SQLite01-入门

官网地址：https://www.sqlite.org/
源码地址：https://github.com/sqlite/sqlite
SQLite 是一个轻量级、嵌入式、无服务器的关系型数据库引擎，以 C 语言库的形式实现。它将整个数据库（包括表、索引和数据）存储在单个磁盘文件中，无需独立服务进程

并发性能弱：基于文件锁机制，高并发写入时效率较低。
功能精简：
- 不支持 FULL OUTER JOIN、ALTER TABLE DROP COLUMN 等高级 SQL 语法。
- 视图只读，不可通过视图修改数据。
存储容量上限：单库理论支持 2TB，但超大规模数据性能受限。

灵感来源
SQLite的创始人D. Richard Hipp在参与美国海军导弹驱逐舰项目时，发现传统数据库（如Informix）在嵌入式场景中过于臃肿，安装和维护成本高昂。这促使他设计一个轻量级、无服务器的数据库解决方案。
初版发布
2000年8月，SQLite 1.0正式发布，采用GNU数据库管理器（GDBM）作为初始存储引擎，核心目标是实现零配置、单文件存储。其名称"SQLite"既指轻量化（Light），也暗含与创始人女儿"My"的关联。

架构革新（V2-V3版本）
- 2001年V2版：支持多线程并发，但稳定性不足。
- 2004年V3版：彻底重构B-Tree存储引擎，引入ACID事务支持和跨平台兼容性，性能提升10倍以上，支持TB级数据存储。此版本成为SQLite被广泛采用的基础。
开源与标准化
- 代码采用公共领域授权（无版权限制），允许任何个人或企业免费商用。同时兼容SQL-92标准，提供C/C++、Python等多语言接口。

关键版本迭代
- 2006年V3.3.0：支持全文搜索（FTS3模块），增强数据处理能力。
- 2010年V3.6.0：引入预写日志（WAL）模式，显著提升多进程并发写入性能。
- 2014年V3.8.0：新增JSON1扩展，适应现代Web应用的数据交换需求。
行业渗透
- 移动端：成为Android和iOS的默认内置数据库，支撑本地存储（如通讯录、应用缓存）。
- 嵌入式设备：应用于工业控制器、医疗仪器等低资源环境，全球装机量超万亿级。

SQLite 的官方主页 https://www.sqlite.org 提供了详细的发布历史和每个版本的发布说明。你可以访问 Change Log 页面查看所有版本的变更记录，或者访问 Release History 页面查看按时间顺序排列的版本历史。
版本号的含义：版本号通常由三个部分组成：主版本号.次版本号.修订版本号，例如 3.42.0。
- 主版本号 (Major Version)：
  - 当 SQLite 做出不兼容的 API 或 ABI（应用程序二进制接口）更改时，主版本号会增加。例如，从 2.x 到 3.x 是一次重大升级，涉及了数据库文件格式的变更。
- 次版本号 (Minor Version)：
  - 次版本号表示添加了新的功能或特性，但保持向后兼容。也就是说，新版本可以读取旧版本创建的数据库文件，并且 API 和 ABI 仍然兼容。
- 修订版本号 (Patch Version)：
  - 修订版本号表示对现有功能的错误修复和小的改进。这些更新通常是安全的，不会引入新的功能，也不会破坏现有的功能。

SQLite采用分层设计，由编译器、虚拟机与后端存储三大子系统构成，各层独立协作。
接口层（Interface）
- 提供C语言API，支持Python/Java/PHP等语言扩展调用
- 核心接口：sqlite3_open()（连接数据库）、sqlite3_exec()（执行SQL）、sqlite3_prepare()（预处理语句）
编译器（Compiler）
- 分词器（Tokenizer）：将SQL字符串拆解为语法标记（Tokens）
- 解析器（Parser）：基于Lemon LALR(1) 生成器，构建语法树（Syntax Tree）
  - 优化点：Tokenzier主动调用Parser，避免YACC/BISON的滞后性问题
- 代码生成器（Code Generator）：将语法树转为虚拟机器码（VDBE字节码）
  - 按SQL类型分工：select.c处理查询，insert.c处理插入，where.c优化条件过滤

虚拟数据库引擎（VDBE）解释执行编译器生成的字节码，模拟CPU处理流程。
指令集特性
- 128个操作码（Opcodes），专为数据库操作设计（如OpenCursor打开游标）
- 基于栈式存储：中间结果暂存于内存栈，指令操作数≤3个
关键模块
- vdbe.c：虚拟机主执行逻辑
- vdbeaux.c：辅助函数（如字节码组装）
- vdbemem.c：管理Mem对象（存储整数、文本等数据类型）
💡 例：SELECT * FROM table → 生成OpenRead（打开表）、Next（遍历行）等指令序列

负责磁盘数据管理，包含两级关键组件：
B-tree索引引擎
- 文件位置：btree.c
- 功能：管理表/索引的树形结构，实现O(log n)复杂度检索
- 特性：每个表/索引独立B-tree，全库存于单一磁盘文件
页缓存（Pager）
- 文件位置：pager.c
- 核心职责：
  - 缓冲磁盘页（默认1KB/页，可配置512B~64KB）
  - 实现ACID事务：通过预写日志（WAL模式）和回滚日志保证原子性
  - 锁机制：文件锁控制并发写入（高并发场景性能受限的主因）

优势
- 单文件设计：零部署依赖，跨平台兼容
- 轻量化：核心库<600KB，内存占用低
局限
- 并发瓶颈：文件锁机制限制多进程写入
- 功能裁剪：
  - 不支持存储过程、FULL OUTER JOIN
  - 视图只读（不可通过视图修改数据）