Python工具箱系列(二十)

数据库操作应是所有合格程序员的基本功，写的一手好SQL对于数据分析师而言更是安身立命之本。大部分软件开发人员使用的数据库都是MySql/MariaDB，毕竟LAMP（linux+apache+mysql+php）曾经风靡一时。但开发人员真正的瑞士小军刀却是SQLite，它是世界上装机量第一的嵌入式数据库。

SQLite最初的构思是在一条军舰上进行的。当时在通用动力工作的SQLite的作者D.RichardHipp正在为美国海军编制一种在导弹驱逐舰上使用的程序。那个程序最初运行在HewlettPackard UNX（HPUX）上，后台使用Infomix数据库。对那个具体应用而言Informix有点儿太强大了。一个有经验的数据库管理员安装或升级Informix可能需要一整天。其实这个应用需要的只是一个自我包含的数据库，它易使用并能由程序控制。2000年1月Hipp开始和一个同事讨论关于创建一个简单的嵌入式SQL数据库的想法。这个数据库将使用C语言开发，同时这个数据库将不需要安装和管理支持。

◆2000年8月SQlite1.0发布。Hipp用B-tree替换了gdbm。

◆2004年SQlite从2.0升级到3.0。这个版本重点强化了国际化。程序体积继续保持240KB。

SQLite对标的不是MySQL、Oracle这类C/S结构数据库，而是文件系统。这样的场景基本都是对数据库高级特性（扩展、并发、权限）没什么需求时方便使用的。

经典的应用场景如下：

◆嵌入式数据库，开箱即用，sqlite数据库本身很小（windows下只有4Mb左右，主流linux都自带sqlite）。

◆数据量不多的情况下，如果系统只几万甚至几千条数据时，用sqlite是最适合的。

◆app中使用sqlite做缓存数据的存放，如登陆数据缓存，历史数据缓存等。

从2000年5月29日开始，SQLite就选择了C语言。直到今天，C也是实现SQLite这样软件库的最佳语言。

主要原因包括：

◆性能。像SQLite这样被密集使用的基础库需要有很好的性能，因为它对标于文件系统、甚至于内存操作，C语言很适合写这样有性能要求的程序。C语言有时被称为「便携式汇编语言」，让开发者能尽可能的接近底层硬件编码，同时保证跨平台的便携性。当然，也有其他的编程语言声称和C一样快或者更快，但没有一个能和C一样通用。

◆兼容性。目前几乎所有的系统都可以调用由C语言编写的库。

◆低依赖性。用C来编写库不会在运行时有太多的依赖。在最小的配置下，SQLite只需要C标准库里屈指可数的几个函数。

◆稳定性。这个稳定性是指语言的稳定性。C语言相对老旧但非常成熟可靠，但却正好很适合开发像SQLite这样更注重长期稳定的模块。

SQLite安装极为简单：

◆linux：不用安装，直接在命令行下输入sqlite3即可使用。

◆windows：访问SQlite官网，从Windows区下载预编译的二进制文件。需要下载sqlite-tools-win32-*.zip、sqlite-dll-win32-*.zip压缩文件。创建文件夹C:\\sqlite，并在此文件夹下解压上面两个压缩文件，将得到sqlite3.def、sqlite3.dll和sqlite3.exe文件。添加C:\\sqlite到PATH环境变量，最后在命令提示符下，使用sqlite3命令即可。

SQlite的使用也非常简单，直接使用命令进行相关的操作。

# 创建数据库
sqlite3 demo.db
# 显示数据库
.database
# 创建表
create table demo_table(id int,name text);
# 插入数据
insert into demo_table values(1,\"chen\");
# 查询
select * from demo_table;
# 退出
.quit

如果不喜欢使用命令行工具，也可以使用IDE工具。在VSCODE中，有专用的扩展支持如下图所示，非常方便。

sqlite的不足包括：

◆不支持right join，当然left join是完全可以替代的。

◆视图（view）、触发器（trigger）功能受限。

◆事务处理能力受限（相较MySQL中的4种隔离级别而言）。

◆安全性不高，不具有MySQL中详细的权限管理功能，甚至sqlite数据文件的访问无需用户名密码。

◆支持的数据类型较少。SQLite原生支持5中数据类型：NULL、INTEGER、REAL、TEXT、BLOB。在SQLite中，所有数据最终都转化为该5中类型进行存储。在SQLite中不支持BOOLEAN，在存储时，会将false转换为0，true转换为1。同时SQLite不支持Date和Time数据类型，但是内置提供了一些时间操作函数，帮助用于转换为其他数据类型进行存储。

◆不建议基于网络的数据库访问。SQLite通常是内置在应用程序中的。如果数据和应用程序是分离的，则访问数据就需要访问网络。这样也是可行的，但不是最优选择。当数据和应用程序是分开在不同的物理设备上时，通常不选择SQLite。

◆不建议高并发时使用。

◆不建议用于大数据库的场景，毕竟超过150T，SQLite是无法承受的。

然而，尽管sqlite在功能完整性方面并不足以与其他关系型数据库相媲美，但考虑其拿来即用的特点，不失为程序员开发中的瑞士军刀。