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    asp.net下SQLite(轻量级最佳数据库) 原理分析和开发应用

    作者：admin 时间：2021-09-08 19:02

    概述

    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。

    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。

     

    sqlite1

     

    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)。
    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。
    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)。
    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。

    SQLite的特点(SQLite's Features and Philosophy)
    零配置(Zero Configuration)
    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,Palm OS, Symbin和Windows CE。
    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
    简单(Simplicity)
    灵活(Flexibility)
    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。

     

    事务(Transaction)

    事务的周期(Transaction Lifecycles)
    程序与事务之间有两件事值得注意：
    A、哪些对象在事务下运行——这直接与API有关。
    B、事务的生命周期，即什么时候开始，什么时候结束以及它在什么时候开始影响别的连接（这点对于并发性很重要）——这涉及到SQLite的具体实现。
    一个连接（connection）可以包含多个(statement)，而且每个连接有一个与数据库关联的B-tree和一个pager。Pager在连接中起着很重要的作用，因为它管理事务、锁、内存缓存以及负责崩溃恢复(crash recovery)。当你进行数据库写操作时，记住最重要的一件事：在任何时候，只在一个事务下执行一个连接。这些回答了第一个问题。
    一般来说，一个事务的生命和statement差不多，你也可以手动结束它。默认情况下，事务自动提交，当然你也可以通过BEGIN..COMMIT手动提交。接下来就是锁的问题。

    sqlite02

    关于这个图有以下几点值得注意：
    A、一个事务可以在UNLOCKED，RESERVED或EXCLUSIVE三种状态下开始。默认情况下在UNLOCKED时开始。
    B、白色框中的UNLOCKED, PENDING, SHARED和 RESERVED可以在一个数据库的同一时存在。
    C、从灰色的PENDING开始，事情就变得严格起来，意味着事务想得到排斥锁(EXCLUSIVE)（注意与白色框中的区别）。
    虽然锁有这么多状态，但是从体质上来说，只有两种情况：读事务和写事务。

     

    读者可以从http://www.sqlite.org/下载SQLite 3.3.4的版本
    Cmd 进入命令行


        创建数据库文件:
       >SQLite3 d:\test.db 回车
       就生成了一个test.db在d盘。
       这样同时也SQLite3挂上了这个test.db

       用.help可以看看有什么命令
       >.help 回车即可

       看看有创建了多少表
       >.tables


       看表结构
       >.schema 表名


      看看目前挂的数据库
       >.database


       如果要把查询输出到文件
       >.output 文件名
       > 查询语句；


       把查询结果用屏幕输出
       >.output stdout

       把表结构输出，同时索引也会输出
        > .dump 表名
       退出
       >.exit 或者.quit

     

    从http://sqlite.phxsoftware.com/下载Ado.net驱动。
       下载了安装，在安装目录中存在System.Data.SQLite.dll
        我们只需要拷贝这个文件到引用目录，并添加引用即可对SQLite数据库操作了
       所有的Ado.net对象都是以SQLite开头的，比如SQLiteConnection
       连接串只需要如下方式
       Data Source=d:\test.db 或者DataSource=test.db--应用在和应用程序或者.net能够自动找到的目录
       剩下的就很简单了~~

    SQL语法
       由于以前用SQLServer或者ISeries，所以DDL的语法很汗颜
       创建一个单个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
       ) ;
      创建一个多个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)
       ) ;
      创建索引
       CREATE  INDEX [IX_Account] ON  [Account]([IsCheck], [UserName]);
       还可以视图等等。
     

    SQLite 分页查询

    写法1:

    SELECT * FROM TABLE1 LIMIT  20 OFFSET 20 ;

    写法2:

    SELECT * FROM TABLE1 LIMIT 20 , 20;

    SQLite 文件的压缩
    在多次删除数据、插入数据、更新数据后，数据库体积增大，但实际有效数据量很小，则需要对数据库进行压缩、整理，把已经删除的数据从物理文件中移除。调用一下SQL命令即可：

    VACUUM

    VACUUM的实现

    sqlite3

    数据插入与更新

    使用REPLACE替代INSERT、UPDATE命令。在无满足条件记录，则执行Insert，有满足条件记录，则执行UPDATE。

    复制代码 代码如下:

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

    Insert or Replace Into 和Replace Into 的效果是一样的上面这句话也可以这样写
    复制代码 代码如下:

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

    字符编码转换
    sqlite3的源码中，提供了utf8ToUnicode()、unicodeToUtf8()、mbcsToUnicode()、unicodeToMbcs()、sqlite3_win32_mbcs_to_utf8 ()、utf8ToMbcs ()等8个函数进行字符在不同编码间的转换，但未在sqlite3.def、sqlite3.h文件中列出，即未对外公开。这些函数中，都使用了MultiByteToWideChar()、WideCharToMultiByte()两个函数实现字符间转换。
    开发示例
    复制代码 代码如下:

    using System;
    using System.Data;
    using System.Data.SQLite;
    using System.Collections.Generic;
    using System.IO;
    namespace FileSystemWatcthrDemo.DataHelper
    {
    public class SqLiteHelper
    {
    /// <summary>
    /// ConnectionString样例：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, List<SQLiteParameter> 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, List<SQLiteParameter> 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, List<SQLiteParameter> 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, List<SQLiteParameter> 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, List<SQLiteParameter> 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)
    ) ;";
    }
    }
    }
    }

    示例讲解
    A、使用到自己定义的锁private static object lockObject = new object();
    B、使用完连接后都进行关闭操作。使用了using
    C、创建数据库命令：SQLiteConnection.CreateFile(DataBasePath);
    最后再讲解个Insert or Replace into的经典用法
    复制代码 代码如下:

    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

    jsjbwy
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