Linux 系统编程 ：select/epoll 多路复用与 SQLite 数据库实战

1. 引言

在 Linux 系统编程的学习中，今天我们进入两个非常实用的主题：I/O 多路复用 （select 与 epoll）和 SQLite 数据库。前者是构建高并发网络服务器的基石，后者则是轻量级嵌入式数据库的典范。本文将系统梳理 select 与 epoll 的核心区别，并完整介绍 SQLite 从安装、SQL 语法到 C 语言 API 调用的全流程。

---

2. select 和 epoll 的区别

2.1 select 特点

1. select 监听的文件描述符集合本质是一个数组，有上限限制（通常为 1024）。
2. 监听集合存放在应用层；有事件发生时，内核要把数据拷贝到用户空间，资源开销大。
3. 只支持水平触发（LT，低速模式）。
4. 用户程序必须手动遍历查找哪些 fd 产生事件。

2.2 epoll 特点

1. epoll 事件表没有文件描述符数量上限。
2. 事件表放在内核中，内核直接检测事件，减少用户态-内核态拷贝，开销小。
3. 支持水平触发 LT（默认） + 边沿触发 ET（高速模式）。
4. 内核直接返回就绪的 fd，不需要全部遍历。

白话总结：select 适合少量 fd；epoll 适合高并发大量文件描述符，网络服务器用 epoll。

---

3. 数据库基础

数据库：专门用来对大批量数据做增删改查管理的软件。

3.1 数据库分类

1. 关系型数据库 ：数据存磁盘文件
   • Oracle、MySQL、SQLite
2. 非关系型数据库 ：大多放内存
   • Redis、NoSQL

3.2 安装 SQLite3

sudo apt-get install sqlite3

3.3 SQLite3 点命令（终端专用，不是 SQL 语句）

命令	作用
.tables	查看表名
.databases	列出数据库文件
.headers on/off	打开 / 关闭列名显示
.mode	设置输出格式
.schema ?TABLE?	查看建表语句
.width	设置显示宽度

3.4 SQLite 支持的数据类型

1. INTEGER 整数
2. REAL 浮点数
3. TEXT 字符串文本
4. BLOB 二进制原始字节

---

4. SQL 基础语句

4.1 create table 创建表

create table 表名(列1 类型1, 列2 类型2,...);

示例：

create table student (id integer, name text, sex text, age integer, score integer);

4.2 insert into 插入数据

insert into 表名 values(值1,值2,...);
-- 指定列插入
insert into 表名(列1,列2) values(值1,值2);

insert into student values (1,"张三","男",18,90);
insert into student values (3,"王二",NULL,NULL,NULL);
insert into student (id,name,sex) values (4,"赵五","男");

4.3 select 查询

select 列名1,列名2... from 表名;
-- *代表全部列
select * from student;

4.4 where 条件过滤

比较符号 ：= 等于、<> 不等于、> 大于、< 小于、>= 大于等于、<= 小于等于；BETWEEN 在区间内；LIKE 模糊匹配，% 代表任意字符。

示例：

select name,score from student where name like "赵%";
select name from student where score >= 90;
select name,score from student where name like "赵%" and score>95;

4.5 update 更新

UPDATE 表名 SET 列名=新值 WHERE 列名=某值;

update student set score=91 where name="赵五";

4.6 delete 删除行

delete from 表名 where 列名=值;

delete from student where name = "王二";

4.7 order by 排序

asc 升序，desc 降序。

select name,score from student where sex="男" order by score desc;

4.8 drop table 删除整张表

drop table student;

4.9 多表联合查询 join

1. cross join 交叉连接：笛卡尔积，全部两两组合
2. inner join 内连接：只取出两边匹配成功的数据
3. outer join 外连接：保留一侧全部数据，匹配不到填 NULL

-- 内连接示例
select * from 学生信息 inner join 成绩信息 on 学生信息.ID = 成绩信息.学生ID;

---

5. C 语言操作 SQLite3 库函数

5.1 sqlite3_open｜打开数据库

int sqlite3_open(
  const char *filename,   /*数据库文件名*/
  sqlite3 **ppDb          /*输出：数据库句柄指针*/
);

• 参数：
  • filename：数据库文件名，不存在则自动创建
  • ppDb：数据库句柄，输出参数
• 返回值：成功返回 SQLITE_OK，错误返回错误码

5.2 sqlite3_exec｜执行 SQL 语句

int sqlite3_exec(
  sqlite3* pDb,               /*数据库句柄*/
  const char *sql,            /*SQL字符串*/
  int (*callback)(void*,int,char**,char**),  /*查询回调函数，非查询填NULL*/
  void *arg,                  /*传给回调的第一个参数*/
  char **errmsg               /*错误信息输出*/
);

参数说明：

1. pDb：sqlite3_open 拿到的句柄
2. sql：要执行的 SQL 字符串
3. callback：select 查询时必须写回调，每读到一行数据就调用一次；insert/update/delete 填 NULL
4. arg：用户自定义参数，传递给回调函数第一个形参
5. errmsg：出错的时候保存错误字符串，用完记得释放

返回值 ：成功 SQLITE_OK

回调函数原型：

int callback(void *arg, int ncol, char **value, char **name);
// arg：exec传进来的用户参数
// ncol：这一行有多少列
// value[]：每一列数据字符串
// name[]：每一列的表头名字

5.3 sqlite3_close｜关闭数据库

int sqlite3_close(sqlite3* pDb);

• 功能：关闭数据库连接，用完必须调用。

---

6. 综合示例：C 语言操作 SQLite 完整流程

下面是一个完整的示例，演示了打开数据库、建表、插入、查询（带回调）和关闭的完整流程：

#include <stdio.h>
#include <sqlite3.h>

// 查询回调函数
int callback(void *arg, int ncol, char **value, char **name) {
    for (int i = 0; i < ncol; i++) {
        printf("%s = %s\n", name[i], value[i] ? value[i] : "NULL");
    }
    printf("---\n");
    return 0;
}

int main() {
    sqlite3 *db = NULL;
    char *errmsg = NULL;

    // 1. 打开数据库
    if (sqlite3_open("test.db", &db) != SQLITE_OK) {
        fprintf(stderr, "打开数据库失败: %s\n", sqlite3_errmsg(db));
        return -1;
    }

    // 2. 建表
    const char *sql_create = "create table if not exists student (id integer, name text, score integer);";
    if (sqlite3_exec(db, sql_create, NULL, NULL, &errmsg) != SQLITE_OK) {
        fprintf(stderr, "建表失败: %s\n", errmsg);
        sqlite3_free(errmsg);
        sqlite3_close(db);
        return -1;
    }

    // 3. 插入数据
    const char *sql_insert = "insert into student values (1, '张三', 90);";
    if (sqlite3_exec(db, sql_insert, NULL, NULL, &errmsg) != SQLITE_OK) {
        fprintf(stderr, "插入失败: %s\n", errmsg);
        sqlite3_free(errmsg);
    }

    // 4. 查询数据（带回调）
    const char *sql_query = "select * from student;";
    if (sqlite3_exec(db, sql_query, callback, NULL, &errmsg) != SQLITE_OK) {
        fprintf(stderr, "查询失败: %s\n", errmsg);
        sqlite3_free(errmsg);
    }

    // 5. 关闭数据库
    sqlite3_close(db);
    return 0;
}

编译时需链接 sqlite3 库：

gcc demo.c -o demo -lsqlite3

---

7. 总结

• select vs epoll：select 实现简单但有 fd 数量上限、需用户态遍历；epoll 由内核维护事件表、支持 ET 模式，是高并发场景的首选。
• SQLite ：轻量级关系型数据库，支持标准 SQL 语法，通过 sqlite3_open / sqlite3_exec / sqlite3_close 三个核心 API 即可在 C 语言中完成大部分数据库操作。
• 回调机制 ：sqlite3_exec 的查询回调是理解 SQLite C 接口的关键，每行数据触发一次回调，通过 value[] 和 name[] 获取列值与列名。

掌握这两块内容，你就具备了编写高并发网络服务和本地数据持久化程序的基础能力，继续加油！