嵌入式 SQLite 数据库开发笔记

嵌入式 SQLite 数据库开发入门笔记

在嵌入式开发中,数据存储与管理是不可或缺的环节。对于资源有限的系统,轻量级数据库 SQLite 是一个非常理想的选择。它无需独立服务进程,直接嵌入到应用中即可使用,既能满足数据持久化需求,又不会过多占用系统资源。本文将结合实践代码,系统梳理 SQLite 在嵌入式中的使用方法。


一、SQLite 简介

  • 定义

    SQLite 是一个轻量级的关系型数据库管理系统(RDBMS),以文件形式存储数据,零配置、跨平台、易移植。

  • 适用场景

    • 嵌入式设备(路由器、物联网设备、手持终端)

    • 本地应用配置存储

    • 移动端(Android、iOS 应用)

  • 数据组织结构

    数据库(Database) -> 表(Table) -> 行(Row) -> 列(Column)


二、SQLite 命令行工具常用操作

SQLite 提供了简单的命令行工具,非常适合调试和学习。

命令 功能说明
.help 显示帮助信息
.database 显示当前打开的数据库文件
.tables 列出数据库中所有表
.schema 表名 查看表结构
.header on 打开表头显示
.quit / .q 退出 SQLite 命令行工具
  • 常用 SQL 语法

    -- 插入数据
    INSERT INTO user VALUES (1, 'zhangsan', 25);

    -- 查询数据
    SELECT * FROM user;
    SELECT name, age FROM user WHERE age > 20;

    -- 更新数据
    UPDATE user SET age=26 WHERE id=1;

    -- 删除数据
    DELETE FROM user WHERE id=2;


三、C 语言调用 SQLite

在嵌入式开发中,我们通常通过 SQLite 提供的 C API 来操作数据库。

1. 基本流程

复制代码
sqlite3 *db = NULL;
int ret = sqlite3_open("./aaa.db", &db);
if (ret != SQLITE_OK) {
    fprintf(stderr, "sqlite3_open error: %s\n", sqlite3_errstr(ret));
    sqlite3_close(db);
    return 1;
}

char sql_cmd[] = "INSERT INTO user VALUES(11,'lisi',20);";
char *errmsg = NULL;
ret = sqlite3_exec(db, sql_cmd, NULL, NULL, &errmsg);
if (ret != SQLITE_OK) {
    fprintf(stderr, "sqlite3_exec error: %s\n", errmsg);
    sqlite3_free(errmsg);
    sqlite3_close(db);
    return 1;
}

sqlite3_close(db);
  • sqlite3_open():打开数据库文件,不存在则新建。

  • sqlite3_exec():执行 SQL 语句。

  • sqlite3_close():关闭数据库。


四、回调函数处理查询结果

执行 SELECT 查询时,sqlite3_exec() 可以传入一个 回调函数,用来逐行处理结果。

1. 回调函数原型

复制代码
int callback(void *arg, int col, char **result, char **title);
  • arg :用户自定义数据指针(sqlite3_exec 的第四个参数传入)。

  • col:当前行的列数。

  • result:字符串数组,存放每列的值。

  • title:字符串数组,存放每列的列名。

👉 特性:

  • 如果有多条结果,回调函数会被多次调用。

  • 如果结果为空,回调函数不会被调用。

2. 示例代码

复制代码
#include <sqlite3.h>
#include <stdio.h>

int show(void* arg, int col, char** result, char** title)
{
    static int flag = 0; // 表头只打印一次
    int i = 0;
    if (flag == 0) {
        flag = 1;
        for (i = 0; i < col; i++) {
            printf("%s\t", title[i]);
        }
        printf("\n");
    }

    for (i = 0; i < col; i++) {
        printf("%s\t", result[i] ? result[i] : "NULL");
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

int main()
{
    sqlite3* db = NULL;
    char* errmsg = NULL;
    int ret = sqlite3_open("./aaa.db", &db);
    if (ret != SQLITE_OK) {
        fprintf(stderr, "sqlite3_open %s\n", sqlite3_errstr(ret));
        sqlite3_close(db);
        return 1;
    }

    char sql_cmd[] = "SELECT * FROM user;";
    ret = sqlite3_exec(db, sql_cmd, show, NULL, &errmsg);
    if (ret != SQLITE_OK) {
        fprintf(stderr, "sqlite3_exec error: %s\n", errmsg);
        sqlite3_free(errmsg);
        sqlite3_close(db);
        return 1;
    }

    sqlite3_close(db);
    return 0;
}

3. 输出示例

假设表内容如下:

复制代码
CREATE TABLE user (id INTEGER PRIMARY KEY, name TEXT, age INTEGER);
INSERT INTO user VALUES (1, 'zhangsan', 25);
INSERT INTO user VALUES (2, 'lisi', 30);

程序运行结果:

复制代码
id    name    age
1     zhangsan    25
2     lisi        30

五、嵌入式 SQLite 开发心得

  1. 数据库文件位置

    • 嵌入式系统 Flash 容量有限,建议放在合适的分区,并避免频繁写入。
  2. 事务优化

    • 默认每次写入都会同步到磁盘,效率低。

    • 使用事务:

      复制代码
      BEGIN TRANSACTION;
      INSERT INTO user VALUES(3,'wangwu',22);
      INSERT INTO user VALUES(4,'zhaoliu',28);
      COMMIT;

      可以显著提高批量插入速度。

  3. 内存占用

    • SQLite 默认内存消耗较低,但在嵌入式系统中仍需注意查询规模,避免一次性查询过大数据集。
  4. 回调 vs 预编译接口

    • sqlite3_exec() 简单易用,适合小型查询。

    • 更复杂场景可使用 预编译语句 APIsqlite3_prepare_v2 / sqlite3_step / sqlite3_finalize),性能更好。


六、总结

SQLite 在嵌入式系统中有以下优势:

  • 单文件存储,移植方便

  • 零配置、无需后台进程

  • 支持标准 SQL,功能完备

  • 资源占用低,适合嵌入式场景

通过本文的学习,你可以在嵌入式系统中完成数据库文件的创建、数据的增删改查,以及通过 回调函数 高效获取查询结果。

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