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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

  • 时间:2020-08-18 05:47 编辑: 来源: 阅读:
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摘要:asp.net下SQLite(轻量级最佳数据库) 原理分析和开发应用
[b]概述[/b] [b]SQLite介绍[/b] 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。 [b]架构(architecture)[/b] 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。   [img]http://files.jb51.net/upload/201110/20111011145310732.jpg[/img]   [b]接口(Interface) [/b]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)。 [b]编译器(Compiler) [/b]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。 [b]虚拟机(Virtual Machine) [/b]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)。 [b]后端(Back-End) [/b]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。 [b]SQLite的特点(SQLite's Features and Philosophy) [/b]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。   [b]事务(Transaction)[/b] 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。 [img]http://files.jb51.net/upload/201110/20111011145310652.jpg[/img] 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 [b]Cmd 进入命令行[/b] [b]     创建数据库文件: [/b]   >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 [b]   用.help可以看看有什么命令 [/b]   >.help 回车即可 [b]   看看有创建了多少表 [/b]   >.tables  [b]  看表结构 [/b]   >.schema 表名  [b]看看目前挂的数据库 [/b]   >.database  [b]  如果要把查询输出到文件 [/b]   >.output 文件名    > 查询语句; [b]   把查询结果用屏幕输出 [/b]   >.output stdout [b]   把表结构输出,同时索引也会输出 [/b]    > .dump 表名 [b]   退出 [/b]   >.exit 或者.quit   [b]从[/b][b]http://sqlite.phxsoftware.com/[/b][b]下载Ado.net驱动。 [/b]   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~~ [b]SQL语法 [/b]   由于以前用SQLServer或者ISeries,所以DDL的语法很汗颜   [b]创建一个单个Primary Key的table [/b]   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    ) ; [b]  创建一个多个Primary Key的table [/b]   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)    ) ; [b]  创建索引 [/b]   CREATE  INDEX [IX_Account] ON  [Account]([IsCheck], [UserName]);    还可以视图等等。 [b] [/b] [b][/b] [b]SQLite 分页查询[/b] 写法1: SELECT * FROM TABLE1 LIMIT  20 OFFSET 20 ; 写法2: SELECT * FROM TABLE1 LIMIT 20 , 20; [b]SQLite 文件的压缩[/b] 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 [img]http://files.jb51.net/upload/201110/20111011145311414.jpg[/img] [b]数据插入与更新[/b] 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。
[u]复制代码[/u] 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
[u]复制代码[/u] 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
[u]复制代码[/u] 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
[u]复制代码[/u] 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
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