UPDATE。

復(fù)制代碼代碼如下:

REPLACE INTO TABLE1(col1, col2, col3) VALUES(val1, val2,val3);

Insert or Replace Into 和Replace Into 的效果是一樣的上面這句話也可以這樣寫

復(fù)制代碼代碼如下:

Insert or Replace INTO TABLE1(col1, col2, col3) VALUES(val1, val2,val3);

字符編碼轉(zhuǎn)換
sqlite3的源碼中，提供了utf8ToUnicode()、unicodeToUtf8()、mbcsToUnicode()、unicodeToMbcs()、sqlite3_win32_mbcs_to_utf8 ()、utf8ToMbcs ()等8個(gè)函數(shù)進(jìn)行字符在不同編碼間的轉(zhuǎn)換，但未在sqlite3.def、sqlite3.h文件中列出，即未對外公開。這些函數(shù)中，都使用了MultiByteToWideChar()、WideCharToMultiByte()兩個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)字符間轉(zhuǎn)換。
開發(fā)示例

復(fù)制代碼代碼如下:

 
using System; 
using System.Data; 
using System.Data.SQLite; 
using System.Collections.Generic; 
using System.IO; 
namespace FileSystemWatcthrDemo.DataHelper 
{ 
public class SqLiteHelper 
{ 
/// summary> 
/// ConnectionString樣例：Datasource=Test.db3;Pooling=true;FailIfMissing=false 
/// /summary> 
public static string ConnectionString 
{ 
get 
{ 
return @"Data source= "+DataBasePath+";"; 
} 
set { throw new NotImplementedException(); } 
} 
public static string DataBasePath 
{ 
get { return "SpringYang.db";}; 
} 
private static object lockObject = new object(); 
private static void PrepareCommand(SQLiteCommand cmd, SQLiteConnection conn, string cmdText, ListSQLiteParameter> parameters) 
{ 
if (conn.State != ConnectionState.Open) 
conn.Open(); 
cmd.Parameters.Clear(); 
cmd.Connection = conn; 
cmd.CommandText = cmdText; 
cmd.CommandType = CommandType.Text; 
cmd.CommandTimeout = 30; 
foreach (var parameter in parameters) 
{ 
cmd.Parameters.Add(parameter); 
} 
} 
public static DataSet ExecuteQuery(string cmdText, ListSQLiteParameter> parameters) 
{ 
lock (lockObject) 
{ 
using (SQLiteConnection conn = new SQLiteConnection(ConnectionString)) 
{ 
using (SQLiteCommand command = new SQLiteCommand()) 
{ 
DataSet ds = new DataSet(); 
PrepareCommand(command, conn, cmdText, parameters); 
SQLiteDataAdapter da = new SQLiteDataAdapter(command); 
da.Fill(ds); 
return ds; 
} 
} 
} 
} 
public static int ExecuteNonQuery(string cmdText, ListSQLiteParameter> parameters) 
{ 
lock (lockObject) 
{ 
using (SQLiteConnection conn = new SQLiteConnection(ConnectionString)) 
{ 
using (SQLiteCommand command = new SQLiteCommand()) 
{ 
PrepareCommand(command, conn, cmdText, parameters); 
return command.ExecuteNonQuery(); 
} 
} 
} 
} 
public static SQLiteDataReader ExecuteReader(string cmdText, ListSQLiteParameter> parameters) 
{ 
lock (lockObject) 
{ 
SQLiteConnection conn = new SQLiteConnection(ConnectionString); 
SQLiteCommand command = new SQLiteCommand(); 
PrepareCommand(command, conn, cmdText, parameters); 
SQLiteDataReader sqLiteDataReader = command.ExecuteReader(); 
return sqLiteDataReader; 
} 
} 
public static object ExecuteScalar(string cmdText, ListSQLiteParameter> parameters) 
{ 
lock (lockObject) 
{ 
using (SQLiteConnection conn = new SQLiteConnection(ConnectionString)) 
{ 
using (SQLiteCommand command = new SQLiteCommand()) 
{ 
PrepareCommand(command, conn, cmdText, parameters); 
return command.ExecuteScalar(); 
} 
} 
} 
} 
public static void CreateDataBase() 
{ 
if (!File.Exists(DataBasePath)) 
SQLiteConnection.CreateFile(DataBasePath); 
CreateTable(); 
} 
public static void CreateTable() 
{ 
ExecuteNonQuery(CodeDetailTabale, null); 
} 
private static string CodeDetailTabale 
{ 
get 
{ 
return @"CREATE TABLE [CodeDetail] ( 
[CdType] [nvarchar] (10) NOT NULL , 
[CdCode] [nvarchar] (20) NOT NULL , 
[CdString1] [ntext] NOT NULL , 
[CdString2] [ntext] NOT NULL , 
[CdString3] [ntext] NOT NULL, 
PRIMARY KEY (CdType,CdCode) 
) ;"; 
} 
} 
} 
} 

示例講解
A、使用到自己定義的鎖private static object lockObject = new object();
B、使用完連接后都進(jìn)行關(guān)閉操作。使用了using
C、創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫命令：SQLiteConnection.CreateFile(DataBasePath);
最后再講解個(gè)Insert or Replace into的經(jīng)典用法

復(fù)制代碼代碼如下:

 
Insert or Replace INTO User(ID, Name,Age) Select old.ID,new.Name,new.Age From 
(select 'Spring Yang' as Name, '25' as Age) as new left join (Select ID,Name from User where Name = 'Spring Yang' ) as old on old.Name = new.Name 

標(biāo)簽：萍鄉(xiāng) 棗莊廣元衡水江蘇衢州大理蚌埠

巨人網(wǎng)絡(luò)通訊聲明：本文標(biāo)題《asp.net下SQLite(輕量級最佳數(shù)據(jù)庫) 原理分析和開發(fā)應(yīng)用》，本文關(guān)鍵詞；如發(fā)現(xiàn)本文內(nèi)容存在版權(quán)問題，煩請?zhí)峁┫嚓P(guān)信息告之我們，我們將及時(shí)溝通與處理。本站內(nèi)容系統(tǒng)采集于網(wǎng)絡(luò)，涉及言論、版權(quán)與本站無關(guān)。