低资源占用的数据库 SQLite

介绍

SQLite是一种嵌入式数据库系统，是一种轻量级的关系型数据库管理系统(RDBMS)。它使用一种基于文件的数据库管理系统，不需要一个独立的服务器进程，也没有任何配置文件。它被广泛使用于移动设备、嵌入式系统、浏览器缓存以及其他一些小型数据库应用。

SQLite具有以下特点：

环境简单，不需要专门的数据库服务器；
存储数据在一个标准的文件系统中，因此容易进行备份和复制；
文件结构简单，大小灵活，适合移动设备和小型设备，能够满足应用程序的需要；
支持SQL语言，具有与大型数据库相同的功能；
事务支持。SQLite支持完整的ACID事务，包括原子性、一致性、隔离性和持久性。

由于SQLite的优点，它经常被用于开发移动设备和嵌入式系统的应用。同时也被很多中小型网站的后台所使用。作为一个开源软件，SQLite具有可靠性和安全性，同时还有持续的发展和维护。

适用场景

SQLite是一种轻型的关系型数据库，常用于单机应用程序或移动应用程序的存储。作为一个嵌入式的数据库引擎，它不需要独立的服务器进程，也没有配置的需求，简单易用。

Java 数据库 SQLite 通常用于以下几个方面和问题：

移动应用程序：由于 SQLite 很轻量，很容易集成在移动应用程序中，多数移动应用程序都在本地存储数据，例如联系人、用户设置、用户操作记录等等。
计算机本地应用：由于 SQLite 轻量且易于使用，许多计算机本地应用程序使用它来存储数据并实现离线操作。
数据报告：可以对 SQLite 数据库中存储的数据进行数据报告和统计分析。
Web浏览器扩展：某些Web浏览器将SQLite用于其扩展或主题管理。

问题：

SQLite 可以承受的最大连接数是多少？
为什么许多移动应用程序使用 SQLite 作为本地存储系统？
SQLite 与传统的关系型数据库系统有什么区别？
在数据存储和查询方面，SQLite 和 MySQL 有什么区别？

面试题

为什么数据库SQLite锁定表时容易出现问题，以及如何解决？

解答原因：

SQLite是一个轻量级的数据库系统，通常用于移动设备和嵌入式系统。然而，在SQLite中使用锁定表会出现一系列的问题，这主要是由于SQLite的锁定机制所导致的。

在SQLite中，锁定表是为了保证数据的一致性和完整性。当一个事务在对一个表进行操作时，它会获取一个锁定。如果另一个事务尝试对该表进行操作时，它会等待该锁定，直到锁定被释放。如果事务持锁时间太长，其他事务可能会因为等待锁超时而失败，导致数据库系统异常。

解决办法：

为了避免SQLite锁定表的问题，可以采取以下措施：

优化事务的锁定时间

当事务持有一个锁时，其他事务将无法访问该锁定表，因此事务的锁定时间应尽可能减少。我们可以通过缩小事务的范围或避免长时间的事务，来减少锁的持有时间。

使用正确的锁定级别

SQLite提供了多种锁定级别，例如共享锁、排他锁、数据库锁等。对于不同的操作和应用场景，应该选择合适的锁定级别，以最大限度地避免锁定表的问题。

合理使用索引

索引可以帮助提高查询效率，减少锁定表的时间。因此，在设计和使用SQLite的表时，应该合理使用索引，以避免过多的锁定表。

避免长时间事务的出现

如果应用程序需要长时间运行的事务，可以考虑采用分布式事务。通过这种方式，可以将锁定表的范围限制在特定的区域内，从而避免锁定表的出现。

代码示例：

下面是一个使用SQLite的Java代码示例，展示如何优化事务的锁定时间：

public class SqliteDemo {

  public static void main(String[] args) {
    Connection con = null;
    Statement stmt = null;
    ResultSet rs = null;
    try {
      Class.forName("org.sqlite.JDBC");
      con = DriverManager.getConnection("jdbc:sqlite:test.db");
      con.setAutoCommit(false);
      stmt = con.createStatement();
      rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROM Employee WHERE Salary > 50000");
      while (rs.next()) {
        // process result set
      }
      stmt.close();
      con.commit();
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
      try {
        con.rollback();
      } catch (SQLException ex) {
        ex.printStackTrace();
      }
    } finally {
      try {
        if (rs != null) {
          rs.close();
        }
        if (stmt != null) {
          stmt.close();
        }
        if (con != null) {
          con.close();
        }
      } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
  }
}

在这个示例代码中，我们使用了事务来查询Employee表中工资大于50000的员工信息。通过将事务的范围限制在查询语句中，我们可以最大限度地减少锁表的时间，并且当出现异常时，事务将自动回滚。

安装SQLite在Win、Linux和Docker上的步骤和教程如下：

1. 在Windows上安装SQLite的步骤和教程

下载SQLite的Windows安装包，下载地址可以从http://www.sqlite.org/download.html官方网站上找到。
安装SQLite，打开下载的安装包，一路点击“Next”直到安装完成即可。
验证安装是否成功。打开命令行终端，输入“sqlite3”，如果出现SQLite的提示符则安装成功。

2. 在Linux上安装SQLite的步骤和教程

打开终端窗口，输入以下命令来安装SQLite: sudo apt-get update sudo apt-get install sqlite3
输入“sqlite3”回车，如果出现SQLite的提示符则安装成功。

3. 在Docker上安装SQLite的步骤和教程

创建一个新的Docker容器，可以使用以下命令：
```
docker run -it --name my-sqlite-container sqlite
```

打开Docker容器:

docker exec -it my-sqlite-container bash

进入SQLite命令行界面: sqlite3
验证是否安装成功: 如果出现SQLite的提示符则表示安装成功。

注：SQLite是一个轻型的数据库，可以直接在操作系统上运行，也可以在Docker上运行。为了使用SQLite，必须在系统上安装SQLite软件。以上是在Win和Linux和Docker下安装SQLite的步骤和教程，欢迎大家查看使用。

常见问题

1. “找不到JDBC驱动类”问题

原因：没有在工程中导入sqlite-jdbc驱动包，或者驱动包版本不对。

解决办法：将最新版本的sqlite-jdbc驱动包下载到本地，然后在工程中引入。

代码示例：

//导入驱动包
import org.sqlite.JDBC;

//注册驱动
Class.forName("org.sqlite.JDBC");

2. “数据库文件不存在”问题

原因：指定的数据库文件路径不存在或者路径不正确。

解决办法：检查数据库文件路径是否正确，可以在Java代码中打印出当前的工作目录，以便方便查找路径是否正确。

代码示例：

//获取当前工作目录
String workingDirectory = System.getProperty("user.dir");
System.out.println("Current working directory: " + workingDirectory);

//指定数据库文件路径
String dbPath = "jdbc:sqlite:" + workingDirectory + "/data.db";

3. “无法创建SQLite数据库连接”问题

原因：数据文件不可读或者不存在，或者数据库连接字符串中的文件路径不正确。

解决办法：检查数据库文件是否被其他程序占用或者没有写入权限，或者检查数据库连接字符串中的文件路径是否正确。

代码示例：

//指定数据库连接字符串
String dbUrl = "jdbc:sqlite:/path/to/database.db";

//获取数据库连接
Connection conn = DriverManager.getConnection(dbUrl);

4. “查询结果为空”问题

原因：查询条件不正确或者查询的数据不存在。

解决办法：检查查询条件是否正确，并且可以使用Debug模式查看SQL语句生成的情况。

代码示例：

//查询
Statement stmt = conn.createStatement();
ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT * from users WHERE username='admin'");

//遍历结果集
while (rs.next()) {
    //输出结果
    System.out.println(rs.getInt("id") +  "\t" + 
                       rs.getString("username") + "\t" +
                       rs.getString("password"));
}

项目整合

1. 引入依赖

首先，在pom.xml文件中添加SQLite驱动依赖：

<dependency>
    <groupId>org.xerial</groupId>
    <artifactId>sqlite-jdbc</artifactId>
    <version>3.36.0.1</version>
</dependency>

2. 配置数据源

添加SQLite数据源配置，在application.properties文件中设置：

# 数据源配置
spring.datasource.url=jdbc:sqlite:test.db
spring.datasource.driver-class-name=org.sqlite.JDBC

3. 定义实体类

在Java项目中创建实体类，用于映射SQLite中的数据表。例如，我们创建一个User实体类：

@Entity
@Table(name = "user")
public class User {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;
    private String name;
    private Integer age;

    // getter, setter, toString
}

4. 创建Repository

定义一个接口作为数据访问层，继承JpaRepository，提供CRUD操作方法：

@Repository
public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Long> {
}

5. 编写控制器

创建一个控制器类，提供API接口供外部调用实现CRUD操作。

@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    @PostMapping("/add")
    public User addUser(@RequestBody User user) {
        return userRepository.save(user);
    }

    @GetMapping("/all")
    public List<User> getAllUsers() {
        return userRepository.findAll();
    }

    @PutMapping("/update")
    public User updateUser(@RequestBody User user) {
        return userRepository.save(user);
    }

    @DeleteMapping("/delete/{id}")
    public void deleteUserById(@PathVariable Long id) {
        userRepository.deleteById(id);
    }
}

6. 测试

启动应用程序，并访问相应API接口。例如，使用Postman工具访问API：

添加用户：

POST http://localhost:8080/user/add

Body:
{
    "name":"Test User",
    "age":30
}

查询所有用户：

GET http://localhost:8080/user/all

更新用户：

PUT http://localhost:8080/user/update

Body:
{
    "id": 1,
    "name":"Updated User",
    "age":35
}

删除用户：

DELETE http://localhost:8080/user/delete/1

完整代码：

User.java

@Entity
@Table(name = "user")
public class User {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;
    private String name;
    private Integer age;

    // getter, setter, toString
}

UserRepository.java

@Repository
public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Long> {
}

UserController.java

@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    @PostMapping("/add")
    public User addUser(@RequestBody User user) {
        return userRepository.save(user);
    }

    @GetMapping("/all")
    public List<User> getAllUsers() {
        return userRepository.findAll();
    }

    @PutMapping("/update")
    public User updateUser(@RequestBody User user) {
        return userRepository.save(user);
    }

    @DeleteMapping("/delete/{id}")
    public void deleteUserById(@PathVariable Long id) {
        userRepository.deleteById(id);
    }
}

application.properties

# 数据源配置
spring.datasource.url=jdbc:sqlite:test.db
spring.datasource.driver-class-name=org.sqlite.JDBC

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适用场景

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1. 在Windows上安装SQLite的步骤和教程

2. 在Linux上安装SQLite的步骤和教程

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常见问题

1. “找不到JDBC驱动类”问题

2. “数据库文件不存在”问题

3. “无法创建SQLite数据库连接”问题

4. “查询结果为空”问题

项目整合

1. 引入依赖

2. 配置数据源

3. 定义实体类

4. 创建Repository

5. 编写控制器

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