WAL 模式 VS 回滚模式
| 特性 | WAL 模式 | 回滚模式（Rollback Journal） |
|---|---|---|
| 定义 | 使用写前日志来记录变更。 | 使用回滚日志来记录事务的所有修改。 |
| 特点 | 更高的并发性和性能；支持多读者和单写者。 | 支持安全的事务回滚，但并发性较低。 |
| 性能 | 写入性能更好，尤其是读多写少的场景。 | 写操作会造成较大的性能开销，尤其是在事务开始时。 |
| 写入流程 | 数据首先写入 WAL 文件，然后才从 WAL 刷新到主数据库。 | 数据在开始事务时写入日志文件，完成后再更新主数据库。 |
| 读操作 | 读取主数据库时不需要排队，因此多个读者可以平行读取。 | 当写入时，读取者可能会被阻塞，直到写入完成。 |
| 数据完整性 | 数据可以在写入过程中保持完整，写入发生之前可以回退。 | 在异常情况下，使用回滚日志恢复数据，但会使写性能降低。 |
| 空间使用 | WAL 文件会持续增大，直到执行 CHECKPOINT 操作。 | 日志文件会在事务完成后被删除，空间使用相对较小。 |
| CHECKPOINT 操作 | 定期将 WAL 文件中的数据合并到主数据库。 | 不需要 CHECKPOINT 操作，事务完成后立即释放日志文件。 |
| 数据恢复 | 可以在 WAL 文件中恢复未提交的事务。 | 通过回滚日志恢复未完成的事务。 |
| 配置复杂性 | 需要手动控制 WAL 文件刷新和 CHECKPOINT。 | 相对简单，主要关注事务和日志保存。 |
| 适用场景 | - 读多写少的应用 - 高并发读取的应用 - 需要快速响应的桌面应用或移动应用 | - 需要确保数据回滚的场景 - 事务完整性重要的金融应用 - 低并发负载的环境 |
WAL 模式的优缺点：
优点
- 高并发性 :
- WAL 模式允许多个读操作并行执行，而不必等待写操作完成。这对读多写少的应用程序非常有利。
- 写入性能 :
- 由于写操作是先写入 WAL 文件而不是直接更改数据库，写操作的性能通常优于传统的日志模式，尤其是在进行大量插入时。
- 避免写阻塞 :
- 在 WAL 模式下，写操作不会阻塞读取操作。只有在强制检查点（checkpoint）过程中，才会进行某种程度的阻塞。
- 崩溃恢复能力 :
- WAL 文件在发生崩溃时可以帮助恢复未提交的事务。WAL 模式允许在发生故障后更加稳健地恢复数据库状态。
- 逐步更新 :
- WAL 文件支持逐步刷新到主数据库文件，这样可以避免在每次写入时立即更新主数据库，减少了大量 I/O 操作。
缺点
- 存储空间 :
- WAL 文件可能变得很大，尤其是在频繁写入的场景中。需要定期执行 CHECKPOINT 操作以清理 WAL 文件，从而释放存储空间。
- 检查点管理 :
- 有时需要手动管理 CHECKPOINT 操作来将 WAL 文件中的数据写入主数据库，这增加了管理复杂性。如果不定期进行 CHECKPOINT，可能导致 WAL 文件无限增大。
- 写操作延迟 :
- 初始写操作会写入 WAL 文件，在强制将数据从 WAL 刷新到主数据库之前，可能会有一定延迟。这对某些特定场景（例如实时系统）可能不利。
- 持久性配置需求 :
- 在某些情况下（特别是嵌入式系统），WAL 模式可能需要更多的内存和存储资源来管理 WAL 文件和进行 CHECKPOINT。
- 旧版本支持 :
- WAL 模式可能不被所有 SQLite 版本支持，使用时需要确保兼容性。
回滚模式优缺点
优点
- 数据完整性 :
- 回滚日志确保了数据的一致性和完整性，即使在事务异常中断或发生崩溃的情况下，可以通过回滚日志恢复到事务开始之前的状态。
- 简单的故障恢复 :
- 如果发生错误或系统崩溃，可以通过日志文件回滚未完成的事务，减少数据损失的风险。
- 自动管理 :
- 当事务结束时，日志文件可以自动清理，不需要手动管理（例如 CHECKPOINT 操作）。
- 易于实现 :
- 对于一些简单的应用，Rollback Journal 模式的设置和使用相对简单，因为它不会涉及复杂的参数配置或管理。
- 低内存需求 :
- 与 WAL 模式相比，Rollback Journal 模式通常对内存的需求较低，因为它的工作方式不需要持有大量的日志文件。
缺点
- 性能开销 :
- 在执行写操作时，Rollback Journal 模式需要创建和写入日志文件，可能会导致性能下降，特别是在频繁写入的状况下。
- 读操作阻塞 :
- 在执行写操作时，读操作通常会被阻塞，直到写入完成。这可能影响多用户环境下的并发性。
- 写延迟 :
- 对于每个事务，数据库在应用实际更改之前都必须首先写入回滚日志，这会引入额外的延迟。
- 日志文件管理 :
- 虽然不需要手动进行 CHECKPOINT 操作，但仍需要管理日志文件的大小和数量，特别是在大事务完成后，及时清理日志很重要。
- 不适合高并发应用 :
- 在高并发读写的场合，Rollback Journal 模式可能导致性能瓶颈，因为写入会严重影响读取性能。
主要数据结构的关系
sqlite 主要数据结构包括 connection, statements, B-tree 和 pager，它们之间的关系如下：
