Sqlite学习笔记（10）-API(1)

API
API由两部分组成: 核心API(core API) 和扩展API（extension API）
核心API的函数实现基本的数据库操作：连接数据库，处理SQL，遍历结果集。它也包括一些实用函数，比如字符串转换，操作控制，调试和错误处理。
扩展API通过创建你自定义的SQL函数去扩展SQLite。
2.2.1 主要的数据结构
SQLite由很多部分组成－parser,tokenize,virtual machine等等。但是从程序员的角度，最需要知道的是: connection,statements,B-tree和pager。图2.2展示了它们之间的关系，它告诉我们在编程需要知道的三个主要方面：API,事务(Transaction)和锁(Locks)。从技术上来说，B-tree和pager不是API的一部分。但是它们却在事务和锁上起着关键作用。
Connection和statement是执行SQL命令涉及的两个主要数据结构，几乎所有通过API进行的操作都要用到它们。一个连接(Connection)代表在一个独立的事务环境下的一个单一连接。在C API中，他们分别由sqlite3和sqlite3_stmt直接进行处理。每一个statement都和一个connection关联，它通常表示一个编译过的SQL语句，在内部，它以VDBE字节码表示。Statement包括执行一个命令所需要一切，包括保存VDBE程序执行状态所需的资源，指向硬盘记录的B-树游标，以及参数等等。

图2.2 SQLite C API对象模型
一个connection可以有多个database对象—一个主要的数据库以及附加的数据库，每一个数据库对象有一个B-tree对象，一个B-tree有一个pager对象。
一个connection的结构一般如下所示：

struct ShellState {
  sqlite3 *db;           /* The database */
  int echoOn;            /* True to echo input commands */
  int autoEQP;           /* Run EXPLAIN QUERY PLAN prior to seach SQL stmt */
  int statsOn;           /* True to display memory stats before each finalize */
  int scanstatsOn;       /* True to display scan stats before each finalize */
  int backslashOn;       /* Resolve C-style x escapes in SQL input text */
  int outCount;          /* Revert to stdout when reaching zero */
  int cnt;               /* Number of records displayed so far */
  FILE *out;             /* Write results here */
  FILE *traceOut;        /* Output for sqlite3_trace() */
  int nErr;              /* Number of errors seen */
  int mode;              /* An output mode setting */
  int writableSchema;    /* True if PRAGMA writable_schema=ON */
  int showHeader;        /* True to show column names in List or Column mode */
  unsigned shellFlgs;    /* Various flags */
  char *zDestTable;      /* Name of destination table when MODE_Insert */
  char colSeparator[20]; /* Column separator character for several modes */
  char rowSeparator[20]; /* Row separator character for MODE_Ascii */
  int colWidth[100];     /* Requested width of each column when in column mode*/
  int actualWidth[100];  /* Actual width of each column */
  char nullValue[20];    /* The text to print when a NULL comes back from ** the database */
  SavedModeInfo normalMode;/* Holds the mode just before .explain ON */
  char outfile[FILENAME_MAX]; /* Filename for *out */
  const char *zDbFilename;    /* name of the database file */
  char *zFreeOnClose;         /* Filename to free when closing */
  const char *zVfs;           /* Name of VFS to use */
  sqlite3_stmt *pStmt;   /* Current statement if any. */
  FILE *pLog;            /* Write log output here */
  int *aiIndent;         /* Array of indents used in MODE_Explain */
  int nIndent;           /* Size of array aiIndent[] */
  int iIndent;           /* Index of current op in aiIndent[] */
};

Statement最终都是通过connection的B-tree和pager从数据库读或者写数据，通过B-tree的游标(cursor)遍历存储在页面(page)中的记录。游标在访问页面之前要把它从disk加载到内存，而这就是pager的任务。任何时候，当B-tree需要页面时，它都会请求pager从disk读取数据，然后把页面(page)加载到页面缓冲区(page cache)，之后，B-tree和与之关联的游标就可以访问位于page中的记录了。 如果cursor改变了page，为了防止事务回滚，pager必须采取特殊的方式保存原始page。总的来说，pager负责读写数据库，管理内存缓存和页面（page），以及管理事务，锁和崩溃恢复。 总之，关于connection和transaction，你必须知道两件事： (1)对数据库的任何操作，一个连接存在于一个事务下。 (2)一个连接决不会同时存在多个事务下。 2.2.2 核心API 核心API 主要与执行SQL命令有关，本质上有两种方法执行SQL语句：prepared query 和wrapped query。Prepared query由三个阶段构成：preparation，execution和finalization。其实wrapped query只是对prepared query的三个过程封装而已，最终也会转化为prepared query的执行。

（编辑：李大同）

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