1.0 內(nèi)容提要

    SQLite4 是一個(gè)放在庫中的緊湊的，自包含的，零維護(hù)的的ACID數(shù)據(jù)庫引擎, 像SQLite3一樣, 但具有改進(jìn)的接口和文件格式.

    運(yùn)行時(shí)環(huán)境封裝到了一個(gè)對象之中.

    使用了一個(gè)很不錯(cuò)的鍵值對存儲引擎:

•         一個(gè)獨(dú)立的大型鍵空間 - 不是SQLite3中那種每個(gè)表單獨(dú)的鍵空間和索引.
•         按字典順序的鍵排序.
•         多個(gè)存儲引擎，可在運(yùn)行時(shí)互換.
•         默認(rèn)在磁盤上的存儲殷勤使用了一個(gè)日志結(jié)構(gòu)的合并數(shù)據(jù)庫.

    表的PRIMARY KEY真正被用作存儲引擎的鍵.

    可以使用小數(shù)點(diǎn)運(yùn)算.

    外鍵約束和遞歸觸發(fā)器默認(rèn)是啟用的.

    覆蓋指數(shù)可以顯示聲明.

2.0 概述

SQLite4 對于SQLite3而言，是一個(gè)可選方案，而不是一個(gè)替代方案. SQLite3 還沒有過時(shí). SQLite3 和 QLite4 將會(huì)并行受到支持. SQLite3 遺留的好處不會(huì)被拋棄.   SQLite3 還將會(huì)被持續(xù)的維護(hù)和改進(jìn). 但如果需要的話，新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者現(xiàn)在將可以選擇 SQLite4 而不是 SQLite3.

SQLite4 努力保持了SQLite3的最優(yōu)秀特性，同時(shí)在不破壞兼容性的前提下解決了SQLite3中無法修復(fù)的問題. SQLite3 和 SQLite4 中將會(huì)持續(xù)保持一樣的特性有:

•     SQLite4 是放在一個(gè)庫中并鏈接到一個(gè)大型應(yīng)用程序的完整的，關(guān)系型，事務(wù)性的, ACID, SQL 數(shù)據(jù)庫引擎.  沒有服務(wù)器，I/O直接面向硬盤.
•     SQLite4 的源代碼任何人可以用于任何目的.  沒有版權(quán)、發(fā)布或者公開源代碼或者編譯二進(jìn)制文件方面的的限制.  不用去擔(dān)心煩人的許可證.
•     使用了動(dòng)態(tài)類型，而不是大多數(shù)其它的SQL數(shù)據(jù)庫引擎所使用的僵化的靜態(tài)類型.
•     (默認(rèn))在磁盤上的鏡像是一個(gè)單獨(dú)的使用良好且穩(wěn)定文件格式的磁盤文件, 使得SQLite4庫適合于作為一個(gè)應(yīng)用程序的文件格式使用.
•     SQLite4 將會(huì)是快速且可靠的，無需管理員操心它就能運(yùn)作的蠻好.
•     SQLite4 的實(shí)現(xiàn)只有最簡化的依賴，因而它可以很容易的集成到嵌入式系統(tǒng)或者其它非常規(guī)的運(yùn)行時(shí)環(huán)境.

實(shí)現(xiàn)上仍然采用常用的匯編語言C。與SQLite3相比，SQLite4使用了更多C99特性，不過仍然可以使用常見的編譯器編譯。SQLite4使用了諸如size_t,int64_t,uint64_t以及其他標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型。

SQLite4的編程接口與SQLite3的非常相似，只不過命名前綴都從sqlite3_更改為sqlite4_。SQLite3中舊的和作廢的接口已經(jīng)從SQLite4中剔除了。給一些函數(shù)增加了參數(shù)，有時(shí)對參數(shù)稍作修改或者對其參數(shù)順序進(jìn)行重新排序。修改了某些接口名字，使其更加符合其功能。總體上來說，SQLite4的編程接口與SQLite3的非常相似，這樣移植一個(gè)SQLite3上的應(yīng)用到SQLite4上只需花一個(gè)小時(shí)或者兩個(gè)小時(shí)完成搜索替代就可以了。

SQLite3和SQLite4沒有共用任何符號，因此把SQLite3和SQLite4同時(shí)嵌入到同一進(jìn)程，同時(shí)使用它們都是可行的.

3.0 SQLite4的主要改變
3.1 運(yùn)行時(shí)對象

SQLite4中一些接口的第一個(gè)參數(shù)接收一個(gè)（新加的）指向一個(gè)sqlite4_env對象的指針，它定義了運(yùn)行時(shí)環(huán)境。需要接收sqlite4_env指針的示例程序包括：

•     sqlite4_open()
•     sqlite4_malloc(), sqlite4_realloc(), and     sqlite4_free()
•     sqlite4_mprintf()
•     sqlite4_random()
•     sqlite4_config()

一個(gè)sqlite4_env對象實(shí)例定義了SQLite4與其他系統(tǒng)交互是如何交互的。一個(gè)sqlite4_env對象包含的方法能夠：

•     分配，進(jìn)入，離開和收回互斥體
•     分配，調(diào)整和釋放堆內(nèi)存，
•     訪問和控制底層鍵/值存儲引擎，
•     使用高質(zhì)量隨機(jī)種子初始化內(nèi)建PRNG，
•     取得當(dāng)前時(shí)間和日期與本地時(shí)區(qū),
•     記錄error日志消息.

標(biāo)準(zhǔn)平臺(windows和Unix)的SQLite4構(gòu)建包含了一個(gè)全局sqlite4_env對象，通常這個(gè)對象適配于所在平臺。如果一個(gè)接口程序的參數(shù)中有一個(gè)指向sqlite4_env對象的指針，而且傳給這個(gè)參數(shù)的指針是空指針時(shí)，這個(gè)接口程序就會(huì)使用默認(rèn)的全局sqlite4_env對象。另外，某些應(yīng)用可能要求在相同的地址空間上運(yùn)行兩個(gè)或者多個(gè)SQLite4實(shí)例，同時(shí)每個(gè)實(shí)例使用了各自不同的互斥原語，不同的內(nèi)存堆以及不同的時(shí)間日期函數(shù)等等。SQLite4通過對每個(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)例創(chuàng)建不同的sqlite4_env對象來滿足這種需求。sqlite4_env對象中還廢除了全局和靜態(tài)變量，這樣就可以非常容易地把SQLite4移植到哪些對靜態(tài)或者全局?jǐn)?shù)據(jù)提供有限支持的嵌入式系統(tǒng)中。

3.2 簡化的鍵/值存儲引擎

相對于SQLite3，SQLite4使用的鍵/值存儲引擎擁有一個(gè)大大簡化了的接口。這個(gè)存儲引擎是可拔插的；通過對qlite4_env對象在打開新的數(shù)據(jù)庫連接前做適當(dāng)?shù)母膭?dòng)，它可以在運(yùn)行時(shí)被改變。

SQLite4 需要一個(gè)實(shí)現(xiàn)了有序鍵/值對的存儲引擎，它的鍵和值是任意長度的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。鍵必須惟一，且按字典排序。也就是說，鍵應(yīng)該根據(jù)一個(gè)比較函數(shù)進(jìn)行排序，例如：
 

給定一個(gè)探針鍵，SQLite4需要能夠找到它最近的鍵，然后以字典序升序或降序遍歷鍵。向一個(gè)已有的鍵插入數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)覆蓋舊數(shù)據(jù)。事務(wù)，包括原子提交和回滾，由存儲引擎負(fù)責(zé)。

SQLite4經(jīng)由表和索引，將所有數(shù)據(jù)存儲到一個(gè)單獨(dú)的鍵空間， 與此相反，SQLite3中每個(gè)表和索引都需要一個(gè)單獨(dú)的鍵空間。SQLite4的存儲也與SQLite3不同，因?yàn)樗枰鎯σ嬉宰值湫驅(qū)︽I進(jìn)行排序， 而SQLite3使用了一個(gè)非常復(fù)雜的比較函數(shù)來決定記錄的存儲順序。

SQLite4與存儲引擎之間的通信是通過一個(gè)定義完善的并且簡單的接口進(jìn)行的。新的存儲引擎可以在運(yùn)行期間進(jìn)行替換：只要在指定數(shù)據(jù)庫連接之前替換sqlite4_env對象里的某些函數(shù)指針就可以了。

如果替換的存儲引擎不支持回滾，那么這就意味著SQLite4無法運(yùn)行ROLLBACK。如果替換的存儲引擎不支持事務(wù)嵌套，那么這就意味著SQLite4無法運(yùn)行嵌套事務(wù)。因此，嵌入到SQLite4中的存儲引擎的功能越少，對應(yīng)的整體的系統(tǒng)功能就會(huì)越差。

默認(rèn)情況下內(nèi)置的存儲引擎是日志結(jié)構(gòu)的合并式數(shù)據(jù)庫。它比LevelDB要快很多倍，支持嵌套式事務(wù)，它把整個(gè)內(nèi)容存儲在單一的磁盤文件里。SQLite4的未來版本還可能包含一個(gè)內(nèi)置的采用B樹結(jié)構(gòu)的存儲引擎。

3.3 現(xiàn)在的PRIMARY KEY是真正的主鍵

Sqlite3允許聲明表中的任何單個(gè)或多列為主鍵。但在內(nèi)部，SQLite3只將PRIMARY KEY簡單地當(dāng)做唯一約束來對待。實(shí)際中用于存儲使用的鍵是每一行的rowid。

Sqlite4則相反，它真實(shí)地使用聲明的表主鍵（更確切地說是PRIMARY KEY的編碼值）作為鍵而插入存儲引擎。SQLite4表通常沒有rowid（除非在表沒有PRIMARY KEY的情況下，這時(shí)需要一個(gè)rowid作為隱式主鍵。）這意味著內(nèi)容在磁盤中按主鍵的順序存儲。這也意味著可以通過對PRIMARY KEY的一次查詢即可定位記錄。在SQLite3中，主鍵上的一個(gè)搜索意味著在自動(dòng)創(chuàng)建的索引中先找到rowid，然后依據(jù)該rowid對主表做一個(gè)二次搜索。

SQLite4 需要 PRIMARY KEY 的所有元素不能為空. 這是一條SQL標(biāo)準(zhǔn).  由于早期版本的疏忽, SQLite3 沒有在PRIMARY KEY 列上強(qiáng)制加上這條NOT NULL約束，到該漏洞被發(fā)現(xiàn)的時(shí)候SQLite3已經(jīng)在被廣泛使用了, NOT NULL 約束的激活就可能會(huì)對太多的程序造成影響.
3.4 十進(jìn)制數(shù)

SQLite4 使用十進(jìn)制算數(shù)做所有的數(shù)字計(jì)算. SQLite4 從不使用C類型的double或者float(除了在double和內(nèi)部十進(jìn)制表示之間轉(zhuǎn)換時(shí)使用語接口例程中).  相反，所有數(shù)字值在內(nèi)部表示方式為一個(gè)帶有3位數(shù)字的基于10的指數(shù)的18位十進(jìn)制數(shù).  這一表示方式的特性有:

•     即使是在缺乏對于IEEE 754 binary64浮點(diǎn)數(shù)字支持的平臺上，其運(yùn)作起來也是可靠和兼容的.
•     貨幣計(jì)算通常可以精確的進(jìn)行，不需要四舍五入.
•     任何有符號和無符號的64位整數(shù)都能被精確的表示.
•     浮點(diǎn)數(shù)范圍和精確度超出了 IEEE 754 binary64 浮點(diǎn)數(shù).
•     正無窮和負(fù)無窮以及 NaN (Not-a-Number) 都有良好的表示方式.

SQLite4 使得整型和浮點(diǎn)型數(shù)字之間沒有了差別. 不過期卻有精確和近似數(shù)之間的分別. 在 C/C++ 中, 整形數(shù)是精確的而浮點(diǎn)數(shù)是近似的. 但SQLite4并不一定如此.  浮點(diǎn)數(shù)字在SQLite4可以是精確的.  可以用64位表示的整型數(shù)在SQLite4中總是精確的，而大型的整型數(shù)則可能是近似的.

SQLite4 數(shù)字格式是面向內(nèi)部使用的.  數(shù)字可以在整型和double型之間轉(zhuǎn)換，用于輸入和輸出.  磁盤上的存儲空間需要從1到12位的SQLite4數(shù)字值, 這取決于其大小和重要的位數(shù).

3.5 外鍵約束和遞歸觸發(fā)器是默認(rèn)開啟的

外鍵約束在SQLite3的早期版本中是沒有的，并且他們默認(rèn)關(guān)閉了向后兼容的能力。但是外鍵約束一直是有效的，并且在SQLite4中是默認(rèn)打開的。所有的外鍵約束都是默認(rèn)延遲的，盡管他們能夠被定義成立即創(chuàng)建。但是，沒有有效的機(jī)制去觸發(fā)外鍵約束，不管是延遲創(chuàng)建還是立即創(chuàng)建。

SQLite3提供了遞歸觸發(fā)器，但是這只是在一個(gè)運(yùn)行時(shí)才有效的功能。在SQLite4中，所有的觸發(fā)器在所有的時(shí)間段里都是遞歸的。

3.6 明確的索引覆蓋

SQLite4 像 CREATE TABLE 語句中條件了一個(gè)可選的子句，該子句定義了在索引中重復(fù)的附加列信息. 這可以讓應(yīng)用程序開發(fā)者在SQLite4中無需使用任何花招就可以明確地創(chuàng)建覆蓋索引.  例如:

CREATE INDEX cover1 ON table1(a,b) COVERING(c,d);

上面的 cover1 索引可以在存儲引擎中用一個(gè)單一的查找操作來進(jìn)行形式如 "SELECT c,d FROM table1 WHERE a=?1 AND b=?2" 的查詢.  索引中如果沒有附加的 COVERING 子句, SQLite4 也許會(huì)在存儲引擎中做兩次操作; 一次操作基于a和b的值來找到主鍵，而第二次操作則基于主鍵來找到c和d的值. COVERING 子句使得c和d的值在索引中就可用，這意味著它們無需第二次查找就可以從索引中提取出來.

COVERING 語句上有一個(gè)變化:
 

CREATE INDEX cover2 ON table(x,y) COVERING ALL;

COVERING ALL 語句的意思是數(shù)據(jù)表的所有列都在索引中被重復(fù)一份，這就確保了原來的數(shù)據(jù)表永遠(yuǎn)也不會(huì)被訪問到，以完成一個(gè)使用了這個(gè)索引的查詢.  這種方法的缺點(diǎn)，當(dāng)然就是信息重復(fù)，而且因此讓數(shù)據(jù)庫文件更大.  但是通過在索引指標(biāo)上明確指定COVERING關(guān)閉，SQLite4可以讓應(yīng)用程序開發(fā)者權(quán)衡著從應(yīng)用程序中騰出空間和時(shí)間來讓其更加適用.