深入浅出SQLite3：从零开始学习嵌入式数据库 – wiki基地

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深入浅出SQLite3：从零开始学习嵌入式数据库

引言

在软件开发领域，数据存储是不可或缺的一环。当我们谈论数据库时，通常会想到MySQL、PostgreSQL、MongoDB等大型客户端-服务器架构的数据库系统。然而，在许多场景下，特别是对于资源受限的嵌入式系统、移动应用或桌面应用而言，这些庞大的数据库可能显得过于笨重。这时，SQLite3便以其轻量、高效、无需独立服务器的特性脱颖而出，成为嵌入式数据库的首选。

本文将带领你从零开始，深入浅出地学习SQLite3，理解其核心概念，掌握基本操作，并探讨它在实际项目中的应用。

什么是SQLite3？

SQLite3是一个开源、零配置、无服务器、独立的事务型SQL数据库引擎。它的特点在于：

  1. 零配置（Zero-configuration）：无需安装或管理独立的服务器进程。数据库文件本身就是完整的数据库，可以直接使用。
  2. 无服务器（Serverless）：应用程序直接读写数据库文件，不通过任何中间服务器进程。这极大地简化了部署和管理。
  3. 独立（Self-contained）：SQLite3引擎本身是一个紧凑的C语言库，可以轻松嵌入到各种应用程序中。
  4. 事务型（Transactional）：支持ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）事务，确保数据完整性和可靠性。
  5. 文件存储：整个数据库（定义、表、索引和数据）存储在一个单一的、普通的磁盘文件中。
  6. 跨平台：可以在多种操作系统上运行，包括Windows、Linux、macOS、Android、iOS等。

SQLite3的优势与应用场景

优势

  • 轻量级：库文件体积小，内存占用低。
  • 易于使用：无需复杂的设置，直接操作文件即可。
  • 高性能：对于大多数嵌入式和本地应用，其性能足以满足需求。
  • 可靠性高：ACID事务保证数据安全。
  • 兼容性好：支持标准SQL语法。

应用场景

  • 移动应用：iOS和Android的本地数据存储。
  • 桌面应用：如Firefox、Chrome等浏览器用于存储书签、历史记录等。
  • 嵌入式设备：如智能家居、物联网设备、路由器等，存储配置或日志数据。
  • 小型网站：流量不大的个人博客或小型项目。
  • 文件格式：一些应用程序使用SQLite作为内部文件格式。
  • 开发测试：作为开发阶段的本地数据库，快速迭代。

SQLite3基本操作

我们将通过命令行工具sqlite3来演示SQLite3的基本操作。

1. 安装SQLite3（如果未安装）

大多数Linux和macOS系统都预装了sqlite3。Windows用户可以从SQLite官方网站下载预编译的二进制文件，并将其添加到系统PATH中。

2. 创建和连接数据库

打开命令行工具，输入sqlite3 your_database_name.db即可创建一个新的数据库文件（如果不存在）并连接到它。

bash
sqlite3 mydata.db

连接成功后，你会看到sqlite>提示符。

3. 创建表

使用CREATE TABLE语句创建表。

sql
CREATE TABLE users (
id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
name TEXT NOT NULL,
age INTEGER,
email TEXT UNIQUE
);

  • INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT: 定义一个自增的整数主键。
  • TEXT NOT NULL: 定义一个非空的文本字段。
  • UNIQUE: 确保该字段的值是唯一的。

4. 插入数据

使用INSERT INTO语句向表中插入数据。

sql
INSERT INTO users (name, age, email) VALUES ('Alice', 30, '[email protected]');
INSERT INTO users (name, age, email) VALUES ('Bob', 24, '[email protected]');
INSERT INTO users (name, age, email) VALUES ('Charlie', 35, '[email protected]');

5. 查询数据

使用SELECT语句查询数据。

“`sql
— 查询所有用户
SELECT * FROM users;

— 查询指定列
SELECT name, email FROM users WHERE age > 25;

— 排序
SELECT * FROM users ORDER BY age DESC;

— 限制结果数量
SELECT * FROM users LIMIT 1;
“`

6. 更新数据

使用UPDATE语句更新数据。

sql
UPDATE users SET age = 31 WHERE name = 'Alice';

7. 删除数据

使用DELETE FROM语句删除数据。

“`sql
— 删除单个用户
DELETE FROM users WHERE name = ‘Bob’;

— 删除所有数据 (慎用)
— DELETE FROM users;
“`

8. 删除表

使用DROP TABLE语句删除表。

sql
DROP TABLE users;

9. 常用.commands

在sqlite>提示符下，可以使用.commands来执行一些控制命令：

  • .tables: 列出所有表。
  • .schema <table_name>: 显示表的创建语句。
  • .databases: 列出所有附加的数据库。
  • .quit 或 .exit: 退出SQLite命令行。
  • .headers on: 显示查询结果的列头。
  • .mode column: 以列模式显示结果，更易读。

sql
sqlite> .headers on
sqlite> .mode column
sqlite> SELECT * FROM users;

在编程语言中使用SQLite3

SQLite3提供了丰富的API，几乎所有主流编程语言都支持它。这里以Python为例。

Python中使用sqlite3模块

Python标准库中包含了sqlite3模块，无需额外安装。

“`python
import sqlite3

1. 连接到数据库 (如果文件不存在则创建)

conn = sqlite3.connect(‘example.db’)
cursor = conn.cursor()

2. 创建表

cursor.execute(”’
CREATE TABLE IF NOT EXISTS stocks (
date TEXT,
trans TEXT,
symbol TEXT,
qty REAL,
price REAL
)
”’)

3. 插入数据

cursor.execute(“INSERT INTO stocks VALUES (‘2023-01-05′,’BUY’,’RHAT’,100,35.14)”)

批量插入

purchases = [
(‘2023-01-06’, ‘SELL’, ‘MSFT’, 50, 200.00),
(‘2023-01-07’, ‘BUY’, ‘GOOG’, 150, 1500.00),
]
cursor.executemany(‘INSERT INTO stocks VALUES (?,?,?,?,?)’, purchases)

4. 查询数据

cursor.execute(‘SELECT * FROM stocks WHERE symbol = “RHAT”‘)
print(“Querying ‘RHAT’:”)
for row in cursor:
print(row)

5. 更新数据

cursor.execute(‘UPDATE stocks SET price = 36.00 WHERE symbol = “RHAT”‘)

6. 删除数据

cursor.execute(‘DELETE FROM stocks WHERE symbol = “MSFT”‘)

提交事务 (非常重要，否则更改不会保存)

conn.commit()

再次查询所有数据

print(“\nAll stocks after update and delete:”)
cursor.execute(‘SELECT * FROM stocks’)
for row in cursor:
print(row)

7. 关闭连接

conn.close()
“`

总结

SQLite3以其独特的零配置、无服务器特性，在嵌入式数据库领域占据了举足轻重的地位。无论是移动应用、桌面软件，还是物联网设备，它都提供了一个轻量、高效且可靠的数据存储解决方案。通过本文的学习，你应该对SQLite3的核心概念、基本SQL操作以及在编程语言中的使用有了全面的了解。

掌握SQLite3，你将能够为你的应用程序选择更合适的数据库方案，开发出更加灵活和高效的软件。现在，开始你的SQLite3之旅吧！

进一步学习

  • SQLite官方文档：https://www.sqlite.org/docs.html
  • SQL教程：学习更高级的SQL语法，如联接（JOIN）、子查询等。
  • 特定语言的SQLite驱动：深入了解你所使用的编程语言中SQLite API的细节。

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