浅谈嵌入式SQLite数据库实现与应用
- 格式:docx
- 大小:38.63 KB
- 文档页数:3
科技纵览Overview of science■ 刁志坚嵌入式程序开发中SQLite数据库的应用摘要:当前嵌入式程序的开发对于SQLite数据库的应用越来越广泛。
SQLite其本身相比较其他数据库来说有着比较强的独立性,能够很好的避免对外部的依赖,可以很好的降低资源的消耗。
而且SQLite是一款可以很好的嵌入到程序中的嵌入式数据库,能够进行指令配置的程序开发。
本文主要对SQLite数据库的本身进行介绍,分析了它与嵌入式系统之间的相互作用,并且对数据库的加密进行了解释。
关键词:嵌入式程序;SQLite;应用系统;数据库目前科学技术发展迅猛,嵌入式系统的开发已经占领了很多领域,在嵌入式系统的开发过程中对于数据库的应用是必不可少的。
在一些系统的开发过程中需要对数据进行存储和检索,但是当前对于数据库的大多数功能应用甚少,尤其是在进行嵌入式程序开发中,他们使用的资源,包括硬件和软件的使用都是有限的,平常的数据库在程序中很难进行应用。
所以能够更好的应用在嵌入式程序开发使用的数据库因此产生。
所应用的嵌入式数据库其实就是一个支持指定计算机的数据库。
通常情况下,都是将操作系统和所应用的程序集成在所需要的设备中。
1 Sqlite数据库的概述嵌入式数据库是依赖于驱动程序所使用的,在实现对数据库的访问中只需要调动程序即可。
而且嵌入式数据压缩后只有几十KB,很容易进行应用,也很方便适用在嵌入式程序中。
现如今对于嵌入式程序的使用环境还没有制定一个很好地标准,只有制定了一个完善且有效的标准才能使得嵌入式数据库充分展示其特点,发挥开源嵌入式数据库的优势作用。
本文所阐述的SQLite数据库便是比较火热的开源嵌入式数据库中的一种,它是利用C语言进行编写的,所用到的代码行数高达3万行,可以支持2TB的大小。
数据库的数据存放在一个由B+树结构组成的硬盘上,通过SQLite中的自身具备的文件系统从而得到数据库权限。
当今所使用的SQLite嵌入式数据库所能够应用的操作是系统也是越来越广泛,并且所能支持的开发语言也是多种多样的,比如常用的开发语言C,C++,JAVA等。
嵌入式移动数据库应用探讨随着移动互联网的快速发展和移动设备的普及,人们对移动数据库的需求逐渐增加。
嵌入式移动数据库应用成为了一个热门话题,本文将对嵌入式移动数据库应用进行探讨。
嵌入式移动数据库是指集成在移动设备中的数据库系统,与传统的数据库系统相比,嵌入式移动数据库具有体积小、系统资源消耗低、运行效率高等特点。
目前,市面上有很多嵌入式移动数据库的产品,如SQLite、Realm等。
嵌入式移动数据库应用有很多方面。
首先是应用领域的多样性。
嵌入式移动数据库可以广泛应用于各种移动设备上,如智能手机、平板电脑、智能手表等,涵盖了不同行业的需求,如金融、医疗、物流等。
嵌入式移动数据库可以用来存储和处理各种类型的数据,如用户信息、订单数据、位置信息等。
其次是数据库性能的优化。
在移动设备上,资源有限,嵌入式移动数据库需要在保证数据完整性的保证尽量少的资源消耗。
为了提高数据库的性能,可以采取一些优化策略,如合理设计数据库结构、使用索引、缓存等。
一些数据库产品还提供了异步操作、批量操作等功能,以提高数据库操作的效率。
第三是数据安全的保障。
嵌入式移动数据库中存储了大量的敏感数据,如个人隐私、商业机密等,必须要保证数据的安全。
常见的安全策略包括加密技术、访问控制、数据备份等。
嵌入式移动数据库产品一般都会提供一些安全相关的功能,以帮助开发者保障数据的安全。
最后是数据库与其他组件的集成。
嵌入式移动数据库通常需要与其他组件进行集成,如网络模块、UI界面、第三方库等。
这就要求嵌入式移动数据库具备良好的兼容性和易用性,以方便开发者与其他组件进行集成。
嵌入式移动数据库应用具有广泛的领域、性能优化、数据安全、与其他组件的集成等特点。
随着移动设备的普及和应用领域的拓展,嵌入式移动数据库的需求将会继续增加。
为了满足不同用户的需求,开发者可以选择适合自己应用的嵌入式移动数据库产品,并根据实际情况进行性能优化和数据安全保护。
SQLite嵌入式数据库系统的研究与实现首先,我们来了解一下SQLite的特点和优势。
SQLite是一个零配置的数据库引擎,它不需要任何额外的配置或管理,只需简单地将其嵌入到应用程序中即可使用。
由于SQLite的设计目标是提供一个嵌入式数据库引擎,它占用的资源非常少,可以在资源有限的设备上运行,例如移动设备和嵌入式系统。
此外,SQLite还具有高性能和稳定性的特点,能够处理大量的数据和高并发访问。
SQLite的实现是基于一种名为B树的数据结构。
B树是一种平衡的多路树,它能够高效地支持插入、删除和查找操作。
在SQLite中,所有的数据都存储在B树中,包括表、索引和数据行。
这种设计使得SQLite在处理大量数据时能够保持较高的性能。
SQLite的数据存储方式也是其独特之处。
与传统的数据库系统不同,SQLite并不使用独立的数据文件来存储数据,而是将所有的数据存储在一个文件中。
这个文件称为数据库文件,它包含了所有的表、索引和数据行。
这种设计简化了数据库的管理和备份,同时也提高了数据库的可移植性。
在实现SQLite时,我们需要考虑以下几个关键问题。
首先是数据库文件的格式和存储方式。
SQLite使用一种名为SQLite格式的文件来存储数据,它是一种自描述的文件格式,能够描述数据库的结构和内容。
在实现时,我们需要设计一种合适的数据结构来表示数据库文件,并提供相应的读写操作。
其次是SQL语句的解析和执行。
SQLite支持标准的SQL语言,包括数据定义语言(DDL)和数据操作语言(DML)。
在实现时,我们需要设计一种解析器来解析SQL语句,并将其转换为相应的执行计划。
执行计划是一种描述SQL语句执行方式的数据结构,它包含了执行SQL语句所需的操作和顺序。
最后是并发控制和事务管理。
并发控制是指在多个用户同时访问数据库时,如何保证数据的一致性和隔离性。
事务管理是指如何处理多个操作的组合,保证它们要么全部执行成功,要么全部不执行。
嵌入式数据库SQLite的原理与应用唐敏,宋杰(安徽大学计算机学院,安徽合肥230039)摘要:随着嵌入式技术的发展,在嵌入式系统中越来越多地用到数据库。
首先介绍了嵌入式数据库的基本特点,进而详细介绍了一个简洁实用的嵌入式数据库———SQLite,包括SQLite的技术特性、体系结构以及基本的函数调用,着重介绍SQLite在arm-linux平台上的应用开发、交叉编译和移植过程。
关键词:嵌入式数据库;SQLite;arm-linux中图分类号:TP392文献标识码:A文章编号:1009-3044(2008)04-10600-04TheMechanismandApplicationsofSQLiteTANGMin,SONGJie(TheComputerInstituteofAnhuiUniversity,Heifei230039,China)Abstract:Withthedevelopmentofembedded-computingtechnology,manyembeddedsystemsdeployembeddeddatabase.Thebasiccharacteristicoftheembeddeddatabaseisfirstlypresented.Anexcellentembeddeddatabase-SQLiteissecondlytalked.Includingthedis-tinctivefeaturesandthearchitectureofit,howtouseSQLiteisthirdlydescribed.Theapplicationdeveloping,crosscompilingandportinginarm-linuxplatformarealsointroduced.Keywords:embeddeddatabase;SQLite;arm-linux1引言嵌入式技术正在提供人们越来越多有趣而新颖的服务,在许多的嵌入式系统开发中都要用到数据库,比如电信交换机、消费类电子、办公自动化设备等高科技产品。
嵌入式数据库SQLite在远程监控系统中的应用,嵌入式数据库,SQLite,远程监控系统,arm-μ随着后PC时代的到来,各种各样的新型嵌入式系统设备在应用数量上已经远远超过通用计算机。
嵌入式开发已成为当前IT行业的热点。
同时,越来越多的用户希望能对嵌入式环境下的数据进行更有效的管理,构建嵌入式数据库便是一个有效的方法,使用户能在嵌入式设备中方便地存储、检索或修改数据,实现大部分传统数据库的功能。
嵌人式系统和数据库技术的紧密结合已经成为嵌入式开发的一个重要方向。
1嵌入式数据库SQLite与传统C/s结构的各种随着后PC时代的到来,各种各样的新型嵌入式系统设备在应用数量上已经远远超过通用计算机。
嵌入式开发已成为当前IT行业的热点。
同时,越来越多的用户希望能对嵌入式环境下的数据进行更有效的管理,构建嵌入式数据库便是一个有效的方法,使用户能在嵌入式设备中方便地存储、检索或修改数据,实现大部分传统数据库的功能。
嵌人式系统和数据库技术的紧密结合已经成为嵌入式开发的一个重要方向。
1嵌入式数据库SQL ite与传统C/s结构的各种大型关系数据库如Oracle,SQL Server,MySQL等相比,在嵌入式系统中由于软硬件资源有限,不可能安装庞大的数据库服务器,而且在很多时候,用户只需要使用这些数据库产品的一些基本特性而已。
嵌入式系统的开发环境决定了其数据库的特点:无需独立运行的数据库引擎,而是由程序直接调用相应的API实现对数据的存取操作。
嵌入式数据库与其他数据库产品的区别是,前者是程序驱动式,而后者是引擎响应式。
SQLite是D.Richard Hipp在2000年开发的一个小型嵌入式数据库。
他是完全独立的,不具有外部依赖性,可以较为方便地应用于嵌入式系统中。
其源代码完全开放,可以免费用于任何用途,包括商业目的。
SQLite虽然是个极端轻量级的关系数据库,却保留了数据库的大部分特征,他提供了对SQL92标准的大多数支持:支持多表和索引、事务、视图、触发和一系列的用户接口及驱动。
合肥学院嵌入式系统设计课程技术报告(2014- 2015第2学期)报告题目:SQLite数据库概述和使用专业:自动化班级:级自动化卓越班姓名:指导老师:干开峰摘要自几十年前出现的商业应用程序以来,数据库就成为软件应用程序的主要组成部分。
正与数据库管理系统非常关键一样,它们也变的非常庞大,并占用相当多的系统资源。
嵌入式数据库直接在应用程序进程中运行,提供了零配置运行模式,并且资源占用非常少。
作为一个开源的嵌入式数据库产品,SQLite具有系统开销小,检索效率高的特性,嵌入式数据库无须独立运行的数据库引擎,它是由程序直接调用相应的API去实现对数据的存取操作。
更直白的讲,嵌入式数据库是一种具备了基本数据库特性的数据文件。
嵌入式数据库与其它数据库产品的区别是,前者是程序驱动式, 而后者是引擎响应式。
嵌入式数据库的一个很重要的特点是体积非常小,同时,很多嵌入式数据库在性能上也优于其它数据库,所以在高性能的应用上也常见嵌入式数据库的身影。
SQLite 是D·理查德·希普开发出来的用一个小型C库实现的一种强有力的嵌入式关系数据库管理体制。
SQLite虽然很小巧,但是支持的SQL语句不会逊色于其他开源数据库。
关键词:SQLite;嵌入式;数据库目录1 SQLite简介 (1)2 SQLite工作原理 (1)3 SQLite的功能特性 (2)4 SQLite的结构 (2)5 SQLite的使用 (4)5.1 SQLite里面的一些基本的操作: (4)5.2 SQLite的一些类的使用及说明: (5)5.3 SQLite嵌入式数据库使用注意: (10)6 总结 (11)1 SQLite简介SQLite,是一款轻型的数据库,是遵守ACID的关系型数据库管理系统,它的设计目标是嵌入式的,而且目前已经在很多嵌入式产品中使用了它,它占用资源非常的低,在嵌入式设备中,可能只需要几百K的内存就够了。
它能够支持Windows/Linux/Unix等等主流的操作系统,同时能够跟很多程序语言相结合,比如Tcl、C#、PHP、Java等,还有ODBC接口,同样比起Mysql、PostgreSQL这两款开源世界著名的数据库管理系统来讲,它的处理速度比他们都快。
SQLite数据库在嵌入式系统中的应用[摘要]通过将SQLite数据库应用到嵌入式系统的应用开发设计中,能够较好地对系统的批量数据进行维护管理,从而提高整体郑旭的运行效率,保证源程序具有更好的可维护性和可读性。
文中将通过一个应用实例介绍SQLite数据库在嵌入式系统应用中的具体步骤方法。
[关键词] SQLite数据库嵌入式系统应用一、引言伴随着用户对数据管理和处理需求的不断增加,越来越多的用户群希望能够针对嵌入式产品中的数据进行更加高效的管理。
在嵌入式系统的开发过程中,对系统中数据的处理通常采用数据库方式和文件方式。
两种处理方式各有优缺点,相对而言,文件方式主要有以下的缺点:一是增加了系统开发的复杂性,加大了系统开发的难度;二是文件方式数据共享性较差,在开放性的网络时代里较差的共享性意味着较低的使用率;三是独立性不高、语义性差、移植性不稳定,从而导致了系统的可重用性低,额外增加了系统成本;四是数据容量小,管理数据能力有限,难以有效支持及对大量数据的查询和统计。
另一方面,嵌入式数据库则可以较好地弥补文件方式所存在的不足之处。
在数据库方式中,数据库通过事务来调控和并发控制对数据进行有效地存取、查询、统计等操作。
同时在保障系统具有较好性能和数据安全性方面,数据库具有完整性检验、安全性检验等多种安全保障。
在嵌入式数据库当中,相对于传统的嵌入式数据库,SQLite数据库具有更好的实时性、系统研发成本低、底层控制能力强等特点,而且还能够最大限度地利用嵌入式系统的有效资源,提高数据的存取、查询和统计速度。
二、SQLite数据库在嵌入式系统中的具体应用过程1.编译WinCE平台所需SQLite库文件(1)下载源代码到http:/download.ht-ml网站下载最新的SQLite源码文件。
本文以(sqlite-source-3_6_23_1.zip和sqlite-amalgama-tion-3_6_23_1.zip)为例说明。
1、前言
有一些日子没有仔细关注SQLite了,今天打开其主页,发现其最新的版本已经是3.6.22了,更让我惊喜的是它的用户越来越多,而且邮件列表的关注者也越来越多,突然觉得自己已经太old了。
惊喜的同时,不得不聊上几句了。
首先,来看看都有哪些人在使用SQLite,主页上列举一长串NB的用户,其中不乏像Adobe,Apple,F irefox,甚至连google,Microsoft,SUN这样的用户。
Firefox:这是我的机器上V3.5.7安装目录下的文件:
可以发现用的SQLite 3.6.16.1。
据说,Google在它的Desktop for Mac,Google Gears,以及Android,甚至Chrome中都用到S QLite,而且,Google的工程师对SQLite的全文检索功能作了很大的贡献(contribution)。
还有Apple,Micorsoft,SUN等等,这里就不列举了。
详细见/famous.html。
有这些公司的参与,对SQLite的发展应该有很大的帮助,尤其是像Google这样的用户。
2、实现与应用
下面从实现及应用的角度来谈谈SQLite,先看看SQLite的特点(功能)吧。
特点
简单(simple):SQLite是一个非常轻量级自包含(lightweight and self-contained)的DBMS:一个头文件,一个动态库文件,你就拥有了关系数据库的所有功能了。
简单,是SQLite最明显的哲学。
它提供的API少而简单。
只需要一个DLL文件,你的程序马上就拥有了一个功能强大的数据库引擎,这是一件很美妙的事。
小巧(small):我用VS 2005在Windows下编译的3.6.11,Release版为368K,用时不到20秒——而编译MySQL时,要花上几分钟。
而当我插入10000条int数据时,内存开销660K,磁盘开销92 K。
事务(transaction):事务是现代商业数据处理系统最基本的要求,而Access,不论是在可执行文件大小(看了一下Access2003的可执行文件大小为6.32M,两者不是一个量级),还是事务特性,都是不能和SQLite 相比的。
并发性(Concurrency):由于SQLite通过OS的文件锁来实现库级锁,粒度很大,但是,它通过一些复杂特殊的处理(具体可以参见分析系列),尽量的提升了读写的并发度。
如果你还有担心,你可以看看这篇文章:/database/sqlite_cms.html。
SQL92:SQLite支持绝大部分的标准SQL语句,你只需要几百K的空间,就可以换来需要上百兆的通用DBMS几乎所有操作了。
方便(Convenience):如果你的程序要使用SQLite,只需要将拷贝你的程序目录即可。
开源(Opensource):这是它最强大的地方。
开源,意味着你可以品读它的源码,你可以随时修改它,加入你自己的特性,而这一切完全免费的。
开源,是一种精神。
实现部分
好了,现在从实现的角度来谈谈个人体会,这也是我比较关注的。
SQLite是一款优秀的嵌入式数据库管理系统,这里有两层含义:一是它经常作为动态库嵌入到应用程序;
另外一方面它通常用于嵌入式设备或其它要求较低的桌面应用。
如果把它作为内存数据库,个人觉得不是很适合。
毕竟,它的写并发性不是很好,此时,TimesTen也许会更好,Berkey DB也许是一个不错的选择。
SQLite这样的嵌入式数据库与主存数据库的应用场景、实现以及对资源的需求都是不一样的。
(1)事务处理
事务的核心问题有两个:并发控制和恢复。
解决了并发控制和恢复问题的系统,就能允许它的用户假设程序是原子的(atomically)执行的——好像没有其它的程序同时执行;而且是可靠的(reliably)——不会产生失败。
原子性和可靠性的抽象,则称为事务(transaction)。
其实,事务并不是DBMS的专利,任何分布式系统,都面对并发和恢复问题,而解决的方法就是事务,只不过,我们更常听到DBMS中的事务。
并发控制保证事务的原子执行,它使得交错执行的事务看起来是一个接一个的顺序执行的,完全没有交错执行。
如果交错执行的结果与顺序执行的结果一致,则称为串行化(serializable)。
恢复使得数据库仅仅包含那些正常完成的事务的结果。
如果事务在执行的过程中发生错误,不能继续进行,恢复算法必须清除部分完成事务产生的影响。
∙并发控制
SQLite只支持库级锁,库级锁意味着什么?——意味着同时只能允许一个写操作,也就是说,即事务T1在A表插入一条数据,事务T2在B表中插入一条数据,这两个操作不能同时进行,即使你的机器有100个CPU,也无法同时进行,而只能顺序进行。
表级都不能并行,更别说元组级了——这就是库级锁。
但是,SQLite尽量延迟申请X锁,直到数据块真正写盘时才申请X锁,这是非常巧妙而有效的。
∙恢复
SQLite的恢复技术是影子分页技术(shadow paging)技术的典型代表。
DBMS的常用恢复技术有影子分页技术与基于日志的技术,前者在早其数据库管理系统中用到,比如Sys tem R,现代DBMS中已经很难见到它的身影了。
影子分页技术与基于日志技术相比,优点是实现简单,消除了写日志记录的开销,恢复的速度也快(不需要redo和undo)。
影子分页的缺点就是事务提交时要输出多个块,这使得提交的开销很大,而且以块为单位,很难应用到允许多个事务并发执行的情况——这是它致命的缺点。
(2)查询处理
SQLite的查询处理本质上就是一个SQL编译器和一个虚拟机。
而实现这些功能只用了十多个文件,整个实现实现简单而有效,但是也存在一些问题。
首先,SQLite字典数据很简单,实际上它的字典就一个表s qlite_m ater,所有的信息都是通过对sqlite_master中SQL语句进行解析获取的,而解析一个SQL语句,都需要进行词法分析、语法分析、甚至虚拟机代码的生成。
而这一过程是很需要时间的,而且,查询计划也没有重用。
其次,查询优化还比较简单,特别是连接操作,只通过循环来做(MySQL也一样)。
但是,仅仅数万代码,我们不能对它要求太苛求。
(3)存储模型
SQLite的文件物理上被划分成相同大小的块;逻辑上划分成一些B-Tree——每个表对应一个B-Tree。
而没有像Oracle,或者InnoDB对数据块进行复杂的逻辑组织,这种按需分配数据块的做法必然影响磁盘的读写性能。
不过,归根到底,还是源于它的应用场景。
(4)缓冲区管理
Buffer的管理对于DBMS,无疑是非常重要的,SQLite在其它方面做得比较简单,但是在缓冲区管理这一块,它还是做足了功夫。
SQLite采用DBMS常用的LRU算法。
更值得一提的是,在较新的版本中,S QLite采用和虚拟文件系统的类似的方式,实现了让默认缓冲区管理子系统可以很容易的切换成其它的缓冲区管理算法,这是非常灵活的。
(5)I/O
SQLite采用简单的阻塞I/O,较新的版本将异步I/O作为可选的扩展,但是,由于SQLite没有日志,所以,事务中ACID中的D,就无法保证,所以,如果你的数据很关键,请不要用SQLite的异步I/O。
另一方面,实际上,很多嵌入式操作系统,比如Windows CE并不支持异步I/O(不过,这可以通过多线程加以解决)。
但是,这些“缺点”并不是SQLite的缺点,相对于通过DBMS,恰恰是它的优点,这样的实现简单,而且对资源的需求较低。
对嵌入式设备、或者那些要求较低的应用,已经足够,足够就好。
应用场景
嵌入式设备:这应该是SQLite应用的主要场景,很多公司都在他们的嵌入式应用程序中使用SQLite,其中不乏google的Android。
桌面应用:如果你已经厌恶了fopen,fread,fwrite这些函数,SQLite是你不错的选择,它接口简单,而且支持事务。
前些天无意中下了一个cookie清除软件——CookieCrumbler,打开一看,发现里面竟然有一个sqlite3.dll,着实让我震惊了一把。
Websites:如果你的站点的访问量、数据量小的个人站点,SQLite可以代替开销较大的MySQL和繁杂的Access。
后记
SQLite正在不断发展,开源的力量是巨大的,相信它的应用会越来越广泛。
Wish~。