애플리케이션이 SQLite와 내부적으로 통신하는 방식 이해

Source: Dev.to

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SQLite 개요

SQLite의 정의적인 강점 중 하나는 애플리케이션이 그것과 상호작용하는 방식이 얼마나 깔끔하고 예측 가능한가입니다.

클라이언트‑서버 데이터베이스와 달리, SQLite는 애플리케이션 프로세스 자체 내부에서 실행되며, 개발자에게 쿼리 실행, 메모리 사용 및 성능에 대한 정확한 제어를 제공하는 작지만 강력한 C API를 노출합니다.

핵심 데이터 구조

• sqlite3 → 데이터베이스 연결을 나타냅니다.
• sqlite3_stmt → 준비된 SQL 문을 나타냅니다.

애플리케이션이 SQLite와 수행하는 모든 작업은 이 두 객체를 중심으로 이루어집니다.

SQL 텍스트에서 실행 가능한 바이트코드로

애플리케이션이 SQLite에 SQL을 보낼 때, 엔진은 원시 텍스트를 직접 실행하지 않습니다.
대신 SQLite는 현대 프로그래밍 언어와 유사한 컴파일‑실행 모델을 따릅니다.

sqlite3_prepare — SQL을 바이트코드로 컴파일

sqlite3_prepare(db, sql, -1, &stmt, NULL);

내부에서 일어나는 일은 중요합니다:

1. SQL을 파싱합니다.
2. 스키마 객체(테이블, 인덱스, 컬럼)를 검증합니다.
3. SQL을 내부 바이트코드 프로그램으로 번역합니다.
4. 그 프로그램을 sqlite3_stmt 객체( prepared statement ) 안에 포장합니다.

SQLite 용어에서는:

• prepared statement는 바이트코드 프로그램 그 자체입니다.
• bytecode program은 SQLite 가상 머신에 의해 실행되는 추상 명령 시퀀스입니다.

준비가 성공하면 sqlite3_prepare는 SQLITE_OK를 반환하고, 그렇지 않으면 상세 오류 코드(구문 오류, 테이블 없음 등)를 반환합니다.
이 시점에서는 아무것도 실행되지 않았습니다—문은 컴파일되었지만 대기 상태이며, 실행을 기다리는 로드된 프로그램과 같습니다.

준비된 문장을 행별로 실행하기

sqlite3_step — SQLite 가상 머신 구동

sqlite3_step(stmt);

sqlite3_step을 호출할 때마다 바이트코드 프로그램이 다음 두 이벤트 중 하나가 발생할 때까지 실행됩니다:

• 새로운 결과 행이 생성되었을 때, 혹은
• 프로그램 실행이 종료되었을 때.

반환값은 애플리케이션에 정확히 어떤 일이 일어났는지를 알려줍니다:

SELECT 문

• 커서는 처음에 첫 번째 행 앞에 위치합니다.
• sqlite3_step을 호출할 때마다 커서는 앞으로 이동합니다.
• 행은 한 번에 하나씩 생성됩니다 (뒤로 이동하지 않음).

INSERT / UPDATE / DELETE / CREATE / DROP

• 행이 생성되지 않습니다.
• sqlite3_step은 즉시 SQLITE_DONE을 반환합니다.

이 행‑단위 실행 모델이 SQLite가 매우 메모리 효율적인 주요 이유 중 하나입니다.

컬럼 데이터를 안전하게 읽기

sqlite3_column_* — 행에서 값 추출하기

sqlite3_step이 SQLITE_ROW를 반환하면, 컬럼 값은 타입별 API로 읽을 수 있습니다:

• sqlite3_column_int
• sqlite3_column_int64
• sqlite3_column_double
• sqlite3_column_text
• sqlite3_column_blob

각 함수는 반환된 값이 요청된 C 타입으로 변환된다는 것을 보장합니다.

텍스트와 BLOB 데이터의 경우, 크기가 중요합니다. SQLite는 다음과 같이 제공합니다:

int bytes = sqlite3_column_bytes(stmt, col_index);

이 함수는 컬럼이 차지하는 바이트 수를 정확히 알려 주며, 안전한 메모리 처리를 위해 필수적입니다.

실행 중 오류 처리

문장을 단계별로 실행하는 동안 SQLite는 런타임 문제를 만날 수 있습니다. 이러한 경우 sqlite3_step은 다음과 같은 값을 반환할 수 있습니다:

정리: 문장 수명 주기 종료

sqlite3_finalize — 준비된 문장 파괴

sqlite3_finalize(stmt);

최종화는 다음을 수행합니다:

• 바이트코드 프로그램을 삭제합니다.
• 문장과 연관된 모든 메모리를 해제합니다.
• sqlite3_stmt 핸들을 영구적으로 무효화합니다.

문장이 아직 실행 중이었다면, SQLite는 최종화를 인터럽트처럼 처리합니다:

• 미완료된 변경 사항이 롤백됩니다.
• 실행이 중단되고 SQLITE_ABORT가 반환됩니다.

문장을 최종화하지 않으면 SQLite 애플리케이션에서 자원 누수의 가장 흔한 원인 중 하나가 됩니다.

SQLite 애플리케이션에서의 소스 누수

데이터베이스 연결 닫기

sqlite3_close — 데이터베이스 핸들 해제

sqlite3_close(db);

이 함수는 연결과 관련된 모든 리소스를 해제합니다.

중요 규칙:

만약 활성화된 준비된 문이 하나라도 존재하면, sqlite3_close는 SQLITE_BUSY를 반환합니다.
모든 문이 최종화될 때까지 연결은 열려 있습니다.

이 엄격한 규칙은 데이터베이스 무결성을 보장하고 실행 컨텍스트가 남아 있는 것을 방지합니다.

모두 합쳐서: SQLite 실행 패턴

실제로 SQLite 사용은 매우 일관된 라이프사이클을 따릅니다:

1. 데이터베이스 연결 열기 (sqlite3_open)
2. SQL 문 준비 (sqlite3_prepare)
3. 필요하면 값 바인드
4. sqlite3_step 으로 실행 (필요에 따라 여러 번)
5. sqlite3_column_* 로 컬럼 값 읽기
6. 재사용 시 문 리셋
7. 문 마무리 (sqlite3_finalize)
8. 데이터베이스 연결 닫기 (sqlite3_close)

이 작고 규칙적인 API 표면이 SQLite가 전 세계 운영 체제, 브라우저, 모바일 앱 및 임베디드 시스템에서 신뢰받는 주요 이유입니다.

My experiments and hands‑on executions related to SQLite will live here:
lovestaco/sqlite

참고 문헌

• SQLite Database System: Design and Implementation. N.p.: Sibsankar Haldar (n.d.)

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