前序:... 1
一、 版本... 1
二、 基本编译... 2
三、 sqlITE *** 作入门... 2
(1) 基本流程... 2
(2) SQL语句 *** 作... 4
(3) *** 作二进制... 8
(4) 事务处理... 10
四、 给数据库加密... 10
五、 后记... 25
前序:
sqlite3 的确很好用。小巧、速度快。但是因为非微软的产品,帮助文档总觉得不够。这些天再次研究它,又有一些收获,这里把我对 sqlite3 的研究列出来,以备忘记。
这
里要注明,我是一个跨平台专注者,并不喜欢只用 windows 平台。我以前的工作就是为 unix
平台写代码。下面我所写的东西,虽然没有验证,但是我已尽量不使用任何 windows 的东西,只使用标准 C
或标准C++。但是,我没有尝试过在别的系统、别的编译器下编译,因此下面的叙述如果不正确,则留待以后修改。
下面我的代码仍然用
VC 编写,因为我觉得VC是一个很不错的IDE,可以加快代码编写速度(例如配合 Vassist
)。下面我所说的编译环境,是VC2003。如果读者觉得自己习惯于 unix 下用 vi
编写代码速度较快,可以不用管我的说明,只需要符合自己习惯即可,因为我用的是标准 C 或 C++ 。不会给任何人带来不便。
一、 版本
从 www.sqlite.org 网站可下载到最新的 sqlite 代码和编译版本。我写此文章时,最新代码是 3.3.17 版本。
很
久没有去下载 sqlite 新代码,因此也不知道 sqlite 变化这么大。以前很多文件,现在全部合并成一个 sqlite3.c
文件。如果单独用此文件,是挺好的,省去拷贝一堆文件还担心有没有遗漏。但是也带来一个问题:此文件太大,快接近7万行代码,VC开它整个机器都慢下来
了。如果不需要改它代码,也就不需要打开 sqlite3.c 文件,机器不会慢。但是,下面我要写通过修改 sqlite
代码完成加密功能,那时候就比较痛苦了。如果个人水平较高,建议用些简单的编辑器来编辑,例如 ultraEdit 或 Notepad
。速度会快很多。
二、 基本编译
这个不想多说了,在 VC 里新建 dos 控制台空白工程,把 sqlite3.c 和 sqlite3.h 添加到工程,再新建一个 main.cpp 文件。在里面写:
extern "C"
{
#include "./sqlite3.h"
};
int main( int,char** )
{
return 0;
}
为
什么要 extern “C” ?如果问这个问题,我不想说太多,这是C++的基础。要在 C++ 里使用一段 C 的代码,必须要用 extern
“C” 括起来。C++跟 C虽然语法上有重叠,但是它们是两个不同的东西,内存里的布局是完全不同的,在C++编译器里不用extern
“C”括起C代码,会导致编译器不知道该如何为 C 代码描述内存布局。
可能在 sqlite3.c 里人家已经把整段代码都 extern “C” 括起来了,但是你遇到一个 .c 文件就自觉的再括一次,也没什么不好。
基本工程就这样建立起来了。编译,可以通过。但是有一堆的 warning。可以不管它。
三、 sqlITE *** 作入门
sqlite提供的是一些C函数接口,你可以用这些函数 *** 作数据库。通过使用这些接口,传递一些标准 sql 语句(以 char * 类型)给 sqlite 函数,sqlite 就会为你 *** 作数据库。
sqlite 跟MS的access一样是文件型数据库,就是说,一个数据库就是一个文件,此数据库里可以建立很多的表,可以建立索引、触发器等等,但是,它实际上得到的就是一个文件。备份这个文件就备份了整个数据库。
sqlite 不需要任何数据库引擎,这意味着如果你需要 sqlite 来保存一些用户数据,甚至都不需要安装数据库(如果你做个小软件还要求人家必须装了sqlserver 才能运行,那也太黑心了)。
下面开始介绍数据库基本 *** 作。
(1) 基本流程
i.1 关键数据结构
sqlite 里最常用到的是 sqlite3 * 类型。从数据库打开开始,sqlite就要为这个类型准备好内存,直到数据库关闭,整个过程都需要用到这个类型。当数据库打开时开始,这个类型的变量就代表了你要 *** 作的数据库。下面再详细介绍。
i.2 打开数据库
int sqlite3_open( 文件名,sqlite3 ** );
用这个函数开始数据库 *** 作。
需要传入两个参数,一是数据库文件名,比如:c:\\DongChunGuang_Database.db。
文件名不需要一定存在,如果此文件不存在,sqlite 会自动建立它。如果它存在,就尝试把它当数据库文件来打开。
sqlite3 ** 参数即前面提到的关键数据结构。这个结构底层细节如何,你不要关它。
函
数返回值表示 *** 作是否正确,如果是 sqlITE_OK 则表示 *** 作正常。相关的返回值sqlite定义了一些宏。具体这些宏的含义可以参考
sqlite3.h 文件。里面有详细定义(顺便说一下,sqlite3
的代码注释率自称是非常高的,实际上也的确很高。只要你会看英文,sqlite 可以让你学到不少东西)。
下面介绍关闭数据库后,再给一段参考代码。
i.3 关闭数据库
int sqlite3_close(sqlite3 *);
前面如果用 sqlite3_open 开启了一个数据库,结尾时不要忘了用这个函数关闭数据库。
下面给段简单的代码:
extern "C"
{
#include "./sqlite3.h"
};
int main( int,char** )
{
sqlite3 * db = NulL; //声明sqlite关键结构指针
int result;
//打开数据库
//需要传入 db 这个指针的指针,因为 sqlite3_open 函数要为这个指针分配内存,还要让db指针指向这个内存区
result = sqlite3_open( “c:\\Dcg_database.db”,&db );
if( result != sqlITE_OK )
{
//数据库打开失败
return -1;
}
//数据库 *** 作代码
//数据库打开成功
//关闭数据库
sqlite3_close( db );
return 0;
}
这就是一次数据库 *** 作过程。
(2) SQL语句 *** 作
本节介绍如何用sqlite 执行标准 sql 语法。
i.1 执行SQL语句
int sqlite3_exec(sqlite3*,const char *sql,sqlite3_callback,voID *,char **errmsg );
这就是执行一条 sql 语句的函数。
第1个参数不再说了,是前面open函数得到的指针。说了是关键数据结构。
第2个参数const char *sql 是一条 sql 语句,以\0结尾。
第3个参数sqlite3_callback 是回调,当这条语句执行之后,sqlite3会去调用你提供的这个函数。(什么是回调函数,自己找别的资料学习)
第4个参数voID * 是你所提供的指针,你可以传递任何一个指针参数到这里,这个参数最终会传到回调函数里面,如果不需要传递指针给回调函数,可以填NulL。等下我们再看回调函数的写法,以及这个参数的使用。
第5
个参数char ** errmsg 是错误信息。注意是指针的指针。sqlite3里面有很多固定的错误信息。执行 sqlite3_exec
之后,执行失败时可以查阅这个指针(直接
printf(“%s\n”,errmsg))得到一串字符串信息,这串信息告诉你错在什么地方。sqlite3_exec函数通过修改你传入的指针的指
针,把你提供的指针指向错误提示信息,这样sqlite3_exec函数外面就可以通过这个 char*得到具体错误提示。
说明:通常,
sqlite3_callback 和它后面的 voID * 这两个位置都可以填 NulL。填NulL表示你不需要回调。比如你做 insert
*** 作,做 delete *** 作,就没有必要使用回调。而当你做 select 时,就要使用回调,因为 sqlite3
把数据查出来,得通过回调告诉你查出了什么数据。
i.2 exec 的回调
typedef int (*sqlite3_callback)(voID*,int,char**,char**);
你的回调函数必须定义成上面这个函数的类型。下面给个简单的例子:
//sqlite3的回调函数
// sqlite 每查到一条记录,就调用一次这个回调
int LoadMyInfo( voID * para,int n_column,char ** column_value,char ** column_name )
{
//para是你在 sqlite3_exec 里传入的 voID * 参数
//通过para参数,你可以传入一些特殊的指针(比如类指针、结构指针),然后在这里面强制转换成对应的类型(这里面是voID*类型,必须强制转换成你的类型才可用)。然后 *** 作这些数据
//n_column是这一条记录有多少个字段 (即这条记录有多少列)
// char ** column_value 是个关键值,查出来的数据都保存在这里,它实际上是个1维数组(不要以为是2维数组),每一个元素都是一个 char * 值,是一个字段内容(用字符串来表示,以\0结尾)
//char ** column_name 跟 column_value是对应的,表示这个字段的字段名称
//这里,我不使用 para 参数。忽略它的存在.
int i;
printf( “记录包含 %d 个字段\n”,n_column );
for( i = 0 ; i字段值:%s\n”,column_name,column_value ); } printf( “------------------\n“ ); return 0; } int main( int,char ** ) { sqlite3 * db; int result; char * errmsg = NulL; result = sqlite3_open( “c:\Dcg_database.db”,&db ); if( result != sqlITE_OK ) { //数据库打开失败 return -1; } //数据库 *** 作代码 //创建一个测试表,表名叫 Mytable_1,有2个字段: ID 和 name。其中ID是一个自动增加的类型,以后insert时可以不去指定这个字段,它会自己从0开始增加 result = sqlite3_exec( db,“create table Mytable_1( ID integer primary key autoincrement,name nvarchar(32) )”,NulL,errmsg ); if(result != sqlITE_OK ) { printf( “创建表失败,错误码:%d,错误原因:%s\n”,result,errmsg ); } //插入一些记录 result = sqlite3_exec( db,“insert into Mytable_1( name ) values ( ‘走路’ )”,errmsg ); if(result != sqlITE_OK ) { printf( “插入记录失败,错误码:%d,错误原因:%s\n”,errmsg ); } //开始查询数据库 result = sqlite3_exec( db,“select * from Mytable_1”,LoadMyInfo,errmsg ); //关闭数据库 sqlite3_close( db ); return 0; } 通过上面的例子,应该可以知道如何打开一个数据库,如何做数据库基本 *** 作。 有这些知识,基本上可以应付很多数据库 *** 作了。 i.3 不使用回调查询数据库 上 面介绍的 sqlite3_exec 是使用回调来执行 select *** 作。还有一个方法可以直接查询而不需要回调。但是,我个人感觉还是回调好,因为代码可以更加整齐,只不过用回调很麻烦,你得声明一个函数,如果这个函数 是类成员函数,你还不得不把它声明成 static 的(要问为什么?这又是C++基础了。C++成员函数实际上隐藏了一个参数:this,C++调用类的成员函数的时候,隐含把类指针当成函数的第一个参数 传递进去。结果,这造成跟前面说的 sqlite 回调函数的参数不相符。只有当把成员函数声明成 static 时,它才没有多余的隐含的this参数)。 虽然回调显得代码整齐,但有时候你还是想要非回调的 select 查询。这可以通过 sqlite3_get_table 函数做到。 int sqlite3_get_table(sqlite3*,char ***resultp,int *nrow,int *ncolumn,char **errmsg ); 第1个参数不再多说,看前面的例子。 第2个参数是 sql 语句,跟 sqlite3_exec 里的 sql 是一样的。是一个很普通的以结尾的char *字符串。 第3个参数是查询结果,它依然一维数组(不要以为是二维数组,更不要以为是三维数组)。它内存布局是:第一行是字段名称,后面是紧接着是每个字段的值。下面用例子来说事。 第4个参数是查询出多少条记录(即查出多少行)。 第5个参数是多少个字段(多少列)。 第6个参数是错误信息,跟前面一样,这里不多说了。 下面给个简单例子: int main( int,char ** ) { sqlite3 * db; int result; char * errmsg = NulL; char **dbResult; //是 char ** 类型,两个*号 int nRow,nColumn; int i,j; int index; result = sqlite3_open( “c:\Dcg_database.db”,&db ); if( result != sqlITE_OK ) { //数据库打开失败 return -1; } //数据库 *** 作代码 //假设前面已经创建了 Mytable_1 表 //开始查询,传入的 dbResult 已经是 char **,这里又加了一个 & 取地址符,传递进去的就成了 char *** result = sqlite3_get_table( db,&dbResult,&nRow,&nColumn,&errmsg ); if( sqlITE_OK == result ) { //查询成功 index = nColumn; //前面说过 dbResult 前面第一行数据是字段名称,从 nColumn 索引开始才是真正的数据 printf( “查到%d条记录\n”,nRow ); for( i = 0; i字段值:%s\n”,dbResult[j],dbResult [index] ); ++index; // dbResult 的字段值是连续的,从第0索引到第 nColumn - 1索引都是字段名称,从第 nColumn 索引开始,后面都是字段值,它把一个二维的表(传统的行列表示法)用一个扁平的形式来表示 } printf( “-------\n” ); } } //到这里,不论数据库查询是否成功,都释放 char** 查询结果,使用 sqlite 提供的功能来释放 sqlite3_free_table( dbResult ); //关闭数据库 sqlite3_close( db ); return 0; } 到这个例子为止,sqlite3 的常用用法都介绍完了。 用以上的方法,再配上 sql 语句,完全可以应付绝大多数数据库需求。 但有一种情况,用上面方法是无法实现的:需要insert、select 二进制。当需要处理二进制数据时,上面的方法就没办法做到。下面这一节说明如何插入二进制数据 (2) *** 作二进制 sqlite *** 作二进制数据需要用一个辅助的数据类型:sqlite3_stmt * 。 这 个数据类型记录了一个“SQL语句”。为什么我把 “SQL语句” 用双引号引起来?因为你可以把 sqlite3_stmt * 所表示的内容看成是 SQL语句,但是实际上它不是我们所熟知的SQL语句。它是一个已经把SQL语句解析了的、用sqlite自己标记记录的内部数据结构。 正因为这个结构已经被解析了,所以你可以往这个语句里插入二进制数据。当然,把二进制数据插到 sqlite3_stmt 结构里可不能直接 memcpy ,也不能像 std::string 那样用 + 号。必须用 sqlite 提供的函数来插入。 i.1 写入二进制 下面说写二进制的步骤。 要插入二进制,前提是这个表的字段的类型是 blob 类型。我假设有这么一张表: create table Tbl_2( ID integer,file_content blob ) 首先声明 sqlite3_stmt * stat; 然后,把一个 sql 语句解析到 stat 结构里去: sqlite3_prepare( db,“insert into Tbl_2( ID,file_content) values( 10,? )”,-1,&stat,0 ); 上面的函数完成 sql 语句的解析。第一个参数跟前面一样,是个 sqlite3 * 类型变量,第二个参数是一个 sql 语句。 这个 sql 语句特别之处在于 values 里面有个 ? 号。在sqlite3_prepare函数里,?号表示一个未定的值,它的值等下才插入。 第三个参数我写的是-1,这个参数含义是前面 sql 语句的长度。如果小于0,sqlite会自动计算它的长度(把SQL语句当成以结尾的字符串)。 第四个参数是 sqlite3_stmt 的指针的指针。解析以后的SQL语句就放在这个结构里。 第五个参数我也不知道是干什么的。为0就可以了。 如果这个函数执行成功(返回值是 sqlITE_OK 且 stat 不为NulL ),那么下面就可以开始插入二进制数据。 sqlite3_bind_blob( stat,1,pdata,(int)(length_of_data_in_bytes),NulL ); // pdata为数据缓冲区,length_of_data_in_bytes为数据大小,以字节为单位 这个函数一共有5个参数。 第1个参数:是前面prepare得到的 sqlite3_stmt * 类型变量。 第2 个参数:?号的索引。前面prepare的SQL语句里有一个?号,假如有多个?号怎么插入?方法就是改变 bind_blob 函数第2个参数。这个参数我写1,表示这里插入的值要替换 stat 的第一个?号(这里的索引从1开始计数,而非从0开始)。如果你有多个?号,就写多个 bind_blob 语句,并改变它们的第2个参数就替换到不同的?号。如果有?号没有替换,sqlite为它取值null。 第3个参数:二进制数据起始指针。 第4个参数:二进制数据的长度,以字节为单位。 第5个参数:是个析够回调函数,告诉sqlite当把数据处理完后调用此函数来析够你的数据。这个参数我还没有使用过,因此理解也不深刻。但是一般都填NulL,需要释放的内存自己用代码来释放。 bind完了之后,二进制数据就进入了你的“SQL语句”里了。你现在可以把它保存到数据库里: int result = sqlite3_step( stat ); 通过这个语句,stat 表示的SQL语句就被写到了数据库里。 最后,要把 sqlite3_stmt 结构给释放: sqlite3_finalize( stat ); //把刚才分配的内容析构掉 i.2 读出二进制 下面说读二进制的步骤。 跟前面一样,先声明 sqlite3_stmt * 类型变量: sqlite3_stmt * stat; 然后,把一个 sql 语句解析到 stat 结构里去: sqlite3_prepare( db,“select * from Tbl_2”,0 ); 当 prepare 成功之后(返回值是 sqlITE_OK ),开始查询数据。 int result = sqlite3_step( stat ); 这一句的返回值是 sqlITE_ROW 时表示成功(不是 sqlITE_OK )。 你可以循环执行 sqlite3_step 函数,一次 step 查询出一条记录。直到返回值不为 sqlITE_ROW 时表示查询结束。 然后开始获取第一个字段:ID 的值。ID是个整数,用下面这个语句获取它的值: int ID = sqlite3_column_int( stat,0 ); //第2个参数表示获取第几个字段内容,从0开始计算,因为我的表的ID字段是第一个字段,因此这里我填0 下面开始获取 file_content 的值,因为 file_content 是二进制,因此我需要得到它的指针,还有它的长度: const voID * pfileContent = sqlite3_column_blob( stat,1 ); int len = sqlite3_column_bytes( stat,1 ); 这样就得到了二进制的值。 把 pfileContent 的内容保存出来之后,不要忘了释放 sqlite3_stmt 结构: sqlite3_finalize( stat ); //把刚才分配的内容析构掉 i.3 重复使用 sqlite3_stmt 结构 如果你需要重复使用 sqlite3_prepare 解析好的 sqlite3_stmt 结构,需要用函数: sqlite3_reset。 result = sqlite3_reset(stat); 这样, stat 结构又成为 sqlite3_prepare 完成时的状态,你可以重新为它 bind 内容。 (4) 事务处理 sqlite 是支持事务处理的。如果你知道你要同步删除很多数据,不仿把它们做成一个统一的事务。 通常一次 sqlite3_exec 就是一次事务,如果你要删除1万条数据,sqlite就做了1万次:开始新事务->删除一条数据->提交事务->开始新事务->… 的过程。这个 *** 作是很慢的。因为时间都花在了开始事务、提交事务上。 你可以把这些同类 *** 作做成一个事务,这样如果 *** 作错误,还能够回滚事务。 事务的 *** 作没有特别的接口函数,它就是一个普通的 sql 语句而已: 分别如下: int result; result = sqlite3_exec( db,"begin transaction",&zErrorMsg ); //开始一个事务 result = sqlite3_exec( db,"commit transaction",&zErrorMsg ); //提交事务 result = sqlite3_exec( db,"rollback transaction",&zErrorMsg ); //回滚事务 一、 给数据库加密 前面所说的内容网上已经有很多资料,虽然比较零散,但是花点时间也还是可以找到的。现在要说的这个——数据库加密,资料就很难找。也可能是我 *** 作水平不够,找不到对应资料。但不管这样,我还是通过网上能找到的很有限的资料,探索出了给sqlite数据库加密的完整步骤。 这 里要提一下,虽然 sqlite 很好用,速度快、体积小巧。但是它保存的文件却是明文的。若不信可以用 NotePad 打开数据库文件瞧瞧,里面 insert 的内容几乎一览无余。这样赤裸裸的展现自己,可不是我们的初衷。当然,如果你在嵌入式系统、智能手机上使用 sqlite,最好是不加密,因为这些系统运算能力有限,你做为一个新功能提供者,不能把用户有限的运算能力全部花掉。 sqlite为了速 度而诞生。因此sqlite本身不对数据库加密,要知道,如果你选择标准AES算法加密,那么一定有接近50%的时间消耗在加解密算法上,甚至更多(性能 主要取决于你算法编写水平以及你是否能使用cpu提供的底层运算能力,比如MMX或sse系列指令可以大幅度提升运算速度)。 sqlite 免费版本是不提供加密功能的,当然你也可以选择他们的收费版本,那你得支付2000块钱,而且是USD。我这里也不是说支付钱不好,如果只为了数据库加密 就去支付2000块,我觉得划不来。因为下面我将要告诉你如何为免费的sqlite扩展出加密模块——自己动手扩展,这是sqlite允许,也是它提倡 的。 那么,就让我们一起开始为 sqlite3.c 文件扩展出加密模块。 i.1 必要的宏 通过阅读 sqlite 代码(当然没有全部阅读完,6万多行代码,没有一行是我习惯的风格,我可没那么多眼神去看),我搞清楚了两件事: sqlite是支持加密扩展的; 需要 #define 一个宏才能使用加密扩展。 这个宏就是 sqlITE_HAS_CODEC。 你在代码最前面(也可以在 sqlite3.h 文件第一行)定义: #ifndef sqlITE_HAS_CODEC #define sqlITE_HAS_CODEC #endif 如 果你在代码里定义了此宏,但是还能够正常编译,那么应该是 *** 作没有成功。因为你应该会被编译器提示有一些函数无法链接才对。如果你用的是 VC 2003,你可以在“解决方案”里右键点击你的工程,然后选“属性”,找到“C/C++”,再找到“命令行”,在里面手工添加“/D "sqlITE_HAS_CODEC"”。 定义了这个宏,一些被 sqlite 故意屏蔽掉的代码就被使用了。这些代码就是加解密的接口。 尝试编译,vc会提示你有一些函数无法链接,因为找不到他们的实现。 如果你也用的是VC2003,那么会得到下面的提示: error LNK2019: 无法解析的外部符号 _sqlite3CodecGetKey ,该符号在函数 _attachFunc 中被引用 error LNK2019: 无法解析的外部符号 _sqlite3CodecAttach ,该符号在函数 _attachFunc 中被引用 error LNK2019: 无法解析的外部符号 _sqlite3_activate_see ,该符号在函数 _sqlite3Pragma 中被引用 error LNK2019: 无法解析的外部符号 _sqlite3_key ,该符号在函数 _sqlite3Pragma 中被引用 Fatal error LNK1120: 4 个无法解析的外部命令 这是正常的,因为sqlite只留了接口而已,并没有给出实现。 下面就让我来实现这些接口 总结
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