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asp.net下SQLite(輕量級最佳數據庫) 原理分析和開發應用

編輯:ASP.NET基礎

概述

SQLite介紹

自幾十年前出現的商業應用程序以來,數據庫就成為軟件應用程序的主要組成部分。正與數據庫管理系統非常關鍵一樣,它們也變得非常龐大,並占用了相當多的系統資源,增加了管理的復雜性。隨著軟件應用程序逐漸模塊模塊化,一種新型數據庫會比大型復雜的傳統數據庫管理系統更適應。嵌入式數據庫直接在應用程序進程中運行,提供了零配置(zero-configuration)運行模式,並且資源占用非常少。
SQLite是一個開源的嵌入式關系數據庫,它在2000年由D. Richard Hipp發布,它的減少應用程序管理數據的開銷,SQLite可移植性好,很容易使用,很小,高效而且可靠。
SQLite嵌入到使用它的應用程序中,它們共用相同的進程空間,而不是單獨的一個進程。從外部看,它並不像一個RDBMS,但在進程內部,它卻是完整的,自包含的數據庫引擎。

嵌入式數據庫的一大好處就是在你的程序內部不需要網絡配置,也不需要管理。因為客戶端和服務器在同一進程空間運行。SQLite 的數據庫權限只依賴於文件系統,沒有用戶帳戶的概念。SQLite 有數據庫級鎖定,沒有網絡服務器。它需要的內存,其它開銷很小,適合用於嵌入式設備。你需要做的僅僅是把它正確的編譯到你的程序。

架構(architecture)

SQLite采用了模塊的設計,它由三個子系統,包括8個獨立的模塊構成。

 

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最後也會轉化為相應C API的調用)。
編譯器(Compiler)
在編譯器中,分詞器(Tokenizer)和分析器(Parser)對SQL進行語法檢查,然後把它轉化為底層能更方便處理的分層的數據結構---語法樹,然後把語法樹傳給代碼生成器(code generator)進行處理。而代碼生成器根據它生成一種針對SQLite的匯編代碼,最後由虛擬機(Virtual Machine)執行。
虛擬機(Virtual Machine)
架構中最核心的部分是虛擬機,或者叫做虛擬數據庫引擎(Virtual Database Engine,VDBE)。它和Java虛擬機相似,解釋執行字節代碼。VDBE的字節代碼由128個操作碼(opcodes)構成,它們主要集中在數據庫操作。它的每一條指令都用來完成特定的數據庫操作(比如打開一個表的游標)或者為這些操作棧空間的准備(比如壓入參數)。總之,所有的這些指令都是為了滿足SQL命令的要求(關於VM,後面會做詳細介紹)。
後端(Back-End)
後端由B-樹(B-tree),頁緩存(page cache,pager)和操作系統接口(即系統調用)構成。B-tree和page cache共同對數據進行管理。B-tree的主要功能就是索引,它維護著各個頁面之間的復雜的關系,便於快速找到所需數據。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(SQLite's Features and Philosophy)
零配置(Zero Configuration)
可移植(Portability):
它是運行在Windows,Linux,BSD,Mac OS X和一些商用Unix系統,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下,比如QNX,VxWorks,Palm OS, Symbin和Windows CE。
Compactness:
SQLite是被設計成輕量級,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3萬行標准C代碼,這些代碼都是模塊化的,很容易閱讀。

 

事務(Transaction)

事務的周期(Transaction Lifecycles)
程序與事務之間有兩件事值得注意:
A、哪些對象在事務下運行——這直接與API有關。
B、事務的生命周期,即什麼時候開始,什麼時候結束以及它在什麼時候開始影響別的連接(這點對於並發性很重要)——這涉及到SQLite的具體實現。
一個連接(connection)可以包含多個(statement),而且每個連接有一個與數據庫關聯的B-tree和一個pager。Pager在連接中起著很重要的作用,因為它管理事務、鎖、內存緩存以及負責崩潰恢復(crash recovery)。當你進行數據庫寫操作時,記住最重要的一件事:在任何時候,只在一個事務下執行一個連接。這些回答了第一個問題。
一般來說,一個事務的生命和statement差不多,你也可以手動結束它。默認情況下,事務自動提交,當然你也可以通過BEGIN..COMMIT手動提交。接下來就是鎖的問題。

sqlite02

關於這個圖有以下幾點值得注意:
A、一個事務可以在UNLOCKED,RESERVED或EXCLUSIVE三種狀態下開始。默認情況下在UNLOCKED時開始。
B、白色框中的UNLOCKED, PENDING, SHARED和 RESERVED可以在一個數據庫的同一時存在。
C、從灰色的PENDING開始,事情就變得嚴格起來,意味著事務想得到排斥鎖(EXCLUSIVE)(注意與白色框中的區別)。
雖然鎖有這麼多狀態,但是從體質上來說,只有兩種情況:讀事務和寫事務。

 

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


    創建數據庫文件:
   >SQLite3 d:\test.db 回車
   就生成了一個test.db在d盤。
   這樣同時也SQLite3掛上了這個test.db

   用.help可以看看有什麼命令
   >.help 回車即可

   看看有創建了多少表
   >.tables


   看表結構
   >.schema 表名


  看看目前掛的數據庫
   >.database


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


   把查詢結果用屏幕輸出
   >.output stdout

   把表結構輸出,同時索引也會輸出
    > .dump 表名
   退出
   >.exit 或者.quit

 

http://sqlite.phxsoftware.com/下載Ado.net驅動。
   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文件到引用目錄,並添加引用即可對SQLite數據庫操作了
   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--應用在和應用程序或者.net能夠自動找到的目錄
   剩下的就很簡單了~~

SQL語法
   由於以前用SQLServer或者ISeries,所以DDL的語法很汗顏
   創建一個單個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
   ) ;
  創建一個多個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
在多次刪除數據、插入數據、更新數據後,數據庫體積增大,但實際有效數據量很小,則需要對數據庫進行壓縮、整理,把已經刪除的數據從物理文件中移除。調用一下SQL命令即可:

VACUUM

VACUUM的實現

sqlite3

數據插入與更新

使用REPLACE替代INSERT、UPDATE命令。在無滿足條件記錄,則執行Insert,有滿足條件記錄,則執行UPDATE。
復制代碼 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
復制代碼 代碼如下:
Insert or Replace INTO TABLE1(col1, col2, col3) VALUES(val1, val2,val3);

字符編碼轉換
sqlite3的源碼中,提供了utf8ToUnicode()、unicodeToUtf8()、mbcsToUnicode()、unicodeToMbcs()、sqlite3_win32_mbcs_to_utf8 ()、utf8ToMbcs ()等8個函數進行字符在不同編碼間的轉換,但未在sqlite3.def、sqlite3.h文件中列出,即未對外公開。這些函數中,都使用了MultiByteToWideChar()、WideCharToMultiByte()兩個函數實現字符間轉換。
開發示例
復制代碼 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, 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)
) ;";
}
}
}
}

示例講解
A、使用到自己定義的鎖private static object lockObject = new object();
B、使用完連接後都進行關閉操作。使用了using
C、創建數據庫命令:SQLiteConnection.CreateFile(DataBasePath);
最後再講解個Insert or Replace into的經典用法
復制代碼 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

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