該系列的前面一些文章我重點講了sqlite的核心功能，比如封鎖機制，共享緩存，以及事務管理等。但對於sqlite的整體沒有作一個全面的介紹，本文將從實現的層面，整體介紹sqlite的框架、各個核心模塊以及功能。後續再針對核心模塊作進一步的分析。我們說sqlite是一個關系型的嵌入式數據庫。提到關系型數據庫，我們會想到諸如oracle，mysql，sqlserver等主流數據庫，它們的核心功能點在於支持SQL，支持事務；提到嵌入式數據庫，我們會想到berkeleyDB，sqlite，它們核心在於嵌入式，即作為應用程序的一部分，沒有獨立的進程。Sqlite當然具有以上特性，那麽這些特性在sqlite中如何實現，有哪些模塊實現呢？

圖1

如圖1，Sqlite由7個模塊組成，分別是詞法分析器(Tokenizer)，解析器(Parser)，代碼生成器(Code generator)，虛擬機(Virtual machine)，Tree模塊，Pager模塊以及OS接口。前面3個模塊主要用於解析SQL語句或者命令，後面四個模塊則主要用於執行。雖然各個數據庫的模塊劃分可能千差萬別，但基本功能是一致的。為了解析SQL，一定有詞法+語法分析+語義分析；為了能執行SQL語句，一定需要先生成執行計劃，並通過優化器選擇最優的執行計劃；為了實現事務的ACID特性，一定有事務管理模塊，並發控制模塊和故障恢復模塊等。其實說白了就是這麽些東西，針對sqlite，我們看看這些核心的功能分別是由具體哪個模塊實現的。

Tokenizer：將SQL語句進行分詞

Parser：將詞法分析器的輸出作為它的輸入，結合語義(利用元數據判斷，比如表是否存在)，生成一個語法樹，並最終轉換化為執行計劃樹，這個過程中包含了通過優化器選擇最佳路徑。所以說整個詞法分析+語法分析+語義分析+代價優化都在Parser這個模塊中實現。

Code generator：將執行計劃樹生成虛擬機指令集，這個是sqlite比較獨特的地方，主要為虛擬機做準備。

Virtual machine：通過執行代碼生成器產生的指令集，來執行SQL語句滿足用戶的需求。通過操作數據庫文件中的記錄，來查詢或修改數據。

The tree：將用戶的記錄通過B樹結構來管理，每個用戶表通過一個B+樹管理，每個索引通過一個B樹管理。VM通過tree模塊實現從Btree中查詢、插入、刪除、更新記錄，或者創建/刪除一個Btree等。所有這些操作接口都有tree模塊封裝。VM執行指令時，直接調用接口即可。

The pager：在tree模塊看來，所有的B樹的節點都是在內存中的，tree模塊不直接與數據庫文件打交道。Pager模塊負責直接與數據庫文件交互，它管理緩存，並負責內外存交互。同時它還負責並發控制和故障恢復。所以pager模塊是sqlite中核心模塊之一，事務的ACID特性全部靠pager模塊實現。

The operating system interface：針對不同的操作系統，提供統一的操作文件接口。Pager模塊並不關心底層的硬件和操作系統，在它看來，只需要調用統一的接口就能達到讀寫文件的目的。當然不僅限於此，除了文件IO，mutex，sleep，隨機數生成的統一接口也是該模塊封裝的。

可以看到，sqlite每個模塊的功能邊界非常清晰，模塊間雖相互依賴，但耦合度很低，因此sqlite擴展相對容易。麻雀雖小，五臟俱全用在sqlite身上再合適不過了，哈哈！

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SQLite學習筆記(八)&&sqlite實現架構