嵌入式数据库

嵌入式数据库

1. 关系型嵌入式数据库

• SQLite：

  • 特点：自给自足的、零配置的、轻量级的关系型数据库，支持SQL查询。
  • 应用：广泛应用于移动应用（如iOS和Android应用）、桌面应用（如应用程序设置和缓存）、嵌入式设备（如物联网设备）。

• H2：

  • 特点：Java编写的关系型数据库，支持嵌入式模式和服务器模式，支持SQL和JDBC。
  • 应用：Java应用程序中的数据存储，适用于需要嵌入式数据库的桌面应用和小型服务器应用。

• Firebird：

  • 特点：支持SQL标准，具有小内存占用和高性能。
  • 应用：商业和嵌入式系统中，适用于需要关系数据库支持的各种场景。

2. 键值型嵌入式数据库

• Berkeley DB：

  • 特点：高性能的嵌入式键值存储数据库，支持ACID事务，适用于高吞吐量的数据存储。
  • 应用：网络设备、通信系统、分布式应用中的数据存储。

• LevelDB：

  • 特点：高效的键值存储数据库，优化了读取和写入性能，支持持久化存储。
  • 应用：用于需要持久化存储的应用程序，如浏览器的本地存储、文件系统等。

• RocksDB：

  • 特点：LevelDB的改进版，支持更多功能和更高性能，优化了写入性能和空间效率。
  • 应用：大数据存储、实时数据分析、缓存系统。

3. 文档型嵌入式数据库

• Embedded MongoDB ：
  • 特点：MongoDB的嵌入式版本，支持文档存储模型，适合需要JSON-like数据结构的应用。
  • 应用：适用于需要文档型数据存储的嵌入式系统和应用。

4. 图形型嵌入式数据库

• Neo4j Embedded ：
  • 特点：图数据库的嵌入式版本，支持图数据模型，适用于复杂关系数据的存储和查询。
  • 应用：图数据分析、推荐系统、社交网络分析等需要图形数据处理的应用。

5. 对象型嵌入式数据库

• ObjectDB ：
  • 特点：Java编写的对象数据库，支持直接存储Java对象，简化对象关系映射。
  • 应用：Java应用中的数据存储，适用于需要面向对象的数据建模的嵌入式系统。

sqlite3数据库

SQLite3是一个轻量级的关系型数据库管理系统，它遵循ACID（原子性、一致性、隔离性和持久性）原则，广泛用于嵌入式系统和应用程序中。以下是SQLite3的一些主要特点和优势：

1. 嵌入式数据库

• SQLite是一种嵌入式数据库，意味着它不需要单独的服务器进程或系统来运行。数据库直接集成在应用程序中，适合小型和中型应用。

2. 轻量级

• SQLite是一个非常小的库，单个数据库文件通常只有几百KB。它的轻量特性使其非常适合资源有限的环境。

安装

sudo apt update  
sudo apt install sqlite3 libsqlite3-dev

• sqlite3 是SQLite的命令行工具。
• libsqlite3-dev 是SQLite的开发库，供开发者使用。

命令

1. 打开数据库

sqlite3 database_name.db

• 打开或创建一个名为 database_name.db 的数据库文件。如果文件不存在，它将被创建。

2. 创建表

CREATE TABLE table_name ( column1_name column1_type, column2_name column2_type, ... );

• 创建一个名为 table_name 的新表，并指定表的列及其数据类型。

3. 查看表结构

.schema table_name

• 显示指定表的创建SQL语句，用于查看表结构。

4. 插入数据

INSERT INTO table_name (column1, column2, ...) VALUES (value1, value2, ...);

• 向指定表中插入一行数据。

5. 查询数据

SELECT column1, column2 FROM table_name WHERE condition;

• 从指定表中选择列的数据，可以使用 WHERE 子句进行条件过滤。

6. 更新数据

UPDATE table_name SET column1 = value1 WHERE condition;

• 更新指定表中符合条件的行。

7. 删除数据

DELETE FROM table_name WHERE condition;

• 从指定表中删除符合条件的行。

8. 显示表中的所有数据

SELECT * FROM table_name;

• 显示指定表中所有行的数据。

9. 删除表

DROP TABLE table_name;

• 删除指定表及其所有数据。

10. 查看所有表

.tables

• 显示当前数据库中的所有表。

11. 退出SQLite

.quit

• 退出SQLite命令行界面。

SQL语句

1. 创建表

CREATE TABLE table_name (column1 datatype constraints, column2 datatype constraints, ...);

• table_name: 表的名称。
• column1, column2, ...: 列的名称。
• datatype : 列的数据类型（例如 INTEGER, TEXT, REAL）。
• constraints : 列的约束（例如 PRIMARY KEY, NOT NULL）。使用 AUTOINCREMENT 关键字使主键值自动增长（仅对 INTEGER PRIMARY KEY 列有效）。

2. 插入数据

INSERT INTO table_name (column1, column2, ...) VALUES (value1, value2, ...);

• table_name: 表的名称。
• column1, column2, ...: 要插入数据的列名称。
• value1, value2, ...: 对应于列的数据值。

3. 查询数据

SELECT column1, column2, ... FROM table_name WHERE condition ORDER BY column1 [ASC|DESC];

• column1, column2, ...: 要查询的列名称。
• table_name: 表的名称。
• condition : 查询的筛选条件（例如 age > 25），可以省略。
• ORDER BY column1 [ASC|DESC] : 按照指定列进行排序。ASC 表示升序（默认），DESC 表示降序。

4. 删除数据

DELETE FROM table_name WHERE condition;

• table_name: 表的名称。
• condition : 删除的筛选条件（例如 age < 20）。

5. 删除表

DROP TABLE table_name;

• table_name: 要删除的表名称。

6.自动增长主键

在 SQLite3 中，可以通过 AUTOINCREMENT 关键字使主键列的值自动递增。通常与 INTEGER PRIMARY KEY 列一起使用，以确保每次插入新行时，主键值都会自动增加并且唯一。

• 用法 ：INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT 用于定义一个列为主键并自动递增。

  • 主键列 ：定义为 INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT。
  • 自动递增：插入新记录时，SQLite 会自动为该列生成一个唯一的递增整数值。
  • 用途：防止主键值重复并避免手动设置主键值。

7.升序和降序排序

ORDER BY 子句用于对查询结果进行排序。你可以指定一个或多个列进行排序，并选择升序（ASC）或降序（DESC）方式。

• 升序排序 ：默认排序方式，使用 ASC 关键字，按列的值从小到大排序。如果省略 ASC，排序默认为升序。

• 降序排序 ：使用 DESC 关键字，按列的值从大到小排序。

  • ORDER BY column1 ASC ：按 column1 列的升序排列查询结果。
  • ORDER BY column1 DESC ：按 column1 列的降序排列查询结果。

8.条件查找

WHERE 子句用于在查询中添加条件，从而筛选满足特定条件的记录。

• 用法 ：在 SELECT 语句中使用 WHERE 子句，以指定查询条件。

  • 条件 ：可以是简单的比较（如 age > 25）、多个条件的组合（如 age > 25 AND name = 'Alice'），或使用通配符和其他运算符进行更复杂的筛选。
  • 筛选：仅返回满足条件的记录。

9.多表联查

内联接（INNER JOIN）

内联接用于从两个表中返回所有满足联接条件的记录。只有当两个表中的记录满足联接条件时，才会包含在结果中。

• 用法 ： SELECT column1, column2, ... FROM table1 INNER JOIN table2 ON table1.common_column = table2.common_column;

• 解释：

  • table1 和 table2：参与联接的两个表。
  • common_column：两个表中用于联接的列。
  • 返回两个表中满足联接条件的记录。

左联接（LEFT JOIN 或 LEFT OUTER JOIN）

左联接返回左表中的所有记录，即使在右表中没有匹配的记录。如果右表中没有匹配的记录，则结果中右表的列将包含空值（NULL）。

• 用法 ： SELECT column1, column2, ... FROM table1 LEFT JOIN table2 ON table1.common_column = table2.common_column;

• 解释：

  • table1：左表，所有记录都会被返回。
  • table2：右表，只有满足联接条件的记录会被返回。
  • 如果 table2 中没有匹配的记录，table1 中的记录仍会显示，table2 的列将显示为 NULL。

右联接（RIGHT JOIN 或 RIGHT OUTER JOIN）

SQLite3 不直接支持右联接（RIGHT JOIN）。通常可以通过将表的位置互换来实现右联接的效果，即使用左联接并调换表的位置。

• 用法 ： SELECT column1, column2, ... FROM table2 LEFT JOIN table1 ON table1.common_column = table2.common_column;

• 解释：

  • table2：右表，所有记录都会被返回。
  • table1：左表，只有满足联接条件的记录会被返回。
  • 如果 table1 中没有匹配的记录，table2 中的记录仍会显示，table1 的列将显示为 NULL。

交叉联接（CROSS JOIN）

交叉联接用于生成两个表之间的笛卡尔积，即每个表的每一行与另一个表的每一行进行组合。交叉联接会返回一个包含所有可能行组合的结果集。

• 用法 ： SELECT column1, column2, ... FROM table1 CROSS JOIN table2;

• 解释：

  • table1 和 table2：参与联接的两个表。
  • 结果 ：生成的结果集包含 table1 中的每一行与 table2 中的每一行的所有可能组合。
  • 交叉联接的结果行数等于 table1 的行数乘以 table2 的行数。

• 注意：

  • 交叉联接会生成大量的行数据，特别是当两个表都有许多行时，结果集可能非常庞大。因此，通常仅在需要所有可能组合的场景下使用交叉联接。
  • 交叉联接没有条件限制，它的结果集通常用于进一步的数据处理或生成测试数据。

sqlite3的C\C++函数接口

数据库操作

1. sqlite3_open(const char *filename, sqlite3 **ppDb)

   • 功能：打开一个 SQLite 数据库。如果数据库不存在，会创建一个新的数据库文件。
   • 参数 ：
     • filename：数据库文件的路径。
     • ppDb ：指向 sqlite3 对象的指针，用于接收数据库连接句柄。
   • 返回：操作的结果代码。

2. sqlite3_close(sqlite3 *pDb)

   • 功能：关闭一个已打开的 SQLite 数据库连接。
   • 参数 ：
     • pDb：要关闭的数据库连接句柄。
   • 返回：操作的结果代码。

执行 SQL 语句

1. sqlite3_exec(sqlite3 *db, const char *sql, int (*callback)(void*, int, char**, char**), void *data, char **errmsg)

   • 功能：执行一个 SQL 语句（例如查询、插入、更新、删除）。可以同时执行多个 SQL 语句。
   • 参数 ：
     • db：数据库连接句柄。
     • sql：要执行的 SQL 语句。
     • callback：执行 SQL 语句后回调的函数。
     • data：传递给回调函数的用户数据。
     • errmsg：指向错误信息的指针。
   • 返回：操作的结果代码。

2. sqlite3_prepare_v2(sqlite3 *db, const char *sql, int length, sqlite3_stmt **stmt, const char **tail)

   • 功能：预编译 SQL 语句，生成一个语句句柄，用于后续执行。
   • 参数 ：
     • db：数据库连接句柄。
     • sql：要编译的 SQL 语句。
     • length：SQL 语句的长度（通常可以设为 -1）。
     • stmt ：指向 sqlite3_stmt 语句句柄的指针。
     • tail：指向剩余 SQL 语句的指针。
   • 返回：操作的结果代码。

3. sqlite3_step(sqlite3_stmt *stmt)

   • 功能：执行预编译的 SQL 语句。调用此函数来逐步执行语句。
   • 参数 ：
     • stmt：预编译的 SQL 语句句柄。
   • 返回：执行状态码，指示语句的执行情况。

4. sqlite3_finalize(sqlite3_stmt *stmt)

   • 功能：销毁预编译的 SQL 语句句柄，释放相关资源。
   • 参数 ：
     • stmt：要销毁的 SQL 语句句柄。
   • 返回：操作的结果代码。

结果获取

1. sqlite3_column_text(sqlite3_stmt *stmt, int col)

   • 功能：获取当前行指定列的文本数据。
   • 参数 ：
     • stmt：预编译的 SQL 语句句柄。
     • col：列的索引（从 0 开始）。
   • 返回：列的数据内容。

2. sqlite3_column_int(sqlite3_stmt *stmt, int col)

   • 功能：获取当前行指定列的整型数据。
   • 参数 ：
     • stmt：预编译的 SQL 语句句柄。
     • col：列的索引（从 0 开始）。
   • 返回：列的数据内容。

错误处理

1. sqlite3_errmsg(sqlite3 *db)

   • 功能：获取最近一次操作的错误信息。
   • 参数 ：
     • db：数据库连接句柄。
   • 返回：错误信息的字符串。

2. sqlite3_errcode(sqlite3 *db)

   • 功能：获取最近一次操作的错误代码。
   • 参数 ：
     • db：数据库连接句柄。
   • 返回：错误代码。

数据库工具 sqlitebrowser

安装

sudo apt update
sudo apt install sqlitebrowser

使用

sqlitebrowser + 数据库文件(.db)