SQLite 权威指南 (it-ebooks) (Z-Library)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ⽬錄 SQLite权威指南 推荐者的话 前⾔ 第1章 SQLite介绍 第2章 ⼊⻔ 第3章 关系模型 第4章 SQL 第5章 设计和概念 第6章 核⼼C API 第7章 扩充C API 第8章 语⾔扩展 第9章 SQLite内核

SQLite权威指南 The Definitive Guide to SQLite （内容摘要） Michael Owens Copyright . 2006 by Michael Owens 本书的⽰例代码可到http://www.apress.com下载。

推荐者的话 最近对SQLite很感兴趣，认真学习有⼀个多⽉了。 学习时基本找不到既好⼜系统的中⽂⽂章，也买不到好的中⽂书籍， 看来SQLite在国内还是不够流⾏，这么好的东西，可惜了。 以我中等偏下的眼界，《The Definitive Guide to SQLite》是我所⻅到 的最好的“SQLite⼊⻔+⼤全”了，可惜也是英⽂的。实在找不到别的， 也只好看它了，尽管我英语很不好。 由于英语很不好，⼜因为是打字员出⾝的⼲部，所以多年来养成了⼀ 个更不好的⽑病，就是在不得不看英⽂资料时总喜欢⼀边看⼀边翻， 主要是怕下次再看时还是看不懂。看《The Definitive Guide to SQLite》时这个⽑病也没改，当然了，看的时候就是挑着看的，翻的 也只是书中的⼀⼩部分了。 ⼀般情况下看完也就看完了，很少有“下次再看”的机会，这次例外。 由于越学越觉着SQLite好玩，就想向⾝边的⼈也介绍⼀下，就“再看” 了。越看越羞愧，本来英语就差，还随看随翻，结果可想⽽知。但由 于没什么动⼒，也就⽆意再重新润⾊了，就这样吧，反正也没什么⼈ 看，估计遗害不会太⼴。 SQLite是没有版权的，但这本书却是受版权保护的，也不知我这样做 是否合法。发到⽹上也只是想做⼀个好事，响应SQLite的共享精神。 估计不会有⼈来告我吧，反正我没钱。另外，我也只翻译了书中很⼩ 的⼀部分，也许根本算不上翻译（不能乱抬⾼⾃⼰），就算是对

SQLite和《The Definitive Guide to SQLite》⼀书的⼀个推荐吧，同 样对SQLite感兴趣但⼜看不懂我的中⽂的兄弟，强烈建议看原⽂。感 谢Richard Hipp编出这么好的程序，感谢Michael Owens写出这么好 的书。 “空转”只是我的⽹名之⼀，⽹上⽹下知之者甚少，也就是⼀起骑⻋的 ⼏个⼈知道吧。如果本⽂对您能有⼀点点帮助，也算是我对SQLite做 了⼀点贡献吧。本⽂中带有“空注”的内容是我个⼈所做的简单说明和 忏悔，与原作者⽆关（以我的翻译⽔平，估计全⽂跟原作者都没什么 关）。 接触SQLite时间不⻓，所以本⽂难免会有很多错误，不是故意误导⼤ 家，是真的⽔平低。如果有兄弟想对我提出指导，我的邮箱是： njgaoyi@yahoo.com.cn。如果我没有回信，不是因为不想回，是因为 我很少上⽹，在此先⾏谢过。 分析源程序时，发现每个SQLite源⽂件的头部都有这样⼀段话： The author disclaims copyright to this source code. In place of a legal notice, here is a blessing: May you do good and not evil. May you find forgiveness for yourself and forgive others. May you share freely, never taking more than you give. 这⼏句话我很喜欢，翻译不好，就拿原⽂出来吧，与⼤家共勉。 空转 Ver 1.00: 2009-11-07 于南京

（如果以后有时间、兴趣，就把翻译过的内容好好修改⼀下，或者再 多翻⼀些。但愿还有以后的版本）

前⾔ 2000年春天，当我刚开始编写SQLite时，根本没想到它会在编程社区 受到如此强烈的认可。今天，有成百万的SQLite拷⻉在默默地运⾏， 在计算机中，或在不同公司⽣产的各种各样的⼩设备中。你可能已经 在⽆意识的情况下使⽤过SQLite，在你的⼿机、MP3或机顶盒⾥可能 就有SQLite。在你的计算机⾥也可能⾄少会有⼀个SQLite的拷⻉，它 可能来⾃Apple的Mac OS X，或者在⼤多数的Linux版本中，或者在 Windows中安装某个第三⽅软件时。很多Web⽹站的后台都使⽤ SQLite，这要感谢它已经被包含为PHP5语⾔的⼀部分。SQLite也被 ⽤于很多航空电⼦设备、建模和仿真程序、⼯业控制、智能卡、决策 ⽀持包、医药信息系统等。因为没有SQLite使⽤的全⾯报告，所以， 肯定还有很多我不知道的SQLite部署。 SQLite的普及很⼤程度上应该归功于Michael Owens。Mike在The Linux Journal (June 2003)和The C/C++ Users Journal (March 2004) 上的⽂章吸引了⽆数程序员。每篇⽂章发表后，SQLite⽹站的访问量 都会显著上升。通过这本书你可以看到Mike的才华和他所做的⼤量⼯ 作，相信你不会失望。本书包含了关于SQLite所需要了解的所有内 容，你应该⼀直把它放在伸⼿可及的地⽅。 SQLite是⾃由软件。尽管我是它的架构师和代码的主要编写者，但 SQLite并不是我的程序。SQLite不属于任何⼈，也不在版权的保护范 围之内。所有曾经为SQLite项⽬贡献过代码的⼈都签署过⼀个宣誓书 将他们的贡献发布到公共域，我把这些宣誓书的原件保存在办公室的

保险箱⾥。我还尽⼒保证在SQLite中不使⽤专利算法，这些预防措施 意味着你可以以任何形式使⽤SQLite，⽽不需要付版税、许可证费⽤ 或受到其它任何限制。 SQLite仍然在发展。但我和其他开发者都坚守它的核⼼价值。我们将 保持代码的⼩规模——核⼼库不会超过250KB。我们将保持公共API 和⽂件格式的向上兼容性。我们将继续保证SQLite是充分测试的和⽆ bug的。我们希望你总是能够将新版本的SQLite放到你⽼的程序中， 既得到它新的特性和优化，⼜不需要或仅需要很少的代码改动，且不 需要做进⼀步的调试。2004年，我们将SQLite从版本2升级到版本3时 确实没能保持向上兼容性，但从那以后，我们已经能够达到上述所有 ⽬标并准备在将来继续这样做。没有SQLite版本4的计划。 真诚希望你觉着SQLite是有⽤的，我代表SQLite的所有贡献者保证， 使⽤SQLite你会：做出美好的产品，你的产品将会是快速、稳定和易 ⽤的。寻求宽恕并宽恕他⼈。因为你已经免费地得到了SQLite，也请 你免费地给予他⼈⼀些东西作为回报。做⼀回志愿者，贡献出其它的 软件项⽬或找到其它途径来回报。 Richard Hipp Charlotte, NC April 11, 2006

第1章 SQLite介绍 SQLite是⼀个开源的、内嵌式的关系型数据库。它最初发布于2000 年，在便携性、易⽤性、紧凑性、有效性和可靠性⽅⾯有突出的表 现。

内嵌式数据库 SQLite是⼀个内嵌式的数据库。 数据库服务器就在你的程序中，其好处是不需要⽹络配置和管理。数 据库的服务器和客户端运⾏在同⼀个进程中。这样可以减少⽹络访问 的消耗，简化数据库管理，使你的程序部署起来更容易。所有需要你 做的都已经和你的程序⼀起编译好了。 如图1-1所⽰。⼀个Perl脚本、⼀个标准C/C++程序和⼀个使⽤PHP编 写的Apache进程都使⽤SQLite。Perl脚本导⼊DBI::SQLite模板，并通 过它来访问C API。PHP采⽤与C相似的⽅式访问C API。总之，它们 都需要访问C API。尽管它们每个进程中都有独⽴的数据库服务器， 但它们可以操作相同的数据库⽂件。SQLite利⽤操作系统功能来完成 数据的同步和加锁。

图1-1 内嵌的主进程中的SQLite ⽬前市场上有多种为内嵌应⽤所设计的关系型数据库产品，如Sybase SQL Anywhere、InterSystems Caché、Pervasive PSQL和微软的Jet Engine。有些⼚家从他们的⼤型数据库产品翻新出内嵌式的变种，如 IBM的DB2 Everyplace、Oracle的10g和微软的SQL Server Desktop Engine。开源的数据库MySQL和Firebird都提供内嵌式的版本。在所 有这些产品中，仅有两个是完全开放源代码的且不收许可证费⽤—— Firebird和SQLite。在这两个当中，仅有⼀个是专⻔为内嵌式应⽤设计 的——SQLite。

开发者的数据库 SQLite具有多⽅⾯的特性。它是⼀个数据库，⼀个程序库，⼀个命令 ⾏⼯具，也是⼀个学习关系型数据库的很好的⼯具。确实有很多途径 可以使⽤它——内嵌环境、⽹站、操作系统服务、脚本语⾔和应⽤程 序。对于程序员来说，SQLite就象⼀个数据传送带，提供了⼀种⽅便 的将应⽤程序绑定的数据的⽅法。就象传送带⼀样，对SQLite的使⽤ 没有终点。 除了仅仅作为⼀个存储容器，SQLite还可以作为⼀个单纯的数据处理 的⼯具。如果⼤⼩和复杂性合适，使⽤SQLite可以很容易地将应⽤程 序所使⽤的数据结构转化为表，并保存在⼀个内在数据库中。⽤此⽅ 法，你可以操作互相关联的数据，可以完成很繁重的任务⻚不必写⾃ ⼰的算法来对数据结构操作和排序。如果你是⼀个程序员，想像⼀下 在你的程序中⾃⾏完成下⾯SQL语句所代表的⼯作需要多少代码： SELECT AVG(z-y) FROM table GROUP BY x HAVING x > MIN(z) OR x < MAX(y) ORDER BY y DESC LIMIT 10 OFFSET 3; SQLite还是⼀个很好的学习程序设计的⼯具，通过它可以研究很多计 算机科学的课题。分析器、分词器、虚拟机、Btree算法、⾼整缓存、 程序体系结构，通过这些内容可以搞清楚很多计算机科学的经典概 念。SQLite的模块化、⼩型化和简易性，使你可以很容易地专⻔研究 其中的⼀个问题。

管理员的数据库 SQLite不仅是程序员的数据库，它对系统管理员也很有⽤。它很⼩、 紧凑⽽精致，就像⼀些Unix的常⽤⼯具，如find、rsync或grep。 SQLite提供了命令⾏⼯具供⽤户交互操作。 另外，对于关系型数据库的初学者来说，SQLite是⼀个学习各种关系 相关概念的⽅便的学习⼯具。它可以很快很容易地安装在各类操作系 统中，它的数据库⽂件可以⾃由共享⻚不需要任何转换。它具有关系 型数据库的各种特⾊⽽⼜不令⼈⽣畏。它的程序和数据库⽂件仅⽤U 盘就能传递。

SQLite 的历史 从某个⾓度来说，SQLite最初的构思是在⼀条军舰上进⾏的。SQLite 的作者D. Richard Hipp当时正在为美国海军编制⼀种使⽤在导弹驱逐 舰上的程序。那个程序最初是运⾏在Hewlett-Packard Unix (HPUX) 上，后台使⽤Informix数据库。对那个程序来说，Informix有点⼉太强 ⼤了。⼀个有经验的数据库管理员(DBA)可能需要⼀整天来对它进⾏ 安装和升级，如果没经验，这个⼯作就可能永远也做不完了。 2000年⼀⽉，Hipp开始和⼀个同事讨论关于创建⼀个简单的内嵌式 SQL数据库的想法，这个数据库将使⽤GNU DBM B-Tree library (gdbm)做后台，同时这个数据库将不需要安装和管理⽀持。后来，当 有些空闲时间时，Hipp就开始实施这项⼯作，并在2000年的⼋⽉份发 布了SQLite的1.0版。 按照原定计划，SQLite 1.0⽤gdbm来做存储管理。但后来，Hipp很快 就换成了⾃⼰的B-tree，以⽀持事务和记录按主键的存储。随着最初 的升级，SQLite在功能和⽤户数上都得到了稳步的发展。在2001年中 期，很多项⽬——开源的或商业的——都开始使⽤SQLite。在那以后 的⼏年中，开源社区的其他成员开始为他们喜欢的程序设计语⾔编写 SQLite扩展。SQLite的ODBC接⼝可以为Perl、Python、Ruby、Java 和其它主流的程序设计语⾔提供⽀持，这证明了SQLite有⼴阔的应⽤ 前景。 2004年，SQLite从版本2升级到版本3，这是⼀次⼤升级。主要⽬的是 增加内置的对UTF-8、UTF-16及⽤户定义字符集的⽀持。While 3.0 was originally slated for release in summer 2005, America Online

provided the necessary funding to see that it was completed by July 2004. 除国际化功能外，版本3的其它新特性包括：经过修补的C API，更紧凑的数据库⽂件格式(⽐原来节省25%的空间)，弱类型，⼤ ⼆进制对象(BLOB)的⽀持，64-bit的ROWID，autovacuum和改进了 的并发控制。尽管增加了这⼀系列新特性，版本3的运⾏库仍然⼩于 240K字节。Another improvement in version 3 was a good code cleanup—revisiting and rewriting, or otherwise throwing out extraneous stuff accumulated in the 2.x series. SQLite持续增⻓并始终坚持其最初的设计⽬标：简单、弹性、紧凑、 速度和彻底的易⽤。本书出版时，SQLite已经增加了CHECK约束， 下⾯就要增加外键约束，再下⾯呢？

谁使⽤SQLite 当前，SQLite已经被多种软件和产品所使⽤。它被⽤在Apple的Mac OS X操作系统中，被⽤作其CoreData应⽤程序架构的⼀部分。它还 应⽤于Safari的Web浏览器、Mail.app的电⼦邮件程序、RSS的管理、 Apple的Aperture照⽚软件。 尽管SQLite很少做⼴告，但它还是被⽤在了多种消费类产品中。

体系结构 SQLite拥有⼀个精致的、模块化的体系结构，并引进了⼀些独特的⽅ 法进⾏关系型数据库的管理。它由被组织在3个⼦系统中的8个独⽴的 模块组成，如图1-2所⽰。这个模型将查询过程划分为⼏个不连续的任 务，就像在流⽔线上⼯作⼀样。在体系结构栈的顶部编译查询语句， 在中部执⾏它，在底部处理操作系统的存储和接⼝。 图1-2 SQLite的体系结构

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(我们经常使⽤的ODBC/JDBC最 后也会转化为相应C API的调⽤)。

编译器(Compiler) 编译过程从分词器(Tokenizer)和分析器(Parser)开始。它们协作处理 ⽂本形式的结构化查询(Structured Query Language, SQL)语句，分 析其语法有效性，转化为底层能更⽅便处理的层次数据结构——语法 树，然后把语法树传给代码⽣成器(code generator)进⾏处理。SQLite 分词器的代码是⼿⼯编写的，分析器代码是由SQLite定制的分析器⽣ 成器(称为Lemon)⽣成的。The Lemon parser generator is designed for high performance and takes special precautions to guard against memory leaks. ⼀旦SQL语句被分解为串值并组织到语法树中，分析 器就将该树下传给代码⽣成器进⾏处理。⽽代码⽣成器根据它⽣成⼀ 种SQLite专⽤的汇编代码，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(称为虚拟机语⾔)由128个操作码(opcodes)构 成，主要是进⾏数据库操作。它的每⼀条指令或者⽤来完成特定的数 据库操作(⽐如打开⼀个表的游标、开始⼀个事务等)，或者为完成这 些操作做准备。总之，所有的这些指令都是为了满⾜SQL命令的要 求。VDBE的指令集能满⾜任何复杂SQL命令的要求。所有的SQLite SQL语句——从选择和修改记录到创建表、视图和索引——都是⾸先 编译成此种虚拟机语⾔，组成⼀个独⽴程序，定义如何完成给定的命 令。例如，在SQLite的CLP中执⾏下⾯语句：