簡介

這篇文檔主要描述了SQLite類庫的結(jié)構(gòu)。這篇文檔的內(nèi)容對于那些想了解和修改SQLite內(nèi)部結(jié)構(gòu)的人將會(huì)非常有用。

右側(cè)是一個(gè)結(jié)構(gòu)圖，它顯示了SQLite的主要成分及各成分之間是如何相互關(guān)聯(lián)的。接下來的文本將簡要的介紹每個(gè)單一的成分。

這篇文檔描述SQLite第三版，它和 2.8版以及早期的版本基本相似，但在一些細(xì)節(jié)上是有區(qū)別的。

接口程序

SQLite類庫大部分的公共接口程序是由main.c, legacy.c, 和 vdbeapi.c源文件中的功能執(zhí)行的。但有些程序是分散在其他文件夾的，因?yàn)樵谄渌募A里他們可以訪問有文件作用域的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 sqlite3_get_table() 這個(gè)程序是在table.c中執(zhí)行的。 sqlite3_mprintf()在printf.c中執(zhí)行。 sqlite3_complete()在tokenize.c中執(zhí)行。 Tcl 接口程序用tclsqlite.c來執(zhí)行。

為了避免和其它軟件在名字上有沖突，SQLite類庫中所有的外部符號(hào)都是以sqlite3為前綴來命名的。這些被用來做外部使用的符號(hào)（換句話說，這些符號(hào)用來形成SQLite的API）是以sqlite3_.

來命名的。

Tokenizer

當(dāng)執(zhí)行一個(gè)包含SQL語句的字符串時(shí)，接口程序要把這個(gè)字符串傳遞給tokenizer。Tokenizer的任務(wù)是把原有字符串分成一個(gè)個(gè)標(biāo)示符，并把這些標(biāo)示符傳遞給剖析器。Tokenizer是在C文件夾tokenize.c中用手編譯的。

在這個(gè)設(shè)計(jì)中需要注意的一點(diǎn)是，tokenizer調(diào)用parser。熟悉YACC和BISON的人們也許會(huì)習(xí)慣于用parser調(diào)用tokenizer。 The author of SQLite的作者已經(jīng)嘗試了這兩種方法，并發(fā)現(xiàn)用tokenizer調(diào)用parser會(huì)使程序運(yùn)行的更順利。YACC使程序更滯后一些。

Parser

The parser是一個(gè)部分，它基于文件場景賦予tokens意思。SQLite的parser是由 Lemon LALR(1) parser generator產(chǎn)生的。Lemon和YACC/BISON一樣做同樣的工作，但是它使用不同的輸入語句，這個(gè)輸入語句是不易出錯(cuò)的。 Lemon也產(chǎn)生一個(gè)parser，這個(gè)parser是可重入的并且是線程安全的。 Lemon 定義了無終端解除程序的概念，所以當(dāng)遇到語法錯(cuò)誤的時(shí)候，它不會(huì)泄露內(nèi)存。驅(qū)動(dòng)Lemon的原文件在parse.y.

因?yàn)?span lang="EN-US">lemon是一個(gè)在發(fā)展機(jī)械上不常見的程序，所以lemon的源代碼（只是一個(gè)C文件）是在SQLite分布區(qū)的"tool"子目錄下的。 lemon的文檔是在分布區(qū)的 "doc"子目錄下的。

代碼發(fā)生器

在剖析器收集完符號(hào)并把之轉(zhuǎn)換成完全的SQL語句時(shí)，它調(diào)用代碼產(chǎn)生器來產(chǎn)生虛擬的機(jī)器代碼，這些機(jī)器代碼將按照SQL語句的要求來工作。在代碼產(chǎn)生器中有許多文件； attach.c, auth.c, build.c, delete.c, expr.c, insert.c, pragma.c, select.c, trigger.c, update.c, vacuum.c and where.c. 正是在這些文件中，最具有重要意義的事情發(fā)生了。 expr.c 處理表達(dá)式代碼的生成。 where.c 處理SELECT, UPDATE and DELETE語句中WHERE子句的代碼的生成。文件 attach.c, delete.c, insert.c, select.c, trigger.c update.c,和vacuum.c處理SQL語句中具有同樣名字的語句的代碼的生成。(每個(gè)文件調(diào)用expr.c and where.c中的程序） All other 所有SQL的其它語句的代碼是由build.c生成的。文件auth.c 執(zhí)行sqlite3_set_authorizer()的功能.

虛擬機(jī)器

由代碼生成器產(chǎn)生的程序由虛擬機(jī)器來運(yùn)行。總而言之，虛擬機(jī)器主要用來執(zhí)行一個(gè)為操作數(shù)據(jù)庫而設(shè)計(jì)的抽象的計(jì)算引擎。機(jī)器有一個(gè)用來存儲(chǔ)中間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)棧。每個(gè)指令包含一個(gè)操作代碼和三個(gè)額外的操作數(shù)。

虛擬機(jī)器本身是被包含在一個(gè)單獨(dú)的文件vdbe.c中的。虛擬機(jī)器也有它自己的標(biāo)題文件：vdbe.h它在虛擬機(jī)器和剩下的SQLite類庫之間定義了一個(gè)接口程序，vdbeInt.h 它定義了虛擬機(jī)器的結(jié)構(gòu)。文件vdbeaux.c包含了虛擬機(jī)器所使用的實(shí)用程序和一些被其它類庫用來建立VM程序的接口程序模塊。文件vdbeapi.c 包含虛擬機(jī)器的外部接口，比如 sqlite3_bind_... 類的函數(shù)。單獨(dú)的值（字符串，整數(shù)，浮動(dòng)點(diǎn)數(shù)值，BLOBS）被存儲(chǔ)在一個(gè)叫 "Mem"的內(nèi)部目標(biāo)程序里，"Mem"是由vdbemem.c執(zhí)行的。

SQLite使用C語言程序來來執(zhí)行SQL函數(shù)。即使內(nèi)置的SQL函數(shù)也是用這種方法來執(zhí)行的。大部分的SQL內(nèi)置函數(shù)(ex: coalesce(), count(),substr(), and so forth)可以在func.c里發(fā)現(xiàn)。日期和時(shí)間轉(zhuǎn)換函數(shù)在date.c.

B-樹

SQLite數(shù)據(jù)庫在磁盤里維護(hù)，使用源文件btree.c中的B-樹執(zhí)行。數(shù)據(jù)庫中的每個(gè)表格和目錄使用一個(gè)單獨(dú)的B-tree。所有的 B-trees 被存儲(chǔ)在同樣的磁盤文件里。文件格式的細(xì)節(jié)被記錄在btree.c.

開頭的備注里。

B-tree子系統(tǒng)的接口程序被標(biāo)題文件btree.h所定義。.

頁面高速緩存

B-tree模塊要求信息來源于磁盤上固定規(guī)模的程序塊。默認(rèn)程序塊的大小是1024個(gè)字節(jié)，但是可以在512和65536個(gè)字節(jié)間變化。 頁面高速緩存負(fù)責(zé)讀，寫和高速緩存這些程序塊。頁面高速緩存還提供重新運(yùn)算和提交抽象命令，它還管理關(guān)閉數(shù)據(jù)庫文件夾。 B-tree驅(qū)動(dòng)器要求頁面高速緩存器中的特別的頁，當(dāng)它想修改頁或重新運(yùn)行改變的時(shí)候，它會(huì)通報(bào)頁面高速緩存。為了保證所有的需求被快速，安全和有效的處理，頁面高速緩存處理所有的微小的細(xì)節(jié)。

運(yùn)行頁面高速緩存的代碼在專門的C源文件pager.c中。頁面高速緩存的子系統(tǒng)的接口程序被目標(biāo)文件pager.h所定義。

OS 接口程序

為了在POSIX和Win32 之間提供一些可移植性，SQLite操作系統(tǒng)的接口程序使用一個(gè)提取層。 OS提取層的接口程序被定義在os.h. 每個(gè)支持的操作系統(tǒng)有它自己的執(zhí)行文件： Unix使用os_unix.c，windows使用os_win.c。每個(gè)具體的操作器具有它自己的標(biāo)題文件： os_unix.h, os_win.h, etc.

Utilities

內(nèi)存分配和字符串比較程序位于util.c。剖析器使用的表格符號(hào)被hash.c中的無用信息表格維護(hù)。源文件utf.c包含UNICODE轉(zhuǎn)換子程序。SQLite有它自己的執(zhí)行文件printf() （有一些擴(kuò)展）在printf.c中，還有它自己隨機(jī)數(shù)量產(chǎn)生器在random.c.

測試代碼

如果你計(jì)算回歸測試腳本，多于一半的SQLite代碼數(shù)據(jù)庫的代碼將被測試。 在主要代碼文件中有許多assert()語句。另外，源文件test1.c通過test5.c和md5.c 執(zhí)行只為測試用的擴(kuò)展名。os_test.c向后的接口程序用來模擬斷電，來驗(yàn)證頁面調(diào)度程序中的系統(tǒng)性事故恢復(fù)機(jī)制。