了解应用程序如何在内部与 SQLite 交互

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SQLite 概述

SQLite 的一个决定性优势在于应用程序与其交互的方式既简洁又可预测。

不同于客户端‑服务器数据库，SQLite 直接运行在应用程序进程内部，提供了一个小而强大的 C API，让开发者能够精确控制查询执行、内存使用和性能。

核心数据结构

• sqlite3 → 表示 数据库连接
• sqlite3_stmt → 表示 已准备好的 SQL 语句

应用程序对 SQLite 的所有操作都围绕这两个对象展开。

从 SQL 文本到可执行字节码

当应用程序向 SQLite 发送 SQL 时，引擎 不会直接执行原始文本。
相反，SQLite 采用编译‑执行模型，类似于现代编程语言。

sqlite3_prepare — 将 SQL 编译为字节码

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

内部发生的过程至关重要：

1. 解析 SQL。
2. 验证 模式对象（表、索引、列）。
3. 翻译 SQL 为 内部字节码程序。
4. 包装 该程序到 sqlite3_stmt 对象中（预编译语句）。

在 SQLite 术语中：

• 预编译语句 就是 字节码程序。
• 字节码程序 是 SQLite 虚拟机执行的抽象指令序列。

如果准备成功，sqlite3_prepare 返回 SQLITE_OK；否则返回详细的错误码（语法错误、缺少表等）。
此时 尚未执行任何操作——语句已编译但处于休眠状态，就像已加载等待运行的程序。

执行预处理语句逐行

sqlite3_step — 驱动 SQLite 虚拟机

sqlite3_step(stmt);

每次调用 sqlite3_step 都会运行字节码程序，直到出现以下两种情况之一：

• 产生一行新的结果，或
• 程序执行完毕。

返回值告诉应用程序到底发生了什么：

SELECT 语句

• 游标最初位于 第一行之前。
• 每次调用 sqlite3_step 都会将游标 向前 移动。
• 行会 一次产生一行（不会向后移动）。

INSERT / UPDATE / DELETE / CREATE / DROP

• 不产生行。
• sqlite3_step 会立即返回 SQLITE_DONE。

这种逐行执行模型是 SQLite 极其节省内存的关键原因。

读取列数据的安全方法

sqlite3_column_* — 从行中提取值

当 sqlite3_step 返回 SQLITE_ROW 时，可以使用特定类型的 API 读取列值：

• sqlite3_column_int
• sqlite3_column_int64
• sqlite3_column_double
• sqlite3_column_text
• sqlite3_column_blob

每个函数都保证返回的值已转换为请求的 C 类型。

对于文本和 BLOB 数据，大小至关重要。SQLite 提供：

int bytes = sqlite3_column_bytes(stmt, col_index);

这会告诉应用程序列实际占用的字节数，对安全的内存处理至关重要。

错误处理在执行期间

在逐步执行语句时，SQLite 可能会遇到运行时问题。在这种情况下，sqlite3_step 可以返回：

这些明确的返回码让 SQLite 清晰地说明了出错原因以及应用程序接下来应采取的措施。

清理：结束语句生命周期

sqlite3_finalize — 销毁预处理语句

sqlite3_finalize(stmt);

完成后会执行以下操作：

• 删除字节码程序。
• 释放与该语句关联的所有内存。
• 永久使 sqlite3_stmt 句柄失效。

如果语句仍在执行，SQLite 将把完成视为一次中断：

• 未完成的更改将被回滚。
• 执行被中止，返回 SQLITE_ABORT。

未能完成语句的终结是 SQLite 应用程序中最常见的资源泄漏原因之一。

SQLite 应用中的源泄漏

关闭数据库连接

sqlite3_close — 释放数据库句柄

sqlite3_close(db);

这将释放与该连接关联的所有资源。

重要规则：

如果 仍有任何已准备好的语句处于活动状态，sqlite3_close 会返回 SQLITE_BUSY。
连接会保持打开，直到所有语句都被 finalize。

此严格规则确保数据库完整性并防止悬挂的执行上下文。

综合运用：SQLite 执行模式

在实际使用中，SQLite 的使用遵循一个非常一致的生命周期：

1. 打开数据库连接（sqlite3_open）
2. 预编译 SQL 语句（sqlite3_prepare）
3. 如有需要，绑定数值
4. 使用 sqlite3_step 执行（可能需要多次）
5. 使用 sqlite3_column_* 读取列值
6. 如需复用语句，重置语句
7. 结束语句（sqlite3_finalize）
8. 关闭数据库连接（sqlite3_close）

这套小而有纪律的 API 表面是 SQLite 在全球操作系统、浏览器、移动应用和嵌入式系统中受到信赖的主要原因。

我关于 SQLite 的实验和实际操作将会放在这里：
lovestaco/sqlite

参考文献

• SQLite 数据库系统：设计与实现. N.p.: Sibsankar Haldar (n.d.)

• 
  👉 查看: FreeDevTools

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