何时使用 SQLite

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关于 SQLite 的基础介绍本文就不再赘述,想要了解的请自行百度。接下来说一下一些使用经历。

SQLite 数据库在一开始学习 Flask 的时候我就使用过,那时候用它是因为在 Windows 环境下搭建 MySQL 环境过于复杂,同时为了方便调试程序方便而折中采用了这个方案。

随着接触的东西变多,慢慢的更加认识到 SQLite 魅力所在。其实很多时候完全没必要上 MySQL 数据库,因为很多程序、网站实际的数据量并不多,而且是运行在单机环境下的。很多的小型网站、甚至是中型网站完全也可以采用 SQLite 作为数据库。

在搭建网站的时候,关于数据库可以有以下几种选项

我目前做的项目均是采用最后一种方式,因为这种方式可以一个数据库给多个后端应用程序调用。但如果是一个小型网站的话,完全可以采用第一种方式,既省钱(每个月60),又可以提升服务器的性能(减少一次数据库调用)。

TIP

数据量在 10W 以下,每日调用在 10W 次以下,都可以理解为小型网站。实际上数据量与调用次数提升 10 倍,SQLite 数据库也是可以支撑的住。

同时在单机的情况下,可以少去搭建 MySQL 数据库的麻烦、减少服务器资源消耗。同时作为文件型数据库,操作起来非常方便,同时不会暴露端口也没有被黑客攻击的危险。

SQLite 与 MySQL 对比

在做网站的时候,很多时候大家都会选择 MySQL 作为数据库,然后在大多数情况下,其实都可以使用 SQLite 代替 MySQL,接下来我们就对比一下它们俩在做网站程序的差异。

MySQLSQLite
版权开源免费开源免费
运行环境需要一个服务器,遵循客户端/服务器架构。文件型数据库,不需要服务器。
内存占用需要大约 600Mb 的内存空间(可优化)。需要大约 (250Kb-300Kb)的空间。
处理方式可以同时处理多个连接。一次只能处理一个连接。
拓展性具有高度可扩展性,可以非常高效地处理大量数据。随着数据量上升,其性能会下降(建议100W以下)
使用方式需要安装第三方库。编程语言原生支持。

在当你的网站不是很大时,完全可以采用 SQLite 代替 MySQL 。同时因为关系对象模型(ORM)的存在,在会使用 MySQL 的情况下,ORM 工具完全可以抹平新技术的学习成本。

我一般是使用 flask-SQLAlchemy 开发 Web 程序,使用 MySQL 还是 SQLite 只要修改一下 SQLAlchemy 的数据库连接地址就可以实现自由切换。而对于数据库的操作,只要专注于模型的定义与方法的使用即可,一点儿也不用担心 SQLite 与 MySQL 之间的语法差异。

SQLite 的使用场景(翻译)

翻译不完整,更多详情请见原文。原文地址见附录。

SQLite 不能直接与 C/S 架构的 SQL 数据库(如 MySQL、Oracle、PostgreSQL 或 SQL Server)相比较,因为 SQLite 试图解决的是不同的问题。

C/S 架构的数据库致力于实现数据的共享存储,它们强调可扩展性、并发性、集中化和控制。 SQLite 致力于为单个应用程序和设备提供本地数据存储。 SQLite 强调经济、效率、可靠性、独立性和简单性。

适合 SQLite 的场景

网站

SQLite 作为大多数中低流量网站的数据库引擎非常好用。SQLite 能够处理的网络流量数量取决于网站对其数据库的使用程度。一般来说,任何一个点击率低于 100K/天 的站点都可以使用 SQLite。10万点击量/天数 是一个保守的估计,而不是一个硬上限。SQLite 已经被证明可以处理 10 倍于此的流量。

当然,SQLite 网站( https://www.SQLite.org/)也是使用 SQLite ,在撰写本文(2015)时,它每天处理大约 40 万到 50 万个 HTTP 请求,其中大约 15% 到 20% 是触及数据库的动态页面。动态内容每个网页使用大约 200 个 SQL 语句。这个设置运行在一个与其他 23 个服务共享一个物理服务器的虚拟机上,但大多数时候仍然将平均负载保持在0.1以下。

嵌入式与物联网设备

因为 SQLite 数据库几乎不需要管理,因此对于那些无人值守运行或者无人工技术支持的设备,SQLite是一个很好的选择。SQLite 非常适合运行在手机、机顶盒、电视、游戏机、照相机、厨房电器、恒温器、汽车、飞机、遥控器、无人机、医疗设备和机器人等物联网设备之中。

C/S 架构的数据库就是为网络数据中心而精心设计。SQLite 也可以运行在网络环境里面,并且在一些场景下蓬勃发展,为一些原本不可靠的连接提供数据服务。

应用程序文件格式

SQLite 通常作为桌面应用程序的本地磁盘文件格式,例如版本控制系统、金融财务分析工具、视频媒体编目和编辑套件、 CAD 包、记录保存程序等。

数据分析

了解 SQL 的人可以使用 SQLite 命令行(或者第三方工具)来分析大量的数据。也可以从 CSV 文件导入原始数据,然后对这些数据进行处理,用来生成无数的简要报告。更复杂的分析也可以通过使用 Tcl 或者 Python 编写脚本,使用 R 语言或其他语言进行处理,大多数语言都已经适配了 SQLite 可以直接使用。可以完成的任务包含网站日志分析、体育统计分析、编程指标汇编和实验结果分析。许多生物信息学研究人员以这种方式使用 SQLite。

当然,对于 C/S 架构的数据库也可以这样做。SQLite 的优点是更容易安装和使用,并且生成的数据库是一个单独的文件,可以写入 USB 或通过电子邮件发送给同事。

企业数据缓存

许多应用程序使用 SQLite 作为企业数据库管理工具中相关内容的缓存。这减少了延迟,因为现在大多数查询都是针对本地缓存进行的,可以避免网络延迟。它还减少了网络和中央数据库服务器上的负载。在许多情况下,这意味着客户端应用程序可以在网络中断期间继续运行。

服务器数据库

系统设计人员报告称,成功地将 SQLite 用作数据中心中运行的服务器应用程序的数据存储,或者换句话说,使用 SQLite 作为特定于应用程序的数据库服务的底层存储引擎。

使用这种模式,整个系统仍然是 C/S 架构:客户端向服务器发送请求,并通过网络得到回复。但是,客户端请求和服务器响不是发送一般的 SQL 和获取原始表内容,而是高级的、特定于应用程序的指令(译者推测是类似 RPC 协议的东西)。服务器将请求转换为多个 SQL 查询,收集结果,进行后处理、筛选和分析,然后构造只包含基本信息的高级回复。

开发人员报告说,在这种情况下,SQLite 通常比 C/S 架构数据库引擎更快。数据库请求是由服务器序列化的,因此并发性不是问题。并发性也通过“数据库分片”得到了改善:为不同的子域使用单独的数据库文件。例如,服务器可能为每个用户都有一个单独的 SQLite 数据库,这样服务器就可以处理数百或数千个同时连接,但每个 SQLite 数据库只能由一个连接使用。

在 Demo 或测试的时候作为企业级数据库的替代品

如果你正在编写一个使用企业级数据库引擎的客户端程序,使用一个允许你连接不同 SQL 数据库引擎的通用型数据库后台将是很有意义的。 这样,客户机程序就可以与 SQLite 数据文件独立使用,用于测试或演示。

教育与培训

因为它的设置和使用很简单(安装很简单:只需将 sqlite3 或 sqlite3.exe 可执行文件复制到目标计算机并运行即可),SQLite 是一个很好的数据库引擎,可用于 SQL 教学。学生可以轻松创建任意数量的数据库,并可以通过电子邮件将数据库发送给讲师进行评论或评分。对于那些有兴趣研究如何实现 RDBMS 的高级学生来说,模块化的、注释良好的和文档化的 SQLite 代码可以作为一个很好的基础。

适合 C/S 架构数据库的场景

C/S 架构的应用程序

如果有许多客户端程序通过网络将 SQL 指令发送到同一个数据库,那么使用 C/S 架构的数据库引擎而不是 SQLite。SQLite 将在网络文件系统上工作,但是由于与大多数网络文件系统相关的延迟,性能不会很好。此外,在许多网络文件系统实现中(在 Unix 和 Windows 上) 文件锁定逻辑存在错误。如果文件锁定无法正常工作,两个或多个客户端可能会尝试同时修改同一数据库的相同部分,就会导致损坏。因为这个问题是由底层文件系统实现中的错误引起的,所以 SQLite 无法阻止它。

一个很好的经验法则是,在同一数据库可以直接访问(没有中间的应用程序服务器)并且可以从网络上的多台计算机同时访问的情况下,避免使用 SQLite。

多个网站

SQLite 作为网站的数据库后端,通常可以正常工作。但是,如果网站是读写密集型或者繁忙到需要多台服务器,那么可以考虑使用 C/S 架构数据库而不是 SQLite。

非常大的数据集

SQLite 数据库的大小限制为 281 TB (2的48次方字节,256tibibytes)。而且即使 SQLite 可以处理更大的数据库,它也会将整个数据库存储在一个磁盘文件中,而且许多文件系统将文件的最大大小限制在不超过这个值的地方。因此,如果您正在考虑这种规模的数据库,那么最好考虑使用一个 C/S架构的数据库引擎,该引擎可以将其内容分散到多个磁盘文件中,也许还可以分散到多个卷中。

如何正确的选择数据库?

1、数据是否通过网络与应用程序分离? → 选择 C/S 架构数据库

关系数据库引擎起到减少带宽的数据过滤器的作用。因此,最好将数据库引擎和数据保持在同一个物理设备上,这样高带宽引擎到磁盘的链接就不必穿越网络,只需穿越低带宽应用程序到引擎的链接。

但是 SQLite 是内置在应用程序中的。因此,如果数据位于与应用程序分开的设备上,则需要跨网络的更高带宽引擎到磁盘的链路。这是有效的,但是不是最优的。因此,当数据位于与应用程序分离的设备上时,通常最好选择 C/S 架构的数据库引擎。

2、高并发写入? → 选择 C/S 架构数据库

如果许多线程和/或进程需要同时编写数据库(它们不能排队轮流编写) ,那么最好选择支持这种功能的数据库引擎,这就意味着是 C/S 架构的数据库引擎。

SQLite 对每个数据库文件一次只支持一个编写器。但在大多数情况下,写事务只需要几毫秒,因此多个写入器可以简单地轮流执行。SQLite 将处理比许多人想象的更多的写并发。然而,由于 C/S 架构的数据库系统有一个长时间运行的服务器进程来协调访问,因此它们通常可以处理比 SQLite 更多的写并发。

3、大量的数据? → 选择 C/S 架构数据库

如果你的数据将增长到不适合或无法放入单个磁盘文件的大小,那么您应该选择 SQLite 以外的解决方案。SQLite 支持最大 281TB 的数据库,前提是您可以找到支持 281TB 文件的磁盘驱动器和文件系统。即便如此,当内容的大小看起来可能会慢慢进入 TB 范围时,最好考虑一个集中的 C/S 结构的数据库。

4、否则 → 选择 SQLite!

对于具有低并发性写入和少于 1TB 内容的设备本地存储,SQLite 几乎总是一个更好的解决方案。SQLite 快速可靠,不需要配置或维护。这样事情就简单多了。

附录

SQLite 官网: https://www.sqlite.org/index.html

SQLite 的使用场景: https://www.sqlite.org/whentouse.html

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