面试题：SQLite 事务处理与并发控制

1. 使用 SQLite 事务机制确保操作原子性

在 SQLite 中，要确保操作 A（插入订单记录）和操作 B（更新订单状态）的原子性，可以按以下步骤操作：

开始事务：在执行操作 A 之前，使用 BEGIN TRANSACTION; 语句开始一个事务。这会告诉 SQLite 接下来的操作都在同一个事务中。
执行操作 A：执行插入订单记录的 SQL 语句，例如 INSERT INTO orders (order_info) VALUES ('具体订单信息');
执行操作 B：在操作 A 成功后，执行更新订单状态的 SQL 语句，例如 UPDATE orders SET status = '已更新状态' WHERE order_id = 刚刚插入记录的ID;
提交事务：如果操作 A 和操作 B 都成功执行，使用 COMMIT; 语句提交事务。这会将所有操作永久保存到数据库中。
异常处理：如果在执行操作 A 或操作 B 时发生错误，使用 ROLLBACK; 语句回滚事务，撤销之前的所有操作，以确保数据库状态保持不变。

示例代码（以 Python 为例）：

import sqlite3

conn = sqlite3.connect('test.db')
cursor = conn.cursor()

try:
    cursor.execute('BEGIN TRANSACTION;')
    cursor.execute("INSERT INTO orders (order_info) VALUES ('具体订单信息');")
    last_row_id = cursor.lastrowid
    cursor.execute("UPDATE orders SET status = '已更新状态' WHERE order_id =?", (last_row_id,))
    cursor.execute('COMMIT;')
except Exception as e:
    cursor.execute('ROLLBACK;')
    print(f"事务执行失败: {e}")
finally:
    conn.close()

2. SQLite 处理并发访问避免数据冲突

SQLite 使用以下机制处理并发访问：

锁机制：SQLite 使用锁来控制并发访问。SQLite 有多种类型的锁，如 SHARED（共享锁）、RESERVED（保留锁）和 EXCLUSIVE（排他锁）。
- SHARED 锁：当一个连接读取数据时，会获取 SHARED 锁。多个连接可以同时持有 SHARED 锁，以实现并发读。
- RESERVED 锁：当一个连接准备写入数据时，首先获取 RESERVED 锁。持有 RESERVED 锁的连接可以继续读取数据，但不能写入，直到获取 EXCLUSIVE 锁。
- EXCLUSIVE 锁：当一个连接准备写入数据并获取 RESERVED 锁后，会尝试获取 EXCLUSIVE 锁。只有在没有其他连接持有 SHARED 锁或 RESERVED 锁时，才能获取 EXCLUSIVE 锁。持有 EXCLUSIVE 锁的连接可以进行写入操作，并且会阻止其他连接获取任何类型的锁，从而避免数据冲突。
写时复制（Copy - on - Write）：SQLite 在写入数据时，会在内存中创建一份数据库文件的副本进行修改，而不是直接在原始文件上操作。只有在事务提交时，才会将修改后的副本写回原始文件。这种机制减少了写入操作对读取操作的影响，提高了并发性能。

3. 高并发场景下 SQLite 的性能瓶颈及优化策略

性能瓶颈：

锁竞争：在高并发写入场景下，由于 SQLite 使用排他锁进行写入操作，多个写入操作可能会竞争锁，导致性能下降。
I/O 开销：SQLite 将数据库存储在文件中，频繁的读写操作会导致大量的 I/O 开销，特别是在高并发场景下，I/O 可能成为瓶颈。
事务处理：复杂的事务操作在高并发环境下可能会导致锁的持有时间变长，进一步加剧锁竞争。

优化策略：

批量操作：尽量将多个操作合并为一个事务，减少事务的数量，从而减少锁的获取和释放次数。例如，将多个插入或更新操作在一个事务中执行。
优化 I/O：
- 使用 WAL 模式：SQLite 支持 WAL（Write - Ahead Logging）模式，与默认的回滚日志模式相比，WAL 模式允许多个连接同时进行读写操作，减少 I/O 争用。可以通过 PRAGMA journal_mode = WAL; 启用 WAL 模式。
- 增加缓存：合理配置 SQLite 的缓存大小，通过 PRAGMA cache_size = n;（n 为页面数）来增加缓存，减少磁盘 I/O。
减少锁持有时间：尽量缩短事务的执行时间，避免在事务中进行长时间的计算或其他与数据库无关的操作。
读写分离：如果应用场景允许，可以采用读写分离的策略。将读操作分散到多个副本上执行，减轻主数据库的负载。
索引优化：确保在频繁查询和更新的字段上创建合适的索引，以提高查询性能，减少查询时间，从而间接减少锁的持有时间。

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面试题：SQLite 事务处理与并发控制

知识考点

面试题答案

1. 使用 SQLite 事务机制确保操作原子性

2. SQLite 处理并发访问避免数据冲突

3. 高并发场景下 SQLite 的性能瓶颈及优化策略

性能瓶颈：

优化策略：