SQLite 设计与概念
转载自:http://www.eoeandroid.com/thread-71734-1-1.html http://www.eoeandroid.com/thread-71727-1-1.html <一> 1、API 上图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。
1.3、Connections和Statements 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连接A (connection represents a single connection to a database as well as a single transaction context)。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。 1 int sqlite3_open(const char *zFilename,sqlite3 **ppDb){ 2 3 return openDatabase(zFilename,ppDb,SQLITE_OPEN_READWRITE | SQLITE_OPEN_CREATE,0); 4 5 }
1 int sqlite3_prepare( 2 3 sqlite3 *db, 4 5 const char *zSql, 6 7 int nBytes, 8 9 sqlite3_stmt **ppStmt, 10 11 const char **pzTail 12 13 ){ 14 15 int rc; 16 17 rc = sqlite3LockAndPrepare(db,zSql,nBytes,0,ppStmt,pzTail); 18 19 assert( rc==SQLITE_OK || ppStmt==0 || *ppStmt==0 ); 20 21 return rc; 22 23 }
1 #include 2 #include 3 #include"sqlite3.h" 4 #include 5 intmain(intargc,char**argv){ 6 int rc,i,ncols; 7 sqlite3 *db; 8 sqlite3_stmt *stmt; 9 char *sql; 10 const char*tail; 11 //打开数据 12 rc=sqlite3_open("foods.db",&db); 13 if(rc){ 14 fprintf(stderr,"Can'topendatabase:%sn",sqlite3_errmsg(db)); 15 sqlite3_close(db); 16 exit(1); 17 } 18 19 sql="select * from episodes"; 20 //预处理 21 rc=sqlite3_prepare(db,sql,(int)strlen(sql),&stmt,&tail); 22 if(rc!=SQLITE_OK){ 23 fprintf(stderr,"SQLerror:%sn",sqlite3_errmsg(db)); 24 } 25 26 rc=sqlite3_step(stmt); 27 ncols=sqlite3_column_count(stmt); 28 while(rc==SQLITE_ROW){ 29 30 for(i=0;ifprintf(stderr,"'%s'",sqlite3_column_text(stmt,i)); 31 } 32 fprintf(stderr,"n"); 33 rc=sqlite3_step(stmt); 34 } 35 //释放statement 36 sqlite3_finalize(stmt); 37 //关闭数据库 38 sqlite3_close(db); 39 return0; 40 } <二> 本节讨论事务,事务是DBMS最核心的技术之一.在计算机科学史上,有三位科学家因在数据库领域的成就而获ACM图灵奖,而其中之一 Jim Gray(曾任职微软)就是因为在事务处理方面的成就而获得这一殊荣,正是因为他,才使得OLTP系统在随后直到今天大行其道.关于事务处理技术,涉及到很多,随便就能写一本书.在这里我只讨论SQLite事务实现的一些原理,SQLite的事务实现与大型通用的DBMS相比,其实现比较简单.这些内容可能比较偏于理论,但却不难,也是理解其它内容的基础.好了,下面开始第二节---事务.
关于这个图有以下几点值得注意: (2) 白色框中的UNLOCKED,PENDING,SHARED和 RESERVED可以在一个数据库的同一时存在。 考虑下面的例子(为了简单,这里用了伪码): db = open('foods.db') db.exec('BEGIN') db.exec('SELECT * FROM episodes') db.exec('SELECT * FROM episodes') db.exec('COMMIT') db.close() 由于显式的使用了BEGIN和COMMIT,两个SELECT命令在一个事务下执行。第一个exec()执行时,connection处于SHARED,然后第二个exec()执行,当事务提交时,connection又从SHARED回到UNLOCKED状态,如下: UNLOCKED→PENDING→SHARED→UNLOCKED //如果没有BEGIN和COMMIT两行时如下: UNLOCKED→PENDING→SHARED→UNLOCKED→PENDING→ SHARED→UNLOCKED2.4、写事务(Write Transactions) 下面我们来考虑写数据库,比如UPDATE。和读事务一样,它也会经历UNLOCKED→PENDING→SHARED,但接下来却是灰色的PENDING, 2.4.1、The Reserved States 当一个连接(connection)向数据库写数据时,从SHARED状态变为RESERVED状态,如果它得到RESERVED锁,也就意味着它已经准备好进行写操作了。即使它没有把修改写入数据库,也可以把修改保存到位于pager中缓存中(page cache)。 当一个连接进入RESERVED状态,pager就开始初始化恢复日志(rollback journal)。在RESERVED状态下,pager管理着三种页面: (1) Modified pages:包含被B-树修改的记录,位于page cache中。 (2) Unmodified pages:包含没有被B-tree修改的记录。 (3) Journal pages:这是修改页面以前的版本,这些并不存储在page cache中,而是在B-tree修改页面之前写入日志。 Page cache非常重要,正是因为它的存在,一个处于RESERVED状态的连接可以真正的开始工作,而不会干扰其它的(读)连接。所以,SQLite可以高效的处理在同一时刻的多个读连接和一个写连接。 2.4.2 、The Pending States 当一个连接完成修改,就真正开始提交事务,执行该过程的pager进入EXCLUSIVE状态。从RESERVED状态,pager试着获取 PENDING锁,一旦得到,就独占它,不允许任何其它连接获得PENDING锁(PENDING is a gateway lock)。既然写操作持有PENDING锁,其它任何连接都不能从UNLOCKED状态进入SHARED状态,即没有任何连接可以进入数据(no new readers,no new writers)。只有那些已经处于SHARED状态的连接可以继续工作。而处于PENDING状态的Writer会一直等到所有这些连接释放它们的锁,然后对数据库加EXCUSIVE锁,进入EXCLUSIVE状态,独占数据库(讨论到这里,对SQLite的加锁机制应该比较清晰了)。 2.4.3、The Exclusive State 在EXCLUSIVE状态下,主要的工作是把修改的页面从page cache写入数据库文件,这是真正进行写操作的地方。在pager写入modified pages之前,它还得先做一件事:写日志。它检查是否所有的日志都写入了磁盘,而这些通常位于操作的缓冲区中,所以pager得告诉OS把所有的文件写入磁盘,这是由程序synchronous(通过调用OS的相应的API实现)完成的。 日志是数据库进行恢复的惟一方法,所以日志对于DBMS非常重要。如果日志页面没有完全写入磁盘而发生崩溃,数据库就不能恢复到它原来的状态,此时数据库就处于不一致状态。日志写入完成后,pager就把所有的modified pages写入数据库文件。接下来就取决于事务提交的模式,如果是自动提交,那么pager清理日志,page cache,然后由EXCLUSIVE进入UNLOCKED。如果是手动提交,那么pager继续持有EXCLUSIVE锁和保存日志,直到COMMIT 或者ROLLBACK。 总之,从性能方面来说,进程占有排斥锁的时间应该尽可能的短,所以DBMS通常都是在真正写文件时才会占有排斥锁,这样能大大提高并发性能。 (编辑:李大同) 【声明】本站内容均来自网络,其相关言论仅代表作者个人观点,不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利,请及时与联系站长删除相关内容! |