【�{】嵌入式数据库系�l�Berkeley DB

eryar — Thu, 22 Nov 2018 01:57:00 GMT

原文地址�Q?a target="_blank">https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-embdb/index.html

前言

UNIX/LINUX�q�_��下的数据库种�c�非常多�Q?a >参考资�?中列举了其中的大部分。通常�Q�我们在设计UNIX/LINUX�q�_��下的应用软�g�Ӟ��如果数据�U�类�J�多,数据与数据之间关�p�L��较复杂，��׃��选用一些大型的企业�U�数据库�pȝ��Q�如DB2�Q�ORACLE、SYBASE�{�，如果软�g规模不大�Q�就們֐�选用如MYSQL、POSTGRESQL�{�中��型数据库。例如��用PHP/PERL + MYSQL/POSTGRESQL设计�|�站基本上是一个很常规的做法。但是，当应用��Y件管理的数据�c�d��较少�Q�特别注意：�q��ƈ不是说需要管理的数据量小�Q�，数据��理本��n不复杂，且对数据操作要求高效率，则由大名鼎鼎的Berkeley�Q�美国加州大学伯克利分校�Q�开发的 Berkeley DB可能是一个很明智的选择�?/p>

DB�l�D��

DB最初开发的目的是以新的HASH讉K��法来代替旧的hsearch函数和大量的dbm实现�Q�如AT&T的dbm�Q�Berkeley的ndbm�Q�GNU��目的gdbm�Q?DB的第一个发行版�?991�q�出玎ͼ�当时�q�包含了B+树数据访问算法。在1992�q�_��BSD UNIX�W?.4发行版中包含了DB1.85版。基本上认�ؓ�q�是DB的第一个正式版。在1996�q�中期，Sleepycat软�g公司成立�Q�提供对DB的商业支持。在�q�以后，DB得到了广泛的应用�Q�当前最新版本是4.3.27�?/p>

DB支持几乎所有的��C��操作�pȝ��Q�如LINUX、UNIX、WINDOWS�{�，也提供了丰富的应用程序接口，支持C、C++、JAVA、PERL、TCL、PYTHON、PHP�{�。DB的应用十分广泛，在很多知名的软�g中都能看到其�w�媄。例�?a >参考资�?中作者谈到利用DB在LINUX下实现内核��文�g�pȝ��Q?a >参考资�?中通过实际��试数据说明DB提高了OPENLDAP的效率。LINUX下的软�g包管理器RPM也��用DB��理软�g包相��x��据，可以使用命��ofile查看RPM数据目录/var/lib/rpm下的文�g,则有形式如下的输出：

Dirnames: Berkeley DB (Btree, version 9, native byte-order)
Filemd5s: Berkeley DB (Hash, version 8, native byte-order)

值得注意的是DB是嵌入式数据库系�l�，而不是常见的关系/对象型数据库�Q�对SQL语言不支持，也不提供数据库常见的高��功能�Q�如存储�q�程�Q�触发器�{��?/p>

DB的设计思想

DB的设计思想是简单、小巧、可靠、高性能。如果说一些主��数据库�pȝ��是大而全的话�Q�那么DB��可�U�Cؓ��而精。DB提供了一�p�d��应用�E�序接口�Q�API�Q�，调用本��n很简单，应用�E�序和DB所提供的库在一��L��译成为可执行�E�序。这�U�方式从两方面极大提高了DB的效率。第一�Q�DB库和应用�E�序�q�行在同一个地址�I�间�Q�没有客��L��E�序和数据库服务器之间昂�늚��|�络通讯开销�Q�也没有本地��L��q�程之间的通讯�Q�第二：不需要对SQL代码解码�Q�对数据的访问直截了当�?/p>

DB寚w��要管理的数据看法很简单，DB数据库包含若�q�条记录�Q�每一个记录由关键字和数据�Q�KEY/VALUE�Q�构成。数据可以是��单的数据�c�d��Q�也可以是复杂的数据�c�d��Q�例如C语言中结构。DB�Ҏ��据类型不做�Q何解�? 完全��q��序员自行处理�Q�典型的C语言指针�?自由"风格。如果把记录看成一个有n个字�D늚�表，那么�W?个字�D��ؓ表的主键�Q�第2--n个字�D�对应了其它数据。DB应用�E�序通常使用多个DB数据库，从某�U�意义上看，也就是关�p�L��据库中的多个表。DB库非常紧凑，不超�q?00K�Q�但可以��理大至256T的数据量�?/p>

DB的设计充分体��C��UNIX的基于工��L��哲学�Q�即若干��单工��L��l�合可以实现强大的功能。DB的每一个基��功能模块都被设计为独立的,也即意味着其��用领域�ƈ不局限于DB本��n。例如加锁子�pȝ��可以用于非DB应用�E�序的通用操作�Q�内存共享缓冲池子系�l�可以用于在内存中基于页面的文�g�~�冲�?/p>

DB核心数据�l�构

数据库句柄结构DB�Q�包含了若干描述数据库属性的参数�Q�如数据库访问方法类型、逻辑��面大小、数据库名称�{�；同时�Q�DB�l�构中包含了大量的数据库处理函数指针�Q�大多数形式�?�Q?dosomething�Q?DB *, arg1, arg2, …)。其中最重要的有open,close,put,get�{�函数�?/p>

数据库记录结构DBT�Q�DB中的记录由关键字和数据构成，关键字和数据都用�l�构DBT表示。实际上完全可以把关键字看成�Ҏ��的数据。结构中最重要的两个字�D�|�� void * data和u_int32_t size�Q�分别对应数据本�w�和数据的长度�?/p>

数据库游标结构DBC�Q�游标（cursor�Q�是数据库应用中常见概念�Q�其本质上就是一个关于特定记录的遍历器。注意到DB支持多重记录�Q�duplicate records�Q�，卛_��条记录有相同关键字，在对多重记录的处理中�Q��用游标是最�Ҏ��的方式�?/p>

数据库环境句柄结构DB_ENV�Q�环境在DB中属于高�U�特性，本质上看�Q�环境是多个数据库的包装器。当一个或多个数据库在环境中打开后，环境可以��些数据库提供多种子系�l�服务，例如多线/�q�程处理支持、事务处理支持、高性能支持、日志恢复支持等�?/p>

DB中核心数据结构在使用前都要初始化�Q�随后可以调用结构中的函敎ͼ�指针�Q�完成各�U�操作，最后必��d��闭数据结构。从设计思想的层面上看，�q�种设计�Ҏ��是利用面向过�E�语�a�实现面对对象�~�程的一个典范�?/p>

DB数据讉K��法

在数据库领域�?数据讉K��法对应了数据在��盘上的存储格式和操作方法。在�~�写应用�E�序�Ӟ��选择合适的��法可能会在�q�算速度上提�?个甚臛_��个数量��。大多数数据库都选用B+树算法，DB也不例外�Q�同时还支持HASH��法、Recno��法和Queue��法。接下来�Q�我们将讨论�q�些��法的特点以及如何根据需要存储数据的特点�q�行选择�?/p>

B+树算法：B+树是一个��^衡树�Q�关键字有序存储�Q��ƈ且其�l�构能随数据的插入和删除�q�行动态调整。�ؓ了代码的��单，DB没有实现对关键字的前�~�码压�~�。B+树支持对数据查询、插入、删除的常数�U�速度。关键字可以��Z�Q意的数据�l�构�?/p>

HASH��法�Q�DB中实际��用的是扩展线性HASH��法�Q�extended linear hashing�Q�，可以�Ҏ��HASH表的增长�q�行适当的调整。关键字可以��Z�Q意的数据�l�构�?/p>

Recno��法�Q?要求每一个记录都有一个逻辑�U�录��P��逻辑�U�录��L��法本��n生成。实际上�Q�这和关�p�d��数据库中逻辑主键通常定义为int AUTO型是同一个概��c��Recho建立在B+树算法之上，提供了一个存储有序数据的接口。记录的长度可以为定长或不定�ѝ�?/p>

Queue��法�Q�和Recno方式接近, 只不�q�记录的长度为定�ѝ��数据以定长记录方式存储在队列中�Q�插入操作把记录插入到队列的��N��Q�相比之下插入速度是最快的�?/p>

对算法的选择首先要看关键字的�c�d��Q�如果�ؓ复杂�c�d��Q�则只能选择B+树或HASH��法�Q�如果关键字为逻辑记录��P��则应该选择Recno或Queue��法。当工作集关键字有序�Ӟ��B+树算法比较合适；如果工作集比较大且基本上关键字�ؓ随机分布�Ӟ��选择HASH��法。Queue��法只能存储定长的记录，在高的�ƈ发处理情况下�Q�Queue��法效率较高�Q�如果是其它情况�Q�则选择Recno��法�Q�Recno��法把数据存储�ؓ�q�面文�g格式�?/p>

DB常用函数使用范例

#include
#include
#include
#include
/* DB的函数执行完成后�Q�返�?代表成功�Q�否则失�?nbsp;/
void print_error(int ret)
{
    if(ret != 0)
        printf("ERROR: %s\n",db_strerror(ret));
}
/ 数据�l�构DBT在��用前�Q�应首先初始化，否则�~�译可通过但运行时报参数错�?nbsp; /
void init_DBT(DBT  key, DBT * data)
{
    memset(key, 0, sizeof(DBT));
    memset(data, 0, sizeof(DBT));
}
void main(void)
{
    DB dbp;
    DBT key, data;
    u_int32_t flags;
    int ret;
    char fruit = "apple";
    int number = 15;

    typedef struct customer
    {
        int  c_id;
        char name[10];
        char address[20];
        int  age;
    } CUSTOMER;
    CUSTOMER cust;
    int key_cust_c_id = 1;
    cust.c_id = 1;
    strncpy(cust.name, "javer", 9);
    strncpy(cust.address, "chengdu", 19);
    cust.age = 32;
    /* 首先创徏数据库句�?nbsp;/
    ret = db_create(&dbp, NULL, 0);
    print_error(ret);

    / 创徏数据库标�?nbsp;/
    flags = DB_CREATE;
    / 创徏一个名为single.db的数据库�Q��用B+树访问算法，本段代码演示对简单数据类型的处理 /
    ret = dbp->open(dbp, NULL, "single.db", NULL, DB_BTREE, flags, 0);
    print_error(ret);
    init_DBT(&key, &data);

    / 分别对关键字和数据赋值和规定长度 /
    key.data = fruit;
    key.size = strlen(fruit) + 1;
    data.data = &number;
    data.size = sizeof(int);
    / 把记录写入数据库中，不允许覆盖关键字相同的记�?nbsp;/
    ret = dbp->put(dbp, NULL, &key, &data,DB_NOOVERWRITE);
    print_error(ret);

/ 手动把缓存中的数据刷新到��盘文�g中，实际上在关闭数据库时�Q�数据会被自动刷�?nbsp;/
dbp->sync()�Q?br />
init_DBT(&key, &data);
    key.data = fruit;
    key.size = strlen(fruit) + 1;

    / 从数据库中查询关键字为apple的记�?nbsp;/
    ret = dbp->get(dbp, NULL, &key, &data, 0);
    print_error(ret);
    / 特别要注意数据结构DBT的字�D�data为void 型，所以在对data赋值和取值时�Q�要做必要的�c�d��转换�?nbsp;/
    printf("The number = %d\n", (int)(data.data));

    if(dbp != NULL)
            dbp->close(dbp, 0);
    ret = db_create(&dbp, NULL, 0);
    print_error(ret);
    flags = DB_CREATE;
    /* 创徏一个名为complex.db的数据库�Q��用HASH讉K��法�Q�本�D�代码演�C�对复杂数据�l�构的处�?nbsp;*/
    ret = dbp->open(dbp, NULL, "complex.db", NULL, DB_HASH, flags, 0);
    print_error(ret);
    init_DBT(&key, &data);
    key.size = sizeof(int);
    key.data = &(cust.c_id);
    data.size = sizeof(CUSTOMER);
    data.data = &cust;
    ret = dbp->put(dbp, NULL, &key, &data,DB_NOOVERWRITE);
    print_error(ret);

    memset(&cust, 0, sizeof(CUSTOMER));

    key.size = sizeof(int);
    key.data = &key_cust_c_id;
    data.data = &cust;
    data.ulen = sizeof(CUSTOMER);
    data.flags = DB_DBT_USERMEM;
    dbp->get(dbp, NULL, &key, &data, 0);
    print_error(ret);

    printf("c_id = %d name = %s address = %s age = %d\n",
        cust.c_id, cust.name, cust.address, cust.age);

    if(dbp != NULL)
            dbp->close(dbp, 0);
}

DB游标使用范例

游标是依赖于数据库句柄的�Q�应用程序代码框架如下：

/* 定义一个游标变�?*/

DBC * cur;

/* 首先打开数据库，再打开游标 */

dbp->open(dbp, ……);

dbp->cursor(dbp, NULL, &cur, 0);

/* do something with cursor */

/* 首先关闭�Q�在关闭数据�?*/

cur->c_close(cur);

dbp->close(dbp, 0);

在游标打开后，可以以多�U�方式遍历特定记录�?/p>

Memset(&key, 0, sizeof(DBT));

Memset(&data, 0, sizeof(DBT));

/* 因�ؓKEY和DATA为空�Q�则游标遍历整个数据库记�?*/

While((ret = cur->c_get(cur, &key, &data, DB_NEXT)) == 0)

{

/* do something with key and data */

}

当想查询特定关键字对应的记录�Q�则应对关键字赋��|��q�把cur->c_get()函数中标志位讄��为DB_SET。例如：

key.data = "xxxxx";

key.size = XXX;

While((ret = cur->c_get(cur, &key, &data, DB_SET)) == 0)

{

/* do something with key and data */

}

游标的作用还有很多，如查询多重记录，插入/修改/删除记录�{��?/p>

DB环境使用范例

本文前面已说明环境是DB数据库的包装器，提供多种高��功能。应用程序代码框架如下：

/* 定义一个环境变量，�q�创�?*/

DB_ENV *dbenv;

db_env_create(&dbenv, 0);

/* 在环境打开之前�Q�可调用形式为dbenv->set_XXX()的若�q�函数设�|�环�?*/

/* 通知DB使用Rijndael加密��法�Q�参考资�?gt;�Q�对数据�q�行处理 */

dbenv->set_encrypt(dbenv, "encrypt_string", DB_ENCRYPT_AES);

/* 讄��DB的缓存�ؓ5M */

dbenv->set_cachesize(dbenv, 0, 5 * 1024 * 1024, 0);

/* 讄��DB查找数据库文件的目录 */

dbenv->set_data_dir(dbenv, "/usr/javer/work_db");

/* 打开数据库环境，注意后四个标志分别指�C�DB启动日志、加锁、缓存、事务处理子�pȝ�� */

dbenv->open(dbenv,home,DB_CREATE|DB_INIT_LOG|DB_INIT_LOCK| DB_INIT_MPOOL

|DB_INIT_TXN, 0)�Q?/code>

  /* 在环境打开后，则可以打开若干个数据库�Q�所有数据库的处理都在环境的控制和保护中�?/code>

注意db_create函数的第二个参数是环境变�?*/

db_create(&dbp1, dbenv, 0)�Q?/code>

dbp1->open(dbp1, ……);

db_create(&dbp2, dbenv, 0)�Q?/code>

dbp1->open(dbp2, ……);

/* do something with the database */

/* 最后首先关闭打开的数据库�Q�再关闭环境 */

dbp2->close(dbp2, 0);

dbp1->close(dbp1, 0);

dbenv->close(dbenv, 0);

DB软�g的安装和�~�译

从DB的官方站�?a >http://www.sleepycat.com/下蝲最新的软�g包db-4.3.27.tar.gz�Q�解压到工作目录�Q�进入该目录�Q�依�ơ执行下列三条命令即可�?/p>

../dist/configure

make

make install

执行make uninstall�Q�则可卸载已安装的DB软�g�?/p>

DB�~�省把库和头文�g安装在目�?usr/local/BerkeleyDB.4.3/下，使用gcc test.c -ggdb -I/usr/local/BerkeleyDB.4.3/include/ -L/usr/local/BerkeleyDB.4.3/lib/ -ldb -lpthread��可正确�~�译�E�序。如果读者的��试��L��操作�pȝ��为RED HAT9,则安装的DB版本可能�?.0。特别要注意到这两个版本的库是不兼容的。例如打开数据库函数DB->open(),�?.0版本中入参�ؓ6个，而在4.3版中则�ؓ7个（可自行比较两个库的头文�gdb.h中DB->open函数的定义）。因为在DB相关的应用程序中�Q�open函数基本上都是要执行的，所以如果函数和版本不匹配，�~�译肯定会出错。当�Ӟ��~�译完成后，可以使用命��oldd查看库的依赖关系�?/p>

�ȝ��

DB是一个具有工业强度的嵌入式数据库�pȝ��Q�数据处理的效率很高。DB功能的稳定性历�l�时间的考验�Q�在大量应用�E�序中��用便是明证。可以想见，在同�{�代码质量的条�g下，软�g的BUG数和代码的长度是成正比的�Q�相对几十兆、几癑օ�大型数据库��Y�Ӟ��DB的只有不�?00K的大��！

从实现功能上�?DB是轻量��数据库系�l�，或可�U�Cؓ"�? 轻量�U�数据库�pȝ��。但是，我认��Z��能因此而心存轻视之意，所�?��有所短，寸有所�?�Q�以�l�对角度比较工具之间的好坏是没有什么意义的�Q�关键在于对工具的选择和运用（��g��可以参考一下极限编�E�的思想�Q�。也许，正确�?表达范式"应该是：在当前应用背景下�Q�选择�q�种工具是最合适的�?/p>

eryar 2018-11-22 09:57 发表评论

日本三级久久网,91精品国产91久久,日本精品久久久久中文字幕8

【�{】嵌入式数据库系�l�Berkeley DB

原文地址�Q?a target="_blank">https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-embdb/index.html

前言

DB�l�D��

DB的设计思想

DB核心数据�l�构

DB数据讉K��法

DB游标使用范例

DB环境使用范例

DB软�g的安装和�~�译

�ȝ��

Getting Started with PostgreSQL

日本三级久久网,91精品国产91久久,日本精品久久久久中文字幕8

【�{】嵌入式数据库系�l�Berkeley DB

原文地址�Q?a target="_blank">https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-embdb/index.html前言

DB�l�D��

DB的设计思想

DB核心数据�l�构

DB数据讉K�����法

DB游标使用范例

DB环境使用范例

DB软�g的安装和�~�译

�ȝ��

Getting Started with PostgreSQL

原文地址�Q?a target="_blank">https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-embdb/index.html

前言

DB数据讉K��法