随心动

SQLITE3 使用总结[转载]

SQLITE3 使用总结
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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  C++ 。不会给任何人带来不便。

 

一、版本

 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  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  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++ 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操作入门

sqlite提供的是一些C函数接口,你可以用这些函数操作数据库。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 就会为你操作数据库。

sqlite MSaccess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操作。

基本流程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操作的数据库。下面再详细介绍。

2)打开数据库

int sqlite3_open( 文件名, sqlite3 ** );

用这个函数开始数据库操作。

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。

函数返回值表示操作是否正确,如果是 SQLITE_OK 则表示操作正常。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。

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;

}

//数据库操作代码

//

 

//数据库打开成功

//关闭数据库

sqlite3_close( db );

return 0;

}

这就是一次数据库操作过程。

 

 

2 SQL语句操作

本节介绍如何用sqlite 执行标准 sql 语法。

 

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。

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。

2个参数const char *sql 是一条 sql 语句,以/0结尾。

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)

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。

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 操作,做 delete 操作,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。

2exec 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)。然后操作这些数据

   //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  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 < n_column; i ++ )

{

    printf( 字段名:%s  ß字段值:%s/n,  column_name[i], column_value[i] );

}

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;

}

 

//数据库操作代码

//创建一个测试表,表名叫 MyTable_1,有2个字段: ID  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, 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 ), 0, 0, errmsg );

if(result != SQLITE_OK )

{

    printf( 插入记录失败,错误码:%d,错误原因:%s/n, result, errmsg );

}

 

result = sqlite3_exec( db, insert into MyTable_1( name ) values ( 骑单车 ), 0, 0, errmsg );

if(result != SQLITE_OK )

{

    printf( 插入记录失败,错误码:%d,错误原因:%s/n, result, errmsg );

}

 

result = sqlite3_exec( db, insert into MyTable_1( name ) values ( 坐汽车 ), 0, 0, errmsg );

if(result != SQLITE_OK )

{

    printf( 插入记录失败,错误码:%d,错误原因:%s/n, result, errmsg );

}

 

//开始查询数据库

result = sqlite3_exec( db, select * from MyTable_1, LoadMyInfo, NULL, 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,如何做数据库基本操作。

有这些知识,基本上可以应付很多数据库操作了。

 

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 操作。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:thisC++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*, const char *sql, char ***resultp, int *nrow, int *ncolumn, char **errmsg );

1个参数不再多说,看前面的例子。

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/0结尾的char *字符串。

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。

4个参数是查询出多少条记录(即查出多少行)。

5个参数是多少个字段(多少列)。

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; // char ** 类型,两个*

   int nRow, nColumn;

   int i , j;

   int index;

 

   result = sqlite3_openc://Dcg_database.db, &db );

   if( result != SQLITE_OK )

   {

        //数据库打开失败

        return -1;

   }

 

   //数据库操作代码

   //假设前面已经创建了 MyTable_1 

   //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, select * from MyTable_1, &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 < nRow ; i++ )

        {

             printf(  %d 条记录/n, i+1 );

             for( j = 0 ; j < nColumn; j++ )

             {

                  printf( 字段名:%s  ß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insertselect 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

 

 

操作二进制

sqlite 操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。

 

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0sqlite会自动计算它的长度(把sql语句当成以/0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  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。

1个参数:是前面prepare得到的 sqlite3_stmt * 类型变量。

2个参数:?号的索引。前面preparesql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

3个参数:二进制数据起始指针。

4个参数:二进制数据的长度,以字节为单位。

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

 

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, -1, &stat, 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 ); //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

 

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。

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。这个操作是很慢的。因为时间都花在了开始事务、提交事务上。

你可以把这些同类操作做成一个事务,这样如果操作错误,还能够回滚事务。

事务的操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", 0, 0, &zErrorMsg ); //开始一个事务

result = sqlite3_exec( db, "commit transaction", 0, 0, &zErrorMsg ); //提交事务

result = sqlite3_exec( db, "rollback transaction", 0, 0, &zErrorMsg ); //回滚事务

四、C/C++开发接口简介总览

SQLite3SQLite一个全新的版本,它虽然是在SQLite 2.8.13的代码基础之上开发的,但是使用了和之前的版本不兼容的数据库格式和API. SQLite3是为了满足以下的需求而开发的:

  • 支持UTF-16编码.
  • 用户自定义的文本排序方法.
  • 可以对BLOBs字段建立索引.

因此为了支持这些特性我改变了数据库的格式,建立了一个与之前版本不兼容的3.0至于其他的兼容性的改变,例如全新的API等等,都将在理论介绍之后向你说明,这样可以使你最快的一次性摆脱兼容性问题.

3.0版的和2.X版的API非常相似,但是有一些重要的改变需要注意所有API接口函数和数据结构的前缀都由"sqlite_"改为了"sqlite3_". 这是为了避免同时使用SQLite 2.XSQLite 3.0这两个版本的时候发生链接冲突.

由于对于C语言应该用什么数据类型来存放UTF-16编码的字符串并没有一致的规范因此SQLite使用了普通的void* 类型来指向UTF-16编码的字符串客户端使用过程中可以把void*映射成适合他们的系统的任何数据类型.

2 C/C++接口

SQLite 3.0一共有83API函数,此外还有一些数据结构和预定义(#defines). (完整的API介绍请参看另一份文档.) 不过你们可以放心,这些接口使用起来不会像它的数量所暗示的那么复杂最简单的程序仍然使用三个函数就可以完成: sqlite3_open(), sqlite3_exec(),  sqlite3_close(). 要是想更好的控制数据库引擎的执行,可以使用提供的sqlite3_prepare()函数把SQL语句编译成字节码,然后在使用sqlite3_step()函数来执行编译后的字节码sqlite3_column_开头的一组API函数用来获取查询结果集中的信息许多接口函数都是成对出现的,同时有UTF-8UTF-16两个版本并且提供了一组函数用来执行用户自定义的SQL函数和文本排序函数.

1)如何打开关闭数据库

   typedef struct sqlite3 sqlite3;

   int sqlite3_open(const char*, sqlite3**);

   int sqlite3_open16(const void*, sqlite3**);

   int sqlite3_close(sqlite3*);

   const char *sqlite3_errmsg(sqlite3*);

   const void *sqlite3_errmsg16(sqlite3*);

   int sqlite3_errcode(sqlite3*);

sqlite3_open() 函数返回一个整数错误代码,而不是像第二版中一样返回一个指向sqlite3结构体的指针. sqlite3_open() sqlite3_open16() 的不同之处在于sqlite3_open16() 使用UTF-16编码(使用本地主机字节顺序)传递数据库文件名如果要创建新数据库, sqlite3_open16() 将内部文本转换为UTF-16编码反之sqlite3_open() 将文本转换为UTF-8编码.

打开或者创建数据库的命令会被缓存,直到这个数据库真正被调用的时候才会被执行而且允许使用PRAGMA声明来设置如本地文本编码或默认内存页面大小等选项和参数.

sqlite3_errcode() 通常用来获取最近调用的API接口返回的错误代码. sqlite3_errmsg() 则用来得到这些错误代码所对应的文字说明这些错误信息将以 UTF-8 的编码返回,并且在下一次调用任何SQLite API函数的时候被清除. sqlite3_errmsg16() sqlite3_errmsg() 大体上相同,除了返回的错误信息将以 UTF-16 本机字节顺序编码.

SQLite3的错误代码相比SQLite2没有任何的改变,它们分别是:

#define SQLITE_OK           0   /* Successful result */

#define SQLITE_ERROR        1   /* SQL error or missing database */

#define SQLITE_INTERNAL     2   /* An internal logic error in SQLite */

#define SQLITE_PERM         3   /* Access permission denied */

#define SQLITE_ABORT        4   /* Callback routine requested an abort */

#define SQLITE_BUSY         5   /* The database file is locked */

#define SQLITE_LOCKED       6   /* A table in the database is locked */

#define SQLITE_NOMEM        7   /* A malloc() failed */

#define SQLITE_READONLY     8   /* Attempt to write a readonly database */

#define SQLITE_INTERRUPT    9   /* Operation terminated by sqlite_interrupt() */

#define SQLITE_IOERR       10   /* Some kind of disk I/O error occurred */

#define SQLITE_CORRUPT     11   /* The database disk image is malformed */

#define SQLITE_NOTFOUND    12   /* (Internal Only) Table or record not found */

#define SQLITE_FULL        13   /* Insertion failed because database is full */

#define SQLITE_CANTOPEN    14   /* Unable to open the database file */

#define SQLITE_PROTOCOL    15   /* Database lock protocol error */

#define SQLITE_EMPTY       16   /* (Internal Only) Database table is empty */

#define SQLITE_SCHEMA      17   /* The database schema changed */

#define SQLITE_TOOBIG      18   /* Too much data for one row of a table */

#define SQLITE_CONSTRAINT  19   /* Abort due to contraint violation */

#define SQLITE_MISMATCH    20   /* Data type mismatch */

#define SQLITE_MISUSE      21   /* Library used incorrectly */

#define SQLITE_NOLFS       22   /* Uses OS features not supported on host */

#define SQLITE_AUTH        23   /* Authorization denied */

#define SQLITE_ROW         100  /* sqlite_step() has another row ready */

#define SQLITE_DONE        101  /* sqlite_step() has finished executing */

 

2)执行 SQL 语句

typedef int (*sqlite_callback)(void*,int,char**, char**);

int sqlite3_exec(sqlite3*, const char *sql, sqlite_callback, void*, char**);

sqlite3_exec 函数依然像它在SQLite2中一样承担着很多的工作该函数的第二个参数中可以编译和执行零个或多个SQL语句查询的结果返回给回调函数更多地信息可以查看API 参考.

SQLite3,sqlite3_exec一般是被准备SQL语句接口封装起来使用的.

typedef struct sqlite3_stmt sqlite3_stmt;

int sqlite3_prepare(sqlite3*, const char*, int, sqlite3_stmt**, const char**);

int sqlite3_prepare16(sqlite3*, const void*, int, sqlite3_stmt**, const void**);

int sqlite3_finalize(sqlite3_stmt*);

int sqlite3_reset(sqlite3_stmt*);

sqlite3_prepare 接口把一条SQL语句编译成字节码留给后面的执行函数使用该接口访问数据库是当前比较好的的一种方法.

sqlite3_prepare() 处理的SQL语句应该是UTF-8编码的sqlite3_prepare16() 则要求是UTF-16编码的输入的参数中只有第一个SQL语句会被编译第四个参数则用来指向输入参数中下一个需要编译的SQL语句存放的SQLite statement对象的指针,任何时候如果调用 sqlite3_finalize() 将销毁一个准备好的SQL声明在数据库关闭之前,所有准备好的声明都必须被释放销毁. sqlite3_reset() 函数用来重置一个SQL声明的状态,使得它可以被再次执行.

SQL声明可以包含一些型如"?"  "?nnn"  ":aaa"的标记, 其中"nnn" 是一个整数,"aaa" 是一个字符串这些标记代表一些不确定的字符值(或者说是通配符),可以在后面用sqlite3_bind 接口来填充这些值每一个通配符都被分配了一个编号(由它在SQL声明中的位置决定,从1开始),此外也可以用 "nnn" 来表示 "?nnn" 这种情况允许相同的通配符在同一个SQL声明中出现多次在这种情况下所有相同的通配符都会被替换成相同的值没有被绑定的通配符将自动取NULL.

int sqlite3_bind_blob(sqlite3_stmt*, int, const void*, int n, void(*)(void*));

int sqlite3_bind_double(sqlite3_stmt*, int, double);

int sqlite3_bind_int(sqlite3_stmt*, int, int);

int sqlite3_bind_int64(sqlite3_stmt*, int, long long int);

int sqlite3_bind_null(sqlite3_stmt*, int);

int sqlite3_bind_text(sqlite3_stmt*, int, const char*, int n, void(*)(void*));

int sqlite3_bind_text16(sqlite3_stmt*, int, const void*, int n, void(*)(void*));

int sqlite3_bind_value(sqlite3_stmt*, int, const sqlite3_value*);

以上是 sqlite3_bind 所包含的全部接口,它们是用来给SQL声明中的通配符赋值的没有绑定的通配符则被认为是空值.绑定上的值不会被sqlite3_reset()函数重置但是在调用了sqlite3_reset()之后所有的通配符都可以被重新赋值.

SQL声明准备好之后(其中绑定的步骤是可选的), 需要调用以下的方法来执行:

int sqlite3_step(sqlite3_stmt*);

如果SQL返回了一个单行结果集,sqlite3_step() 函数将返回 SQLITE_ROW , 如果SQL语句执行成功或者正常将返回SQLITE_DONE , 否则将返回错误代码如果不能打开数据库文件则会返回 SQLITE_BUSY . 如果函数的返回值是SQLITE_ROW, 那么下边的这些方法可以用来获得记录集行中的数据:

const void *sqlite3_column_blob(sqlite3_stmt*, int iCol);

int sqlite3_column_bytes(sqlite3_stmt*, int iCol);

int sqlite3_column_bytes16(sqlite3_stmt*, int iCol);

int sqlite3_column_count(sqlite3_stmt*);

const char *sqlite3_column_decltype(sqlite3_stmt *, int iCol);

const void *sqlite3_column_decltype16(sqlite3_stmt *, int iCol);

double sqlite3_column_double(sqlite3_stmt*, int iCol);

int sqlite3_column_int(sqlite3_stmt*, int iCol);

long long int sqlite3_column_int64(sqlite3_stmt*, int iCol);

const char *sqlite3_column_name(sqlite3_stmt*, int iCol);

const void *sqlite3_column_name16(sqlite3_stmt*, int iCol);

const unsigned char *sqlite3_column_text(sqlite3_stmt*, int iCol);

const void *sqlite3_column_text16(sqlite3_stmt*, int iCol);

int sqlite3_column_type(sqlite3_stmt*, int iCol);

sqlite3_column_count()函数返回结果集中包含的列数. sqlite3_column_count() 可以在执行了 sqlite3_prepare()之后的任何时刻调用. sqlite3_data_count()除了必需要在sqlite3_step()之后调用之外,其他跟sqlite3_column_count() 大同小异如果调用sqlite3_step() 返回值是 SQLITE_DONE 或者一个错误代码则此时调用sqlite3_data_count() 将返回 0 ,然而sqlite3_column_count() 仍然会返回结果集中包含的列数.

返回的记录集通过使用其它的几个 sqlite3_column_***() 函数来提取所有的这些函数都把列的编号作为第二个参数列编号从左到右以零起始请注意它和之前那些从1起始的参数的不同.

sqlite3_column_type()函数返回第N列的值的数据类型具体的返回值如下:

#define SQLITE_INTEGER  1

#define SQLITE_FLOAT    2

#define SQLITE_TEXT     3

#define SQLITE_BLOB     4

#define SQLITE_NULL     5

sqlite3_column_decltype() 则用来返回该列在 CREATE TABLE 语句中声明的类型它可以用在当返回类型是空字符串的时候. sqlite3_column_name() 返回第N列的字段名. sqlite3_column_bytes() 用来返回 UTF-8 编码的BLOBs列的字节数或者TEXT字符串的字节数. sqlite3_column_bytes16() 对于BLOBs列返回同样的结果,但是对于TEXT字符串则按 UTF-16 的编码来计算字节数. sqlite3_column_blob() 返回 BLOB 数据. sqlite3_column_text() 返回 UTF-8 编码的 TEXT 数据. sqlite3_column_text16() 返回 UTF-16 编码的 TEXT 数据. sqlite3_column_int() 以本地主机的整数格式返回一个整数值. sqlite3_column_int64() 返回一个64位的整数最后, sqlite3_column_double() 返回浮点数.

不一定非要按照sqlite3_column_type()接口返回的数据类型来获取数据数据类型不同时软件将自动转换.

3用户自定义函数

可以使用以下的方法来创建用户自定义的SQL函数:

typedef struct sqlite3_value sqlite3_value;

int sqlite3_create_function(

     sqlite3 *,

     const char *zFunctionName,

     int nArg,

     int eTextRep,

     void*,

     void (*xFunc)(sqlite3_context*,int,sqlite3_value**),

     void (*xStep)(sqlite3_context*,int,sqlite3_value**),

     void (*xFinal)(sqlite3_context*)

   );

 

   int sqlite3_create_function16(

     sqlite3*,

     const void *zFunctionName,

     int nArg,

     int eTextRep,

     void*,

     void (*xFunc)(sqlite3_context*,int,sqlite3_value**),

     void (*xStep)(sqlite3_context*,int,sqlite3_value**),

     void (*xFinal)(sqlite3_context*)

   );

   #define SQLITE_UTF8     1

   #define SQLITE_UTF16    2

   #define SQLITE_UTF16BE  3

   #define SQLITE_UTF16LE  4

   #define SQLITE_ANY      5

nArg 参数用来表明自定义函数的参数个数如果参数值为0,则表示接受任意个数的参数 eTextRep 参数来表明传入参数的编码形式参数值可以是上面的五种预定义值. SQLite3 允许同一个自定义函数有多种不同的编码参数的版本数据库引擎会自动选择转换参数编码个数最少的版本使用.

普通的函数只需要设置 xFunc 参数,而把 xStep  xFinal 设为NULL. 聚合函数则需要设置 xStep  xFinal 参数,然后把 xFunc 设为NULL. 该方法和使用sqlite3_create_aggregate() API一样.

sqlite3_create_function16()sqlite_create_function()的不同就在于自定义的函数名一个要求是 UTF-16 编码,而另一个则要求是 UTF-8.

请注意自定函数的参数目前使用了sqlite3_value结构体指针替代了SQLite version 2.X中的字符串指针下面的函数用来从sqlite3_value结构体中提取数据:

   const void *sqlite3_value_blob(sqlite3_value*);

   int sqlite3_value_bytes(sqlite3_value*);

   int sqlite3_value_bytes16(sqlite3_value*);

   double sqlite3_value_double(sqlite3_value*);

   int sqlite3_value_int(sqlite3_value*);

   long long int sqlite3_value_int64(sqlite3_value*);

   const unsigned char *sqlite3_value_text(sqlite3_value*);

   const void *sqlite3_value_text16(sqlite3_value*);

   int sqlite3_value_type(sqlite3_value*);

上面的函数调用以下的API来获得上下文内容和返回结果:

   void *sqlite3_aggregate_context(sqlite3_context*, int nbyte);

   void *sqlite3_user_data(sqlite3_context*);

   void sqlite3_result_blob(sqlite3_context*, const void*, int n, void(*)(void*));

   void qlite3_result_double(sqlite3_context*, double);

   void sqlite3_result_error(sqlite3_context*, const char*, int);

   void sqlite3_result_error16(sqlite3_context*, const void*, int);

   void sqlite3_result_int(sqlite3_context*, int);

   void sqlite3_result_int64(sqlite3_context*, long long int);

   void sqlite3_result_null(sqlite3_context*);

   void sqlite3_result_text(sqlite3_context*, const char*, int n, void(*)(void*)); 

  void sqlite3_result_text16(sqlite3_context*, const void*, int n, void(*)(void*));

   void sqlite3_result_value(sqlite3_context*, sqlite3_value*);

   void *sqlite3_get_auxdata(sqlite3_context*, int);

   void sqlite3_set_auxdata(sqlite3_context*, int, void*, void (*)(void*));

4)用户自定义排序规则

下面的函数用来实现用户自定义的排序规则:

sqlite3_create_collation(sqlite3*, const char *zName, int eTextRep, void*,

int(*xCompare)(void*,int,const void*,int,const void*));

sqlite3_create_collation16(sqlite3*, const void *zName, int eTextRep, void*,

int(*xCompare)(void*,int,const void*,int,const void*));

sqlite3_collation_needed(sqlite3*, void*,

void(*)(void*,sqlite3*,int eTextRep,const char*));

sqlite3_collation_needed16(sqlite3*, void*,

void(*)(void*,sqlite3*,int eTextRep,const void*));

sqlite3_create_collation() 函数用来声明一个排序序列和实现它的比较函数比较函数只能用来做文本的比较. eTextRep 参数可以取如下的预定义值 SQLITE_UTF8, SQLITE_UTF16LE, SQLITE_UTF16BE, SQLITE_ANY,用来表示比较函数所处理的文本的编码方式同一个自定义的排序规则的同一个比较函数可以有 UTF-8, UTF-16LE  UTF-16BE 等多个编码的版本. sqlite3_create_collation16()sqlite3_create_collation() 的区别也仅仅在于排序名称的编码是 UTF-16 还是 UTF-8.

可以使用 sqlite3_collation_needed() 函数来注册一个回调函数,当数据库引擎遇到未知的排序规则时会自动调用该函数在回调函数中可以查找一个相似的比较函数,并激活相应的sqlite_3_create_collation()函数回调函数的第四个参数是排序规则的名称,同样sqlite3_collation_needed采用 UTF-8 编码. sqlite3_collation_need16() 采用 UTF-16 编码.
 
 
五、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。也可能是我操作水平不够,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MMXsse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。

 

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,那么应该是操作没有成功。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。

 

2自己实现加解密接口函数

如果真要我从一份 www.sqlite.org 网上down下来的 sqlite3.c 文件,直接摸索出这些接口的实现,我认为我还没有这个能力。

好在网上还有一些代码已经实现了这个功能。通过参照他们的代码以及不断编译中vc给出的错误提示,最终我把整个接口整理出来。

实现这些预留接口不是那么容易,要重头说一次怎么回事很困难。我把代码都写好了,直接把他们按我下面的说明拷贝到 sqlite3.c 文件对应地方即可。我在下面也提供了sqlite3.c 文件,可以直接参考或取下来使用。

 

这里要说一点的是,我另外新建了两个文件:crypt.ccrypt.h

其中crypt.h如此定义:

#ifndef  DCG_SQLITE_CRYPT_FUNC_

#define  DCG_SQLITE_CRYPT_FUNC_

/***********

董淳光写的 SQLITE 加密关键函数库

***********/

 

/***********

关键加密函数

***********/

int My_Encrypt_Func( unsigned char * pData, unsigned int data_len, const char * key, unsigned int len_of_key );

 

/***********

关键解密函数

***********/

int My_DeEncrypt_Func( unsigned char * pData, unsigned int data_len, const char * key, unsigned intlen_of_key );

 

#endif

 

 

其中的 crypt.c 如此定义:

#include "./crypt.h"

#include "memory.h"

/***********

关键加密函数

***********/

int My_Encrypt_Func( unsigned char * pData, unsigned int data_len, const char * key, unsigned int len_of_key )

{

return 0;

}

 

/***********

关键解密函数

***********/

int My_DeEncrypt_Func( unsigned char * pData, unsigned int data_len, const char * key, unsigned intlen_of_key )

{

return 0;

}

 

这个文件很容易看,就两函数,一个加密一个解密。传进来的参数分别是待处理的数据、数据长度、密钥、密钥长度。

处理时直接把结果作用于 pData 指针指向的内容。

你需要定义自己的加解密过程,就改动这两个函数,其它部分不用动。扩展起来很简单。

这里有个特点,data_len 一般总是 1024 字节。正因为如此,你可以在你的算法里使用一些特定长度的加密算法,比如AES要求被加密数据一定是128位(16字节)长。这个1024不是碰巧,而是 Sqlite 的页定义是1024字节,在sqlite3.c文件里有定:

# define SQLITE_DEFAULT_PAGE_SIZE 1024

你可以改动这个值,不过还是建议没有必要不要去改它。

 

上面写了两个扩展函数,如何把扩展函数跟 Sqlite 挂接起来,这个过程说起来比较麻烦。我直接贴代码。

3个步骤。

首先,在 sqlite3.c 文件顶部,添加下面内容:

 

#ifdef SQLITE_HAS_CODEC

#include "./crypt.h"

/***********

用于在 sqlite3 最后关闭时释放一些内存

***********/

void sqlite3pager_free_codecarg(void *pArg);

#endif

个函数之所以要在 sqlite3.c 开头声明,是因为下面在 sqlite3.c 里面某些函数里要插入这个函数调用。所以要提前声明。

 

其次,在sqlite3.c文件里搜索“sqlite3PagerClose”函数,要找到它的实现代码(而不是声明代码)。

实现代码里一开始是:

#ifdef SQLITE_ENABLE_MEMORY_MANAGEMENT

  /* A malloc() cannot fail in sqlite3ThreadData() as one or more calls to

  ** malloc() must have already been made by this thread before it gets

  ** to this point. This means the ThreadData must have been allocated already

  ** so that ThreadData.nAlloc can be set.

  */

  ThreadData *pTsd = sqlite3ThreadData();

  assert( pPager );

  assert( pTsd && pTsd->nAlloc );

#endif

 

需要在这部分后面紧接着插入

 

#ifdef SQLITE_HAS_CODEC

  sqlite3pager_free_codecarg(pPager->pCodecArg);

#endif

 

这里要注意,sqlite3PagerClose 函数大概也是 3.3.17版本左右才改名的,以前版本里是叫 sqlite3pager_close”。因此你在老版本sqlite代码里搜索“sqlite3PagerClose”是搜不到的。

类似的还有“sqlite3pager_get”、“sqlite3pager_unref”、“sqlite3pager_write”、“sqlite3pager_pagecount”等都是老版本函数,它们在 pager.h 文件里定义。新版本对应函数是在 sqlite3.h 里定义(因为都合并到 sqlite3.csqlite3.h两文件了)。所以,如果你在使用老版本的sqlite,先看看 pager.h 文件,这些函数不是消失了,也不是新蹦出来的,而是老版本函数改名得到的。

 

最后,往sqlite3.c 文件下找。找到最后一行:

 

/************** End of main.c ************************************************/

 

这一行后面,接上本文最下面的代码段。

这些代码很长,我不再解释,直接接上去就得了。

唯一要提的是 DeriveKey 函数。这个函数是对密钥的扩展。比如,你要求密钥是128位,即是16字节,但是如果用户只输入 1个字节呢?2个字节呢?或输入50个字节呢?你得对密钥进行扩展,使之符合16字节的要求。

DeriveKey 函数就是做这个扩展的。有人把接收到的密钥求md5,这也是一个办法,因为md5运算结果固定16字节,不论你有多少字符,最后就是16字节。这是md5算法的特点。但是我不想用md5,因为还得为它添加包含一些 md5 .c.cpp文件。我不想这么做。我自己写了一个算法来扩展密钥,很简单的算法。当然,你也可以使用你的扩展方法,也而可以使用md5 算法。只要修改 DeriveKey 函数就可以了。

 DeriveKey 函数里,只管申请空间构造所需要的密钥,不需要释放,因为在另一个函数里有释放过程,而那个函数会在数据库关闭时被调用。参考我的 DeriveKey 函数来申请内存。

 

这里我给出我已经修改好的 sqlite3.c  sqlite3.h 文件。

如果太懒,就直接使用这两个文件,编译肯定能通过,运行也正常。当然,你必须按我前面提的,新建 crypt.h crypt.c 文件,而且函数要按我前面定义的要求来做。

加密使用方法

现在,你代码已经有了加密功能。

你要把加密功能给用上,除了改 sqlite3.c 文件、给你工程添加 SQLITE_HAS_CODEC 宏,还得修改你的数据库调用函数。

前面提到过,要开始一个数据库操作,必须先 sqlite3_open 

加解密过程就在 sqlite3_open 后面操作。

设你已经 sqlite3_open 成功了,紧接着写下面的代码:

     int i;

//添加、使用密码       

     i =  sqlite3_key( db, "dcg", 3 );

     //修改密码

     i =  sqlite3_rekey( db, "dcg", 0 );

 sqlite3_key 函数来提交密码。

1个参数是 sqlite3 * 类型变量,代表着用 sqlite3_open 打开的数据库(或新建数据库)。

2个参数是密钥。

3个参数是密钥长度。

 sqlite3_rekey 来修改密码。参数含义同 sqlite3_key

 

实际上,你可以在sqlite3_open函数之后,到 sqlite3_close 函数之前任意位置调用 sqlite3_key 来设置密码。

是如果你没有设置密码,而数据库之前是有密码的,那么你做任何操作都会得到一个返回值:SQLITE_NOTADB,并且得到错误提示:“file is encrypted or is not a database”。

只有当你用 sqlite3_key 设置了正确的密码,数据库才会正常工作。

如果你要修改密码,前提是你必须先 sqlite3_open 打开数据库成功,然后 sqlite3_key 设置密钥成功,之后才能用sqlite3_rekey 来修改密码。

如果数据库有密码,但你没有用 sqlite3_key 设置密码,那么当你尝试用 sqlite3_rekey 来修改密码时会得到SQLITE_NOTADB 返回值。

如果你需要清空密码,可以使用:

//修改密码

i =  sqlite3_rekey( db, NULL, 0 );

来完成密码清空功能

 

4 sqlite3.c 最后添加代码段

 

/***

董淳光定义的加密函数

***/

#ifdef SQLITE_HAS_CODEC

 

/***

加密结构

***/

#define CRYPT_OFFSET 8

typedef struct _CryptBlock

{

BYTE*     ReadKey;     // 读数据库和写入事务的密钥

BYTE*     WriteKey;    // 写入数据库的密钥

int       PageSize;    // 页的大小

BYTE*     Data;

} CryptBlock, *LPCryptBlock;

 

#ifndef  DB_KEY_LENGTH_BYTE         /*密钥长度*/

#define  DB_KEY_LENGTH_BYTE   16   /*密钥长度*/

#endif

 

#ifndef  DB_KEY_PADDING             /*密钥位数不足时补充的字符*/

#define  DB_KEY_PADDING       0x33  /*密钥位数不足时补充的字符*/

#endif

 

 

/*** 下面是编译时提示缺少的函数 ***/

 

/** 这个函数不需要做任何处理,获取密钥的部分在下面 DeriveKey 函数里实现 **/

void sqlite3CodecGetKey(sqlite3* db, int nDB, void** Key, int* nKey)

{

return ;

}

 

/*sqlite  sqlite3_key_interop 调用附加密钥到数据库.*/

int sqlite3CodecAttach(sqlite3 *db, int nDb, const void *pKey, int nKeyLen);

 

/**

这个函数好像是 sqlite 3.3.17前不久才加的,以前版本的sqlite里没有看到这个函数

这个函数我还没有搞清楚是做什么的,它里面什么都不做直接返回,对加解密没有影响

**/

void sqlite3_activate_see(const char* right )

{   

return;

}

 

int sqlite3_key(sqlite3 *db, const void *pKey, int nKey);

 

int sqlite3_rekey(sqlite3 *db, const void *pKey, int nKey);

 

/***

下面是上面的函数的辅助处理函数

***/

 

// 从用户提供的缓冲区中得到一个加密密钥

// 用户提供的密钥可能位数上满足不了要求,使用这个函数来完成密钥扩展

static unsigned char * DeriveKey(const void *pKey, int nKeyLen);

//创建或更新一个页的加密算法索引.此函数会申请缓冲区.

static LPCryptBlock CreateCryptBlock(unsigned char* hKey, Pager *pager, LPCryptBlock pExisting);

//加密/解密函数pager调用

void * sqlite3Codec(void *pArg, unsigned char *data, Pgno nPageNum, int nMode);

//设置密码函数

int __stdcall sqlite3_key_interop(sqlite3 *db, const void *pKey, int nKeySize);

// 修改密码函数

int __stdcall sqlite3_rekey_interop(sqlite3 *db, const void *pKey, int nKeySize);

//销毁一个加密块及相关的缓冲区,密钥.

static void DestroyCryptBlock(LPCryptBlock pBlock);

static void * sqlite3pager_get_codecarg(Pager *pPager);

void sqlite3pager_set_codec(Pager *pPager,void *(*xCodec)(void*,void*,Pgno,int),void *pCodecArg    );

 

//加密/解密函数pager调用

void * sqlite3Codec(void *pArg, unsigned char *data, Pgno nPageNum, int nMode)

{

LPCryptBlock pBlock = (LPCryptBlock)pArg;

unsigned int dwPageSize = 0;

 

if (!pBlock) return data;

 

// 确保pager的页长度和加密块的页长度相等.如果改变,就需要调整.

if (nMode != 2)

{

     PgHdr *pageHeader;

     pageHeader = DATA_TO_PGHDR(data);

     if (pageHeader->pPager->pageSize != pBlock->PageSize)

     {

          CreateCryptBlock(0, pageHeader->pPager, pBlock);

     }

}

 

switch(nMode)

{

case 0: // Undo a "case 7" journal file encryption

case 2: //重载一个页

case 3: //载入一个页

     if (!pBlock->ReadKey) break;

 

 

     dwPageSize = pBlock->PageSize;

     My_DeEncrypt_Func(data, dwPageSize, pBlock->ReadKey, DB_KEY_LENGTH_BYTE );  /*调用我的解密函数*/

 

     break;

case 6: //加密一个主数据库文件的页

     if (!pBlock->WriteKey) break;

 

     memcpy(pBlock->Data + CRYPT_OFFSET, data, pBlock->PageSize);

     data = pBlock->Data + CRYPT_OFFSET;

 

 

     dwPageSize = pBlock->PageSize;

     My_Encrypt_Func(data , dwPageSize, pBlock->WriteKey, DB_KEY_LENGTH_BYTE ); /*调用我的加密函数*/

     break;

case 7: //加密事务文件的页

     /*在正常环境下读密钥和写密钥相同当数据库是被重新加密的,读密钥和写密钥未必相同.

     回滚事务必要用数据库文件的原始密钥写入.因此,当一次回滚被写入,总是用数据库的读密钥,

     这是为了保证与读取原始数据的密钥相同.

     */

     if (!pBlock->ReadKey) break;

 

     memcpy(pBlock->Data + CRYPT_OFFSET, data, pBlock->PageSize);

     data = pBlock->Data + CRYPT_OFFSET;

 

 

     dwPageSize = pBlock->PageSize;

     My_Encrypt_Func( data, dwPageSize, pBlock->ReadKey, DB_KEY_LENGTH_BYTE ); /*调用我的加密函数*/

     break;

}

 

return data;

}

 

//销毁一个加密块及相关的缓冲区,密钥.

static void DestroyCryptBlock(LPCryptBlock pBlock)

{

//销毁读密钥.

if (pBlock->ReadKey){

     sqliteFree(pBlock->ReadKey);

}

 

//如果写密钥存在并且不等于读密钥,也销毁.

if (pBlock->WriteKey && pBlock->WriteKey != pBlock->ReadKey){

     sqliteFree(pBlock->WriteKey);

}

 

if(pBlock->Data){

     sqliteFree(pBlock->Data);

}

 

//释放加密块.

sqliteFree(pBlock);

}

 

static void * sqlite3pager_get_codecarg(Pager *pPager)

{

return (pPager->xCodec) ? pPager->pCodecArg: NULL;

}

// 从用户提供的缓冲区中得到一个加密密钥

static unsigned char * DeriveKey(const void *pKey, int nKeyLen)

{

unsigned char *  hKey = NULL;

int j;

 

if( pKey == NULL || nKeyLen == 0 )

{

     return NULL;

}

 

hKey = sqliteMalloc( DB_KEY_LENGTH_BYTE + 1 );

if( hKey == NULL )

{

     return NULL;

}

hKey[ DB_KEY_LENGTH_BYTE ] = 0;

if( nKeyLen < DB_KEY_LENGTH_BYTE )

{

     memcpy( hKey, pKey, nKeyLen ); //先拷贝得到密钥前面的部分

     j = DB_KEY_LENGTH_BYTE - nKeyLen;

     //补充密钥后面的部分

     memset(  hKey + nKeyLen,  DB_KEY_PADDING, j  );

}

else

//密钥位数已经足够,直接把密钥取过来

     memcpy(  hKey, pKey, DB_KEY_LENGTH_BYTE );

}

 

return hKey;

}

 

 

 

//创建或更新一个页的加密算法索引.此函数会申请缓冲区.

static LPCryptBlock CreateCryptBlock(unsigned char* hKey, Pager *pager, LPCryptBlock pExisting)

{

LPCryptBlock pBlock;

 

if (!pExisting) //创建新加密块

{

     pBlock = sqliteMalloc(sizeof(CryptBlock));

     memset(pBlock, 0, sizeof(CryptBlock));

     pBlock->ReadKey = hKey;

     pBlock->WriteKey = hKey;

     pBlock->PageSize = pager->pageSize;

     pBlock->Data = (unsigned char*)sqliteMalloc(pBlock->PageSize + CRYPT_OFFSET);

}

else //更新存在的加密块

{

     pBlock = pExisting;

     if ( pBlock->PageSize != pager->pageSize && !pBlock->Data){

          sqliteFree(pBlock->Data);

          pBlock->PageSize = pager->pageSize;

          pBlock->Data = (unsigned char*)sqliteMalloc(pBlock->PageSize + CRYPT_OFFSET);

     }

}

 

 

memset(pBlock->Data, 0, pBlock->PageSize + CRYPT_OFFSET);

 

return pBlock;

}

 

/*

** Set the codec for this pager

*/

void sqlite3pager_set_codec(

                             Pager *pPager,

                             void *(*xCodec)(void*,void*,Pgno,int),

                             void *pCodecArg

                             )

{

pPager->xCodec = xCodec;

pPager->pCodecArg = pCodecArg;

}

 

 

int sqlite3_key(sqlite3 *db, const void *pKey, int nKey)

{

return sqlite3_key_interop(db, pKey, nKey);

}

 

int sqlite3_rekey(sqlite3 *db, const void *pKey, int nKey)

{

return sqlite3_rekey_interop(db, pKey, nKey);

}

 

/*sqlite  sqlite3_key_interop 调用附加密钥到数据库.*/

int sqlite3CodecAttach(sqlite3 *db, int nDb, const void *pKey, int nKeyLen)

{

    int rc = SQLITE_ERROR;

    unsigned char* hKey = 0;

 

    //如果没有指定密匙,可能标识用了主数据库的加密或没加密.

    if (!pKey || !nKeyLen)

    {

        if (!nDb)

        {

            return SQLITE_OK; //主数据库没有指定密钥所以没有加密.

        }

        else //附加数据库,使用主数据库的密钥.

        {

            //获取主数据库的加密块并复制密钥给附加数据库使用

            LPCryptBlock pBlock = (LPCryptBlock)sqlite3pager_get_codecarg(sqlite3BtreePager(db->aDb[0].pBt));

 

            if (!pBlock) return SQLITE_OK; //主数据库没有加密

            if (!pBlock->ReadKey) return SQLITE_OK; //没有加密

 

            memcpy(pBlock->ReadKey, &hKey, 16);

        }

    }

    else //用户提供了密码,从中创建密钥.

    {

        hKey = DeriveKey(pKey, nKeyLen);

    }

 

    //创建一个新的加密块,并将解码器指向新的附加数据库.

    if (hKey)

    {

        LPCryptBlock pBlock = CreateCryptBlock(hKey, sqlite3BtreePager(db->aDb[nDb].pBt), NULL);

        sqlite3pager_set_codec(sqlite3BtreePager(db->aDb[nDb].pBt), sqlite3Codec, pBlock);

        rc = SQLITE_OK;

    }

    return rc;

}

 

// Changes the encryption key for an existing database.

int __stdcall sqlite3_rekey_interop(sqlite3 *db, const void *pKey, int nKeySize)

{

Btree *pbt = db->aDb[0].pBt;

Pager *p = sqlite3BtreePager(pbt);

LPCryptBlock pBlock = (LPCryptBlock)sqlite3pager_get_codecarg(p);

unsigned char * hKey = DeriveKey(pKey, nKeySize);

int rc = SQLITE_ERROR;

 

 

if (!pBlock && !hKey) return SQLITE_OK;

 

//重新加密一个数据库,改变pager的写密钥读密钥依旧保留.

if (!pBlock) //加密一个未加密的数据库

{

     pBlock = CreateCryptBlock(hKey, p, NULL);

     pBlock->ReadKey = 0; // 原始数据库未加密

     sqlite3pager_set_codec(sqlite3BtreePager(pbt), sqlite3Codec, pBlock);

}

else // 改变已加密数据库的写密钥

{

     pBlock->WriteKey = hKey;

}

 

// 开始一个事务

rc = sqlite3BtreeBeginTrans(pbt, 1);

 

if (!rc)

{

     // 用新密钥重写所有的页到数据库。

     Pgno nPage = sqlite3PagerPagecount(p);

     Pgno nSkip = PAGER_MJ_PGNO(p);

     void *pPage;

     Pgno n;

 

     for(n = 1; rc == SQLITE_OK && n <= nPage; n ++)

     {

          if (n == nSkip) continue;

          rc = sqlite3PagerGet(p, n, &pPage);

          if(!rc)

          {

               rc = sqlite3PagerWrite(pPage);

               sqlite3PagerUnref(pPage);

          }

     }

}

 

// 如果成功,提交事务。

if (!rc)

{

     rc = sqlite3BtreeCommit(pbt);

}

 

// 如果失败,回滚。

if (rc)

{

     sqlite3BtreeRollback(pbt);

}

 

// 如果成功,销毁先前的读密钥。并使读密钥等于当前的写密钥。

if (!rc)

{

     if (pBlock->ReadKey)

     {

          sqliteFree(pBlock->ReadKey);

     }

     pBlock->ReadKey = pBlock->WriteKey;

}

else// 如果失败,销毁当前的写密钥,并恢复为当前的读密钥。

{

     if (pBlock->WriteKey)

     {

          sqliteFree(pBlock->WriteKey);

     }

     pBlock->WriteKey = pBlock->ReadKey;

}

 

// 如果读密钥和写密钥皆为空,就不需要再对页进行编解码。

// 销毁加密块并移除页的编解码器

if (!pBlock->ReadKey && !pBlock->WriteKey)

{

     sqlite3pager_set_codec(p, NULL, NULL);

     DestroyCryptBlock(pBlock);

}

 

return rc;

}

 

/***

下面是加密函数的主体

***/

int __stdcall sqlite3_key_interop(sqlite3 *db, const void *pKey, int nKeySize)

{

  return sqlite3CodecAttach(db, 0, pKey, nKeySize);

}

 

// 释放与一个页相关的加密块

void sqlite3pager_free_codecarg(void *pArg)

{

if (pArg)

     DestroyCryptBlock((LPCryptBlock)pArg);

}

 

#endif //#ifdef SQLITE_HAS_CODEC

 

 

五、性能优化

很多人直接就使用了,并未注意到SQLite也有配置参数,可以对性能进行调整。有时候,产生的结果会有很大影响。

主要通过pragma指令来实现。

比如: 空间释放、磁盘同步、Cache大小等。

不要打开。前文提高了,Vacuum的效率非常低!

1 auto_vacuum

PRAGMA auto_vacuum; 
PRAGMA auto_vacuum = 0 | 1;

查询或设置数据库的auto-vacuum标记。

正常情况下,当提交一个从数据库中删除数据的事务时,数据库文件不改变大小。未使用的文件页被标记并在以后的添加操作中再次使用。这种情况下使用VACUUM命令释放删除得到的空间。

当开启auto-vacuum,当提交一个从数据库中删除数据的事务时,数据库文件自动收缩, (VACUUM命令在auto-vacuum开启的数据库中不起作用)。数据库会在内部存储一些信息以便支持这一功能,这使得数据库文件比不开启该选项时稍微大一些。

只有在数据库中未建任何表时才能改变auto-vacuum标记。试图在已有表的情况下修改不会导致报错。

2 cache_size

建议改为8000

PRAGMA cache_size; 
PRAGMA cache_size = Number-of-pages;

查询或修改SQLite一次存储在内存中的数据库文件页数。每页使用约1.5K内存,缺省的缓存大小是2000. 若需要使用改变大量多行的UPDATEDELETE命令,并且不介意SQLite使用更多的内存的话,可以增大缓存以提高性能。

当使用cache_size pragma改变缓存大小时,改变仅对当前对话有效,当数据库关闭重新打开时缓存大小恢复到缺省大小。 要想永久改变缓存大小,使用default_cache_size pragma.

3 case_sensitive_like

打开。不然搜索中文字串会出错。

PRAGMA case_sensitive_like; 
PRAGMA case_sensitive_like = 0 | 1;

LIKE运算符的缺省行为是忽略latin1字符的大小写。因此在缺省情况下'a' LIKE 'A'的值为真。可以通过打开case_sensitive_like pragma来改变这一缺省行为。当启用case_sensitive_like'a' LIKE 'A'为假而 'a' LIKE 'a'依然为真。

4 count_changes

打开。便于调试

PRAGMA count_changes; 
PRAGMA count_changes = 0 | 1;

查询或更改count-changes标记。正常情况下INSERT, UPDATEDELETE语句不返回数据。 当开启count-changes,以上语句返回一行含一个整数值的数据——该语句插入,修改或删除的行数。 返回的行数不包括由触发器产生的插入,修改或删除等改变的行数。

5 page_size

PRAGMA page_size; 
PRAGMA page_size = bytes;

查询或设置page-size值。只有在未创建数据库时才能设置page-size。页面大小必须是2的整数倍且大于等于512小于等于8192 上限可以通过在编译时修改宏定义SQLITE_MAX_PAGE_SIZE的值来改变。上限的上限是32768.

6 synchronous

如果有定期备份的机制,而且少量数据丢失可接受,用OFF

PRAGMA synchronous; 
PRAGMA synchronous = FULL; (2) 
PRAGMA synchronous = NORMAL; (1) 
PRAGMA synchronous = OFF; (0)

查询或更改"synchronous"标记的设定。第一种形式(查询)返回整数值。 synchronous设置为FULL (2), SQLite数据库引擎在紧急时刻会暂停以确定数据已经写入磁盘。 这使系统崩溃或电源出问题时能确保数据库在重起后不会损坏。FULL synchronous很安全但很慢。 synchronous设置为NORMAL, SQLite数据库引擎在大部分紧急时刻会暂停,但不像FULL模式下那么频繁。 NORMAL模式下有很小的几率(但不是不存在)发生电源故障导致数据库损坏的情况。但实际上,在这种情况下很可能你的硬盘已经不能使用,或者发生了其他的不可恢复的硬件错误。 设置为synchronous OFF (0)时,SQLite在传递数据给系统以后直接继续而不暂停。若运行SQLite的应用程序崩溃, 数据不会损伤,但在系统崩溃或写入数据时意外断电的情况下数据库可能会损坏。另一方面,在synchronous OFF 一些操作可能会快50倍甚至更多。

SQLite 2中,缺省值为NORMAL.而在3中修改为FULL.

7 temp_store

使用2,内存模式。

PRAGMA temp_store; 
PRAGMA temp_store = DEFAULT; (0) 
PRAGMA temp_store = FILE; (1) 
PRAGMA temp_store = MEMORY; (2)

查询或更改"temp_store"参数的设置。当temp_store设置为DEFAULT (0),使用编译时的C预处理宏 TEMP_STORE来定义储存临时表和临时索引的位置。当设置为MEMORY (2)临时表和索引存放于内存中。 当设置为FILE (1)则存放于文件中。temp_store_directorypragma 可用于指定存放该文件的目录。当改变temp_store设置,所有已存在的临时表,索引,触发器及视图将被立即删除。

经测试,在类BBS应用上,通过以上调整,效率可以提高2倍以上。
 
 
六、后记

(原文后记)

写此教程,可不是一个累字能解释。

但是我还是觉得欣慰的,因为我很久以前就想写 sqlite 的教程,一来自己备忘,二而已造福大众,大家不用再走弯路。

本人第一次写教程,不足的地方请大家指出。

 

本文可随意转载、修改、引用。但无论是转载、修改、引用,都请附带我的名字:董淳光。以示对我劳动的肯定。

 

(补充后记)

posted on 2013-12-16 00:01 陈志远 阅读(4669) 评论(0)  编辑 收藏 引用


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