SQLite 是一个轻量级、嵌入式的关系型数据库管理系统（RDBMS）。它是一种 C 库，实现了自给自足、无服务器、零配置、事务性 SQL 数据库引擎。SQLite 的源代码是开放的，完全在公共领域。它被广泛用于各种应用程序，包括浏览器、操作系统、移动应用等。
SQLite 的基本特性
- 轻量级：SQLite 的库文件非常小，通常只有几百KB。
- 自包含：SQLite 不依赖于外部的服务器进程，所有的数据都存储在一个单一的文件中。
- 零配置：无需安装和配置，数据库可以直接使用。
- 事务性：SQLite 支持原子性、可一致性、隔离性和持久性（ACID）的事务。
- 跨平台：SQLite 可以在 Windows、Linux、macOS、iOS 和 Android 等多个平台上运行。
- 高效：对于大多数单用户应用和嵌入式系统，SQLite 提供了足够的性能。
SQLite 安装和配置
使用 SQLite 不需要复杂的安装和配置步骤。大多数现代的编程语言和开发环境都内置了 SQLite 支持。以下是一些常见环境中如何安装和使用 SQLite 的方法：
在 Python 中使用 SQLite
Python 标准库中包含了 SQLite 的支持，可以通过 sqlite3 模块直接使用。
import sqlite3
# 创建数据库连接
conn = sqlite3.connect('example.db')
# 创建游标对象
cursor = conn.cursor()
# 创建表
cursor.execute('''CREATE TABLE IF NOT EXISTS users
(id INTEGER PRIMARY KEY, name TEXT, age INTEGER)''')
# 插入数据
cursor.execute('''INSERT INTO users (name, age) VALUES (?, ?)''', ('Alice', 25))
cursor.execute('''INSERT INTO users (name, age) VALUES (?, ?)''', ('Bob', 30))
# 提交事务
conn.commit()
# 查询数据
cursor.execute('''SELECT * FROM users''')
rows = cursor.fetchall()
for row in rows:
print(row)
# 关闭连接
conn.close()
在命令行中使用 SQLite
SQLite 提供了一个命令行工具，可以直接操作 SQLite 数据库。以下是一些常见的命令：
# 启动 SQLite 命令行工具
$ sqlite3 example.db
# 创建表
sqlite> CREATE TABLE users (id INTEGER PRIMARY KEY, name TEXT, age INTEGER);
# 插入数据
sqlite> INSERT INTO users (name, age) VALUES ('Alice', 25);
sqlite> INSERT INTO users (name, age) VALUES ('Bob', 30);
# 查询数据
sqlite> SELECT * FROM users;
1|Alice|25
2|Bob|30
# 退出命令行工具
sqlite> .exit
SQLite 的基本操作
创建数据库和表
在 SQLite 中，创建一个新的数据库实际上是创建一个新的文件。可以通过 sqlite3 工具或程序代码来创建数据库和表。
CREATE TABLE users (
id INTEGER PRIMARY KEY,
name TEXT NOT NULL,
age INTEGER NOT NULL
);
插入数据
可以使用 INSERT INTO 语句向表中插入数据。
INSERT INTO users (name, age) VALUES ('Charlie', 22);
查询数据
可以使用 SELECT 语句从表中查询数据。
SELECT * FROM users;
更新数据
可以使用 UPDATE 语句更新表中的数据。
UPDATE users SET age = 26 WHERE name = 'Alice';
删除数据
可以使用 DELETE 语句删除表中的数据。
DELETE FROM users WHERE name = 'Bob';
使用索引
索引可以加速数据库的查询速度。可以使用 CREATE INDEX 语句创建索引。
CREATE INDEX idx_name ON users (name);
高级功能
事务
事务是一组操作的集合，这些操作要么全部执行，要么全部不执行。SQLite 支持事务，并且默认在每个独立的 INSERT、UPDATE 或 DELETE 操作后自动提交事务。可以手动管理事务以提高性能。
BEGIN TRANSACTION;
INSERT INTO users (name, age) VALUES ('Dave', 28);
UPDATE users SET age = 29 WHERE name = 'Charlie';
COMMIT;
视图
视图是基于查询结果的虚拟表。可以使用 CREATE VIEW 语句创建视图。
CREATE VIEW user_names AS
SELECT name FROM users;
触发器
触发器是在某些表操作（如 INSERT、UPDATE 或 DELETE）发生时自动执行的一段代码。可以使用 CREATE TRIGGER 语句创建触发器。
CREATE TRIGGER user_age_check
BEFORE INSERT ON users
FOR EACH ROW
WHEN NEW.age < 0
BEGIN
SELECT RAISE(FAIL, 'Age cannot be negative');
END;
外键约束
SQLite 支持外键约束，从而确保数据的完整性。可以在创建表时定义外键约束。
CREATE TABLE orders (
id INTEGER PRIMARY KEY,
user_id INTEGER,
product TEXT,
FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users (id)
);
性能优化
使用事务
将多个操作放在一个事务中可以显著提高性能。默认情况下，每个 INSERT、UPDATE 或 DELETE 操作后 SQLite 都会自动提交事务，这会导致大量的磁盘写入操作。可以通过手动管理事务来减少这种开销。
conn = sqlite3.connect('example.db')
cursor = conn.cursor()
# 开始事务
conn.execute('BEGIN TRANSACTION')
for i in range(1000):
cursor.execute('INSERT INTO users (name, age) VALUES (?, ?)', ('User'+str(i), 20+i))
# 提交事务
conn.commit()
conn.close()
使用适当的数据类型
尽量使用合适的数据类型来存储数据，可以减少存储空间并提高查询性能。例如，使用 INTEGER 来存储数字，而不是使用 TEXT。
创建索引
为常用的查询字段创建索引，可以显著提高查询速度。但是，索引也会增加插入和更新操作的开销，因此应根据实际情况平衡利弊。
SQLite 的常见应用场景
嵌入式系统
由于其轻量级和自包含的特性，SQLite 非常适合嵌入式系统和设备。例如，在智能手机、电视和车载系统中，SQLite 经常被用作本地数据存储解决方案。
单用户应用程序
对于单用户应用程序，如桌面软件或移动应用，SQLite 是一个理想的选择。它不需要服务器进程，部署简单，并且提供足够的性能和功能。
测试和开发
在开发和测试阶段，SQLite 可以用作快速原型设计和测试的小型数据库。由于其零配置特性，开发者可以轻松地创建和管理数据库。
分布式数据库系统的缓存或中转存储
在一些分布式数据库系统中，SQLite 可以用作缓存层或中转存储，从而减少对主数据库的压力，并提高系统的整体性能。
SQLite 的限制
尽管 SQLite 具有许多优点，但在某些场景中也存在一些限制：
- 并发访问：SQLite 对并发写入操作支持有限，适合单用户或低并发场景。
- 存储容量：SQLite 的单个数据库文件最大为 140TB，但实际应用中，由于性能和管理上的考虑，适合较小的数据集。
- 功能：虽然 SQLite 支持大多数标准 SQL 功能，但不支持某些高级特性，如存储过程、用户定义函数（UDF）和某些类型的复杂查询。
SQLite 是一个强大且灵活的嵌入式数据库解决方案，适用于多种应用场景。从基本的数据库操作到高级功能，如事务、视图和触发器，SQLite 提供了一个完整的 SQL 数据库引擎，并且易于使用和集成。尽管存在一些限制，但对于大多数嵌入式和单用户应用来说，SQLite 是一个理想的选择。
