面试题：SQLite在iOS多线程环境下的应用与挑战

Question

在iOS多线程开发场景中使用SQLite数据库会面临哪些问题？如何设计一个线程安全的SQLite数据库访问层，确保在多个线程同时访问数据库时数据的正确性和程序的稳定性？请阐述详细的设计思路和关键技术点。

Answer 1

iOS多线程开发场景中SQLite数据库面临的问题

1. 资源竞争：多个线程同时访问数据库文件，可能导致对数据库文件读写操作的冲突，比如同时写入数据，造成数据损坏。
2. 数据一致性：若线程A读取数据，线程B同时修改数据，线程A可能读取到不一致的数据状态。
3. 锁争用：SQLite本身有锁机制，但在多线程环境下，频繁的锁获取和释放可能导致性能瓶颈，甚至死锁。

设计线程安全的SQLite数据库访问层思路

1. 单例模式：创建一个SQLite数据库连接的单例对象，保证整个应用程序只有一个数据库连接实例，避免多个连接同时操作数据库引发的问题。
2. 队列调度：使用GCD（Grand Central Dispatch）的串行队列，将所有数据库操作任务添加到这个队列中执行，使得数据库操作按顺序进行，避免并发冲突。
3. 事务处理：将相关的数据库操作封装在事务中，确保要么所有操作都成功，要么都失败，保证数据一致性。

关键技术点

1. GCD的使用
   • 创建串行队列：

dispatch_queue_t databaseQueue = dispatch_queue_create("com.example.databaseQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

• 在队列中执行数据库操作：

dispatch_async(databaseQueue, ^{
    // 执行SQLite数据库操作，如插入、查询等
    sqlite3 *db;
    if (sqlite3_open([databasePath UTF8String], &db) == SQLITE_OK) {
        char *errorMsg;
        const char *sql = "INSERT INTO YourTable (column1, column2) VALUES ('value1', 'value2')";
        if (sqlite3_exec(db, sql, NULL, NULL, &errorMsg) != SQLITE_OK) {
            NSLog(@"Error inserting data: %s", errorMsg);
            sqlite3_free(errorMsg);
        }
        sqlite3_close(db);
    }
});

2. SQLite事务
   • 开启事务：

const char *beginTransaction = "BEGIN TRANSACTION";
if (sqlite3_exec(db, beginTransaction, NULL, NULL, &errorMsg) != SQLITE_OK) {
    NSLog(@"Error beginning transaction: %s", errorMsg);
    sqlite3_free(errorMsg);
}

• 执行事务中的操作（如插入、更新等）
• 提交事务：

const char *commitTransaction = "COMMIT TRANSACTION";
if (sqlite3_exec(db, commitTransaction, NULL, NULL, &errorMsg) != SQLITE_OK) {
    NSLog(@"Error committing transaction: %s", errorMsg);
    sqlite3_free(errorMsg);
}

3. 错误处理：在每次SQLite操作后，检查返回值，及时处理错误，如记录错误日志并采取相应措施，避免因未处理错误导致程序崩溃或数据损坏。例如，在执行sqlite3_exec等操作后，根据返回值判断是否成功，并处理错误信息。