SQLite 简介
SQLite簡介
常見的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫有SQLite，MySQL，SQL Server等，通常學(xué)習(xí)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫時不會使用SQLite，但是SQLite 是世界上使用最廣泛的數(shù)據(jù)庫引擎。SQLite 內(nèi)置于所有手機(jī)和大多數(shù)計(jì)算機(jī)中，并捆綁在人們每天使用的無數(shù)其他應(yīng)用程序中。SQLite 是一個由C語音開發(fā)的嵌入式庫，具有小型、 快速、 自包含、 高可靠、 功能齊全等特點(diǎn)。
文章以3.32.2版本為例講述SQLite的一些基本知識
SQLite常用命令和示例
在命令行中使用SQLite命令，需要先執(zhí)行sqlite3命令，進(jìn)入SQLite提示符。
創(chuàng)建或打開數(shù)據(jù)庫
有兩種方法可以創(chuàng)建或打開數(shù)據(jù)庫，一個是在sqlite3命令后面加上數(shù)據(jù)庫路徑，另一個是使用點(diǎn)命令.open
sqlite3 /…/xxx.db法
通過執(zhí)行這個命令進(jìn)入SQLite提示符時，如果數(shù)據(jù)庫文件已經(jīng)存在，則直接打開對應(yīng)數(shù)據(jù)庫，否則不會立即在對應(yīng)路徑創(chuàng)建xxx.db文件。要等到執(zhí)行了添加數(shù)據(jù)表，視圖等數(shù)據(jù)庫對象的命令之后。
-
示例
先執(zhí)行如下命令，此時沒有創(chuàng)建出comms_ease.db文件
? 再執(zhí)行如下命令創(chuàng)建一張表，在當(dāng)前目錄出現(xiàn)comms_ease.db文件
.open /…/xxx.db法
使用.open是一個點(diǎn)命令，使用它需要先執(zhí)行sqlite3命令進(jìn)入SQLite提示符。.open命令的使用方式也是在命令后面追加數(shù)據(jù)庫路徑，不過和sqlite3 /.../xxx.db法不同的是，執(zhí)行.open命令后，數(shù)據(jù)庫文件會被直接創(chuàng)建出來，不需要再創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫對象。
創(chuàng)建表
SQLite的創(chuàng)建語句為CREATE TABLE，完整的創(chuàng)建表語句內(nèi)容豐富，除了創(chuàng)建普通表外，還能具備判斷表是否已經(jīng)存在，創(chuàng)建臨時表等能力。常見的創(chuàng)建普通表的句式為。
CREATE TABLE 表名 (列1名稱 列類型 以空格隔開的一個或多個列約束, 列2名稱 列類型 以空格隔開的一個或多個列約束,... );默認(rèn)情況下，一張表的最大列數(shù)為2000，每一行能存下的最大字節(jié)數(shù)為十億，能滿足絕大多數(shù)的需求，創(chuàng)建普通表的示例如下
CREATE TABLE table_comms_ease (id INTEGER NOT NULL PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,value VARCHAR );例子中，創(chuàng)建了一個名為table_comms_ease的數(shù)據(jù)表，包含兩列，第一列是id，類型是整形，不能為空，而且是表的主鍵，并可以自動生成； 第二列是value，類型為字符串
在表名已經(jīng)存在的情況下，調(diào)用CREATE TABLE 表名語句會報錯，要避免，可以使用CREATE TABLE IF NOT EXISTS 表名語句。如果不存在，則創(chuàng)建表，如果存在，則什么都不做。示例如下
CREATE TABLE IF NOT EXISTS table_comms_ease (id INTEGER NOT NULL PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,value VARCHAR );如果希望臨時存儲一些數(shù)據(jù)，而且只對當(dāng)前連接有效，可以試試臨時表。臨時表的創(chuàng)建語句為CREATE TEMP TABLE。臨時表只對當(dāng)前數(shù)據(jù)庫連接有效，重新建立連接或者同時存在的其他連接都無法訪問到。示例如下
CREATE TEMP TABLE temp_table_comms_ease (id INTEGER NOT NULL PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,value VARCHAR );其它常用點(diǎn)命令
點(diǎn)命令是SQLite數(shù)據(jù)庫獨(dú)特的命令形式，它們通常比較簡單，而且不需要以分號結(jié)尾，常見的點(diǎn)命令如下表所示
| .backup | 備份數(shù)據(jù)庫到文件 | .backup comms_ease_backup |
| .databases | 列出數(shù)據(jù)庫的名稱及其所依附的文件 | .databases |
| .exit | 退出SQLite提示符 | .exit |
| .help | 幫助 | .help |
| .quit | 退出SQLite提示符 | .quit |
| .show | 各種設(shè)置的值 | .show |
| .schema | 查看創(chuàng)建命令。以LIKE`的模式匹配參數(shù)，如果沒有參數(shù)，則查看所有表格的創(chuàng)建命令 | .schema .schema table% |
| .tables | 搜索表名。以LIKE`的模式匹配參數(shù)，如果沒有參數(shù)，則搜索所有表名（臨時表不會出現(xiàn)在結(jié)果中） | .tables .tables table% |
增
向表內(nèi)添加一行，即為每一列構(gòu)建一個值，并填入新的一行中。添加行的命令是INSERT，添加方式有三種，一種是指定值添加；二是添加Select語句的結(jié)果；三是默認(rèn)添加。
指定值添加就是指定部分或者所有列的值，剩下列使用默認(rèn)值的方式，對于沒有通過DEFAULTE，AUTOINCREMENT等方式聲明默認(rèn)值的列，如果沒有指定NOT NULL則填入NULL，否則報錯。至少需要指定一列的值，如需全部填寫默認(rèn)值，可以使用默認(rèn)添加方式。需要注意的是，值的順序要和列的順序保持一致。示例如下：
INSERT INTO table_comms_ease (value) VALUES ('value of 1'); INSERT INTO table_comms_ease (value, id) VALUES ('value of 2', 2);如果需要指定填入所有列的值，也可以不把列名列舉出來，將值按創(chuàng)建表時各個列的順序列舉出來即可。示例如下：
INSERT INTO table_comms_ease VALUES (3, 'value of 3');通過添加加Select語句的結(jié)果添加一行的格式為INSERT INTO 表名 SELECT ...通過此方法添加一行時，默認(rèn)值不會被自動填充，SELECT語句查出的數(shù)據(jù)量必須和表的列數(shù)一致。假設(shè)已經(jīng)存在表operator包含列key和description而且某一行的key為’.backup’，description為備份數(shù)據(jù)庫到文件，給出示例如下：
INSERT INTO table_comms_ease SELECT 4, description FROM operator WHERE key IS '.backup';默認(rèn)添加的格式為INSERT INTO 表名 DEFAULT VALUES;為每一列都填入默認(rèn)值，如果沒有特別聲明默認(rèn)值，則填入NULL。示例如下：
INSERT INTO table_comms_ease DEFAULT VALUES;通過創(chuàng)建表章節(jié)的示例語句創(chuàng)建出數(shù)據(jù)表，再依次調(diào)用上述示例語句，則數(shù)據(jù)表內(nèi)會出現(xiàn)5行數(shù)據(jù)，如下
| 1 | value of 1 |
| 2 | value of 2 |
| 3 | value of 3 |
| 4 | 備份數(shù)據(jù)庫到文件 |
| 5 |
刪
刪除表內(nèi)的一行，命令是DELETE，常用格式為
DELETE FROM 表名 WHERE 過濾語句刪除命令本身比較簡單，指定表名和刪除條件即可刪除一列，如下示例表示如果value列中的值有value of開頭，則刪除。
DELETE FROM table_comms_ease WHERE value LIKE 'value of %';如上命令操作后，table_comms_ease表還剩的數(shù)據(jù)為
| 4 | 備份數(shù)據(jù)庫到文件 |
| 5 |
改
修改表內(nèi)數(shù)據(jù)的命令為UPDATE，其常用格式為
UPDATE 表名 SET 一個或多個列的賦值 WHERE 過濾語句修改多列內(nèi)容時可以采用先寫出列名，再按順序賦值的方式，也可以采用一列一列修改的方式。如果要更新id為4的所在行的值，設(shè)置id為123，value為new value，兩種修改方式分別如下
UPDATE table_comms_ease SET (id, value)= (123, 'new value') WHERE id = 4;或者
UPDATE table_comms_ease SET id=123, value='new value' WHERE id = 4;修改后，table_comms_ease表中的數(shù)據(jù)為
| 5 | |
| 123 | new value |
修改單列的方法和修改多列的方法相似，比如將id為5這一行的value也修改為new value，可以如下操作
UPDATE table_comms_ease SET (value)=('new value') WHERE id = 5;或者
UPDATE table_comms_ease SET value='new value' WHERE id = 5;修改后，table_comms_ease表中的數(shù)據(jù)為
| 5 | new value |
| 123 | new value |
查
查詢語句的命令是SELECT，它不會修改數(shù)據(jù)庫，結(jié)果的行數(shù)在自然數(shù)范圍內(nèi)，每一行代表一個查詢結(jié)果。SELECT命令的常用格式為
SELECT 去重策略 列名列表 FROM 表名或者子查詢語句 WHERE 過濾語句 ORDER BY 排序策略 LIMIT 數(shù)量限制查詢語句中可用的配置比較多，但是大都不是必須的。查詢table_comms_ease表的所有內(nèi)容只需要如下命令即可
SELECT * FROM table_comms_ease;上面命令中的*表示所有列，命令相當(dāng)于
SELECT id,value FROM table_comms_ease;結(jié)果為
| 5 | new value |
| 123 | new value |
另外，可以通過VALUES語句構(gòu)建一個查詢結(jié)果，結(jié)果的列名為column1, column2, column3等等。比如
VALUES (1,2,3),('a','b','c');的結(jié)果為
| 1 | 2 | 3 |
| a | b | c |
去重策略
去重策略有兩種，一種是默認(rèn)策略ALL，代表不去重；另一種是DISTINCT，代表去重。table_comms_ease表中value列的值相同，使用ALL和DISTINCT分別查詢value列時，命令和結(jié)果如下：
ALL命令
SELECT ALL * FROM table_comms_ease;結(jié)果為
| new value |
| new value |
DISTINCT命令
SELECT DISTINCT value FROM table_comms_ease;結(jié)果為
| new value |
可以看出在有重復(fù)結(jié)果時，ALL策略會保留所有結(jié)果，而DISTINCT策略只保留其中一個
表名或者子查詢語句
查詢語句的FROM關(guān)鍵字后面可以跟表名或者子查詢語句，用于限制查詢范圍。當(dāng)填寫表名時，可以填寫多個表名，用逗號或者連接運(yùn)算符分隔。當(dāng)填寫查詢語句時，可以視為先查詢出一張表，再從此表中查詢出數(shù)據(jù)。
假設(shè)還有一張表table_comms_ease_1，列信息和table_comms_ease表相同，值為
| 1 | value of 1 in table_comms_ease_1 |
| 2 | value of 2 in table_comms_ease_1 |
則此字段填寫table_comms_ease,table_comms_ease_1時得到如下命令
SELECT * FROM table_comms_ease, table_comms_ease_1;結(jié)果為
| 5 | new value | 1 | value of 1 in table_comms_ease_1 |
| 5 | new value | 2 | value of 2 in table_comms_ease_1 |
| 123 | new value | 1 | value of 1 in table_comms_ease_1 |
| 123 | new value | 2 | value of 2 in table_comms_ease_1 |
當(dāng)此字段填寫兩個子查詢語句，如一個是id為5，另一個是id為123時，則得到如下命令
SELECT * FROM (SELECT * FROM table_comms_ease WHERE iD=5), (SELECT * FROM table_comms_ease WHERE iD=123)；結(jié)果為
| 5 | new value | 123 | new value |
將子查詢語句的結(jié)果視為一張表，則可以統(tǒng)一對兩種填寫格式的理解。另外查詢命令也支持混合填寫表名和查詢語句。
排序條件
排序條件決定了結(jié)果的排列順序，常用格式如下
ORDER BY 列名 COLLATE 比較方式 排序方式 NULL值的排序方式比較方式有三種，分別為BINARY, NOCASE和 RTRIM
- BINARY：使用標(biāo)準(zhǔn)C庫中的memcmp()函數(shù)逐字節(jié)比較
- NOCASE：先把ASC II碼中的大寫字母轉(zhuǎn)為小寫字母，再按照BINARY方式比較
- RTRIM：去掉末尾空格后按照BINARY方式比較
通過下面命令為表table_comms_ease添加幾條數(shù)據(jù)，
INSERT INTO table_comms_ease VALUES (6, 'A'), (7, 'new value '), (8, 'Z');則表中的數(shù)據(jù)變?yōu)?/p>
| 5 | new value |
| 6 | A |
| 7 | new value |
| 8 | Z |
| 123 | new value |
注意：id為7的一行對應(yīng)的value的末尾有一個空格
如下示例展示了三種不同比較方式的區(qū)別
BINARY命令
SELECT * FROM table_comms_ease ORDER BY table_comms_ease.value COLLATE BINARY;結(jié)果：
| 6 | A |
| 8 | Z |
| 5 | new value |
| 123 | new value |
| 7 | new value |
NOCASE命令
SELECT * FROM table_comms_ease ORDER BY table_comms_ease.value COLLATE NOCASE;結(jié)果：
| 6 | A |
| 5 | new value |
| 123 | new value |
| 7 | new value |
| 8 | Z |
RTRIM命令
SELECT * FROM table_comms_ease ORDER BY table_comms_ease.value COLLATE RTRIM;結(jié)果：
| 6 | A |
| 8 | Z |
| 5 | new value |
| 7 | new value |
| 123 | new value |
數(shù)量限制
數(shù)量限制語句可以限制查詢結(jié)果的行數(shù)，常用格式如下
LIMIT 數(shù)量 OFFET 偏移量設(shè)數(shù)量為n，偏移量為o,則上面格式的意義是從第o+1條開始，取最多n條數(shù)據(jù)，如果沒有符合條件的數(shù)據(jù)，則結(jié)果為空。
限制數(shù)量為3，得到如下表達(dá)式
SELECT * FROM table_comms_ease LIMIT 3;結(jié)果為
| 5 | new value |
| 6 | A |
| 7 | new value |
由于表的總行數(shù)是5，所以如果限制數(shù)量≥5，則會查出整張表。
如果限制數(shù)量為3，同時指定偏移量為1，得到如下表達(dá)式
SELECT * FROM table_comms_ease LIMIT 3 OFFSET 1;結(jié)果過濾掉第一條數(shù)據(jù)(5, newvalue)，并向后取3條，得到
| 6 | A |
| 7 | new value |
| 8 | Z |
如果限制數(shù)量為3，同時指定偏移量為3，得到如下表達(dá)式
SELECT * FROM table_comms_ease LIMIT 3 OFFSET 3;結(jié)果過濾掉前三條數(shù)據(jù)，并向后取3條，但是后面只有2條，所以得到
| 8 | Z |
| 123 | new value |
如果偏移量≥5，則什么都查不到
SQLite常見限制
| 字符串長度 | 1億 | 由宏SQLITE_MAX_LENGTH定義，可以提高或降低限制，最大到231-1 |
| 單行最大字節(jié)數(shù) | 1億 | 由宏SQLITE_MAX_LENGTH定義 |
| 最大列數(shù) | 2000 | 由宏SQLITE_MAX_COLUMN定義，可以提高或降低限制，最大到32767 |
| 語句最大長度 | 10億 | 由宏SQLITE_MAX_SQL_LENGTH定義，可以降低限制 |
| 連接中最大表數(shù) | 64 | 不可改變 |
| 表達(dá)式樹的最大深度 | 1000 | 由宏SQLITE_MAX_EXPR_DEPTH定義，可以降低或消除限制 |
| 函數(shù)的最大參數(shù)數(shù) | 100 | 由宏SQLITE_MAX_FUNCTION_ARG定義，可以提高，最大到 127 |
| 復(fù)合 SELECT 語句中的SELECT數(shù) | 500 | 由宏SQLITE_MAX_COMPOUND_SELECT定義，可以降低 |
| 庫文件最大頁數(shù) | 1073741823 | 由宏SQLITE_MAX_PAGE_COUNT定義，可以提高或降低限制，最大到4294967294。 |
| 最大數(shù)據(jù)庫大小 | 281TB | 結(jié)合最大頁數(shù)4294967294和最大頁面大小65536，得到最大數(shù)據(jù)庫大小為281TB，但是這是個理論值，未經(jīng)官方驗(yàn)證過。 |
| 表中的最大行數(shù) | 2^64 | 無法達(dá)到，會先達(dá)到281TB的數(shù)據(jù)庫大小限制 |
數(shù)據(jù)庫中的B樹
B樹與B+樹簡介
B樹是一種平衡多路查找樹，每個結(jié)點(diǎn)包含三個部分：鍵，值，指向子結(jié)點(diǎn)的指針。假設(shè)一個B樹結(jié)點(diǎn)中有n個鍵，則它同時有n個值。如果這是一個葉子結(jié)點(diǎn)，則它沒有指向子結(jié)點(diǎn)的指針，否則有n+1個指向子結(jié)點(diǎn)的指針。下圖為n==2時的結(jié)點(diǎn)情況。
圖中鍵1和鍵2兩個值需要滿足鍵1<鍵2。 值1和值2分別與鍵1和鍵2對應(yīng)；三個指向子結(jié)點(diǎn)的指針，分別指向具有不同范圍的鍵的子結(jié)點(diǎn)。子結(jié)點(diǎn)1中的鍵都小于鍵1；子結(jié)點(diǎn)2中的鍵都大于鍵1，且小于鍵2；子結(jié)點(diǎn)3中的鍵都大于鍵2。如下圖提供了一個3路B樹的示例。
上圖中每個結(jié)點(diǎn)有三排，第一排是鍵；第二排是值；第三排是指向子結(jié)點(diǎn)的指針。根節(jié)點(diǎn)有50和100兩個鍵，因此它的左子樹中結(jié)點(diǎn)的鍵都小于50；中子樹中結(jié)點(diǎn)的鍵都大于50且小于100；右子樹中結(jié)點(diǎn)的鍵都大于100。
B+樹和B樹類似，但是B+樹的內(nèi)部結(jié)點(diǎn)中只有鍵和指向子結(jié)點(diǎn)的指針，而葉子結(jié)點(diǎn)具有鍵、值和指向下一組值的指針，即只在葉子結(jié)點(diǎn)上存儲數(shù)據(jù)。因此父結(jié)點(diǎn)中的鍵還會再出現(xiàn)在子結(jié)點(diǎn)上。而且B+樹的葉子結(jié)點(diǎn)的指向下一組值的指針，將所有值都串成了一個鏈表。由于內(nèi)部結(jié)點(diǎn)不需要存儲值，B+樹可以存儲更多的鍵。下圖用5路B+樹存儲了上面3路B樹的內(nèi)容。
B樹頁
數(shù)據(jù)庫文件由一頁或多頁組成。同一個數(shù)據(jù)庫中，每頁的大小相同，都是 在512 和 65536 之間，并且為2的整數(shù)次冪。數(shù)據(jù)庫的頁分為鎖定字節(jié)(lock-byte)頁、freelist頁、B樹頁、負(fù)載溢出頁和指針映射頁。
B樹算法為SQLite提供了鍵值存儲模式，而且保證了鍵的有序性和唯一性。SQLite數(shù)據(jù)庫中B樹的結(jié)點(diǎn)就是一個頁面，所以指向的子結(jié)點(diǎn)的指針實(shí)際上是對應(yīng)頁面的頁碼。SQLite數(shù)據(jù)庫使用了兩種B樹變體，在葉子節(jié)點(diǎn)存儲數(shù)據(jù)的表B樹和不存儲數(shù)據(jù)的索引B樹。一顆完整的樹只能是完全的表B樹或者完全的索引B樹。
表B樹和索引B樹
表B樹類似B+樹，只將值存放在葉子結(jié)點(diǎn)中；索引B樹是一顆沒有值的樹，鍵就是數(shù)據(jù)本身，因此索引B樹其實(shí)類似于B樹。下表列出了它們之間的一些差異。
| 鍵長度(byte) | 8 | 最長2147483647的隨機(jī)值 |
| 值存放點(diǎn) | 葉子結(jié)點(diǎn) | 沒有值，鍵就是數(shù)據(jù) |
| 值長度 | 最長2147483647 | 沒有值，鍵就是數(shù)據(jù) |
| 葉子結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu) | 鍵 | 鍵和值 |
| 主要使用場景 | rowid表 | 索引、WITHOUT_ROWID表 |
總結(jié)
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