SQLite教程（一）：SQLite資料庫介紹，sqlite資料庫

SQLite教程（一）：SQLite資料庫介紹，sqlite資料庫

一、簡介：

    SQLite是目前最流行的開源嵌入式資料庫，和很多其他嵌入式儲存引擎相比(NoSQL)，如BerkeleyDB、MemBASE等，SQLite可以很好的支援關係型資料庫所具備的一些基本特徵，如標準SQL文法、事務、資料表和索引等。事實上，儘管SQLite擁有諸多關係型資料庫的基本特徵，然而由於應用情境的不同，它們之間並沒有更多的可比性。下面我們將列舉一下SQLite的主要特徵：

    1). 管理簡單，甚至可以認為無需管理。
    2). 操作方便，SQLite產生的資料庫檔案可以在各個平台無縫移植。
    3). 可以非常方便的以多種形式嵌入到其他應用程式中，如靜態庫、動態庫等。
    4). 易於維護。

    綜上所述，SQLite的主要優勢在於靈巧、快速和可靠性高。SQLite的設計者們為了達到這一目標，在功能上作出了很多關鍵性的取捨，與此同時，也失去了一些對RDBMS關鍵性功能的支援，如高並發、細粒度存取控制(如行級鎖)、豐富的內建函數、預存程序和複雜的SQL語句等。正是因為這些功能的犧牲才換來了簡單，而簡單又換來了高效性和高可靠性。
   
二、SQLite的主要優點：

    1. 一致性的檔案格式：

    在SQLite的官方文檔中是這樣解釋的，我們不要將SQLite與Oracle或PostgreSQL去比較，而是應該將它看做fopen和fwrite。與我們自訂格式的資料檔案相比，SQLite不僅提供了很好的移植性，如大端小端、32/64位等平台相關問題，而且還提供了資料訪問的高效性，如基於某些資訊建立索引，從而提高訪問或排序該類資料的效能，SQLite提供的事務功能，也是在操作普通檔案時無法有效保證的。
   
    2. 在嵌入式或行動裝置上的應用：

    由於SQLite在運行時佔用的資源較少，而且無需任何管理開銷，因此對於PDA、智能手機等行動裝置來說，SQLite的優勢毋庸置疑。
   
    3. 內部資料庫：

    在有些應用情境中，我們需要為插入到資料庫伺服器中的資料進行資料過濾或資料清理，以保證最終插入到資料庫伺服器中的資料有效性。有的時候，資料是否有效，不能通過單一一條記錄來進行判斷，而是需要和之前一小段時間的曆史資料進行特殊的計算，再通過計算的結果判斷當前的資料是否合法。在這種應用中，我們可以用SQLite緩衝這部分曆史資料。還有一種簡單的情境也適用於SQLite，即統計資料的預計算。比如我們正在運行資料即時採集的服務程式，我們可能需要將每10秒的資料匯總後，形成每小時的統計資料，該統計資料可以極大的減少使用者查詢時的資料量，從而大幅提高前端程式的查詢效率。在這種應用中，我們可以將1小時內的採集資料均緩衝在SQLite中，在達到整點時，計算快取資料後清空該資料。
   
    4. 資料分析：

    可以充分利用SQLite提供SQL特徵，完成簡單的資料統計分析的功能。這一點是CSV檔案無法比擬的。
   
    5. 產品Demo和測試：

    在需要給客戶進行Demo時，可以使用SQLite作為我們的後台資料庫，和其他關係型資料庫相比，使用SQLite減少了大量的系統部署時間。對於產品的功能性測試而言，SQLite也可以起到相同的作用。
       
三、和RDBMS相比SQLite的一些劣勢：

    1. C/S應用：

    如果你有多個用戶端需要同時訪問資料庫中的資料，特別是他們之間的資料操作是需要通過網路傳輸來完成的。在這種情況下，不應該選擇SQLite。由於SQLite的資料管理機制更多的依賴於OS的檔案系統，因此在這種操作下其效率較低。
   
    2. 資料量較大：

    受限於作業系統的檔案系統，在處理大資料量時，其效率較低。對於超大資料量的儲存，甚至不能提供支援。
   
    3. 高並發：

    由於SQLite僅僅提供了粒度很粗的資料鎖，如讀寫鎖，因此在每次加鎖操作中都會有大量的資料被鎖住，即使僅有極小部分的資料會被訪問。換句話說，我們可以認為SQLite只是提供了表級鎖，沒有提供行級鎖。在這種同步機制下，並發效能很難高效。
   
四、個人化特徵：

    1. 零配置：

    SQLite本身並不需要任何初始化設定檔，也沒有安裝和卸載的過程。當然也不存在伺服器執行個體的啟動和停止。在使用的過程中，也無需建立使用者和劃分許可權。在系統出現災難時，如電源問題、主機問題等，對於SQLite而言，不需要做任何操作。
   
    2. 沒有獨立的伺服器：

    和其他關係型資料庫不同的是，SQLite沒有單獨的伺服器處理序，以供用戶端程式訪問並提供相關的服務。SQLite作為一種嵌入式資料庫，其運行環境與主程式位於同一進程空間，因此它們之間的通訊完全是進程內通訊，而相比於處理序間通訊，其效率更高。然而需要特別指出的是，該種結構在實際運行時確實存在保護性較差的問題，比如此時，應用程式出現問題導致進程崩潰，由於SQLite與其所依賴的進程位於同一進程空間，那麼此時SQLite也將隨之退出。但是對於獨立的伺服器處理序，則不會有此問題，它們將在密閉性更好的環境下完成它們的工作。
   
    3. 單一磁碟檔案：

    SQLite的資料庫被存放在檔案系統的單一磁碟檔案內，只要有許可權便可隨意訪問和拷貝，這樣帶來的主要好處是便於攜帶和共用。其他的資料庫引擎，基本都會將資料庫存放在一個磁碟目錄下，然後由該目錄下的一組檔案構成該資料庫的資料檔案。儘管我們可以直接存取這些檔案，但是我們的程式卻無法操作它們，只有資料庫執行個體進程才可以做到。這樣的好處是帶來了更高的安全性和更好的效能，但是也付出了安裝和維護複雜的代價。
   
    4. 平台無關性：

    這一點在前面已經解釋過了。和SQLite相比，很多資料庫引擎在備份資料時不能通過該方式直接備份，只能通過資料庫系統提供的各種dump和restore工具，將資料庫中的資料先匯出到本地檔案中，之後在load到目標資料庫中。這種方式存在顯而易見的效率問題，首先需要匯出到另外一個檔案，如果資料量較大，匯出的過程將會比較耗時。然而這隻是該操作的一小部分，因為資料匯入往往需要更多的時間。資料在匯入時需要很多的驗證過程，在儲存時，也並非簡簡單單的順序儲存，而是需要按照一定的資料結構、演算法和策略存放在不同的檔案位置。因此和直接拷貝資料庫檔案相比，其效能是非常拙劣的。
   
    5. 弱類型：

    和大多數支援靜態類型的資料庫不同的是，SQLite中的資料類型被視為數值的一個屬性。因此對於一個資料表列而言，即便在聲明該表時給出了該列的類型，我們在插入資料時仍然可以插入任意類型，比如Integer的列被存入字串'hello'。針對該特徵唯一的例外是整型的主鍵列，對於此種情況，我們只能在該列中儲存整型資料。
   
    6. SQL語句編譯成虛擬機器代碼：

    很多資料庫產品會將SQL語句解析成複雜的，相互嵌套的資料結構，之後再交予執行器遍曆該資料結構完成指定的操作。相比於此，SQLite會將SQL語句先編譯成位元組碼，之後再交由其內建的虛擬機器去執行。該方式提供了更好的效能和更出色的調試能力。