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面试题:SQLite系统目录与数据持久化

SQLite数据库文件通常存储在系统的什么目录下?当应用程序运行过程中对SQLite数据库进行频繁读写操作时,如何确保数据的持久化和一致性,特别是在系统崩溃等异常情况下?请从系统目录特性和SQLite的事务机制等方面进行阐述。
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数据库SQLite

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面试题答案

一键面试

SQLite数据库文件存储目录

  1. Android系统
    • 对于Android应用使用的SQLite数据库,其数据库文件通常存储在应用的私有数据目录下,路径格式一般为/data/data/<package_name>/databases/。例如,一个包名为com.example.app的应用,其SQLite数据库文件可能存放在/data/data/com.example.app/databases/目录下。这个目录具有应用私有特性,其他应用没有权限直接访问,保证了数据的安全性。
  2. iOS系统
    • 在iOS中,SQLite数据库文件常存放在应用的沙盒目录下。具体路径根据应用需求可以在DocumentsLibrary(包括CachesPreferences等子目录)或者tmp目录中。比如,若希望数据库文件能备份到iCloud,可以将其存放在Documents目录;若不需要备份,可放在Caches目录。Documents目录路径一般为~/DocumentsCaches目录路径为~/Library/Caches
  3. 桌面操作系统(以Windows为例)
    • 在Windows应用中,SQLite数据库文件的存储位置由应用开发者决定。常见的是应用程序安装目录,或者用户特定的文件夹,如%APPDATA%目录。例如,应用可能将数据库文件存放在%APPDATA%\CompanyName\AppName\目录下,这样可以利用系统对用户数据的管理机制,不同用户有各自独立的数据存储位置。

确保数据持久化和一致性

  1. SQLite事务机制
    • 事务定义:SQLite通过事务(Transaction)来保证数据的一致性和完整性。一个事务是由一组SQL语句组成的逻辑单元,这些语句要么全部成功执行,要么全部不执行。
    • 事务操作
      • 开始事务:在SQLite中,可以使用BEGIN TRANSACTION;语句开始一个事务。例如,在Java中使用SQLite时,可以这样写:
Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:sqlite:test.db");
Statement stmt = conn.createStatement();
stmt.execute("BEGIN TRANSACTION;");
 - **执行SQL语句**:在事务开始后,可以执行一系列的`INSERT`、`UPDATE`、`DELETE`等操作。例如:
stmt.execute("INSERT INTO users (name, age) VALUES ('John', 30);");
stmt.execute("UPDATE users SET age = 31 WHERE name = 'John';");
 - **提交事务**:当所有操作完成且都成功时,使用`COMMIT;`语句提交事务,将所有修改持久化到数据库文件。例如:
stmt.execute("COMMIT;");
 - **回滚事务**:如果在事务执行过程中出现错误,可以使用`ROLLBACK;`语句回滚事务,撤销事务中已执行的所有操作,使数据库回到事务开始前的状态。例如:
try {
    // 开始事务
    stmt.execute("BEGIN TRANSACTION;");
    // 执行SQL语句
    stmt.execute("INSERT INTO users (name, age) VALUES ('John', 30);");
    // 模拟错误
    stmt.execute("INVALID SQL STATEMENT;");
    // 提交事务(不会执行到这里,因为前面有错误)
    stmt.execute("COMMIT;");
} catch (SQLException e) {
    // 回滚事务
    stmt.execute("ROLLBACK;");
    e.printStackTrace();
}
  1. 系统崩溃处理
    • 预写式日志(WAL)模式:SQLite支持预写式日志(Write - Ahead Logging,WAL)模式。在WAL模式下,所有的修改先写入一个日志文件(.wal文件),而不是直接修改数据库文件。系统崩溃时,下次数据库启动时会检查WAL文件,将未完成的事务回滚,已完成的事务重新应用,从而保证数据一致性。可以通过PRAGMA journal_mode = WAL;语句开启WAL模式。例如,在Python中使用SQLite时:
import sqlite3
conn = sqlite3.connect('test.db')
conn.execute('PRAGMA journal_mode = WAL;')
  • 检查点机制:在WAL模式下,SQLite会定期执行检查点(Checkpoint)操作。检查点会将WAL日志文件中的已提交事务应用到数据库文件中,并截断WAL日志文件。这有助于减少系统崩溃后恢复所需的时间和资源。可以通过PRAGMA wal_autocheckpoint = <value>;来控制自动检查点的频率,<value>为0时关闭自动检查点,1时每次事务提交都进行检查点操作,大于1的值表示每value次事务提交进行一次检查点操作。例如:
conn.execute('PRAGMA wal_autocheckpoint = 10;')
  • 同步机制:SQLite提供了不同级别的同步(Synchronous)设置,通过PRAGMA synchronous = <value>;语句设置。<value>有三个取值:OFFNORMALFULLOFF模式下,写操作不等待数据真正写入磁盘,速度最快,但系统崩溃时可能丢失最新数据;NORMAL模式下,写操作会等待数据写入磁盘缓存,能在大多数情况下保证数据不丢失;FULL模式下,写操作会等待数据真正写入磁盘,安全性最高,但性能相对较低。例如:
conn.execute('PRAGMA synchronous = NORMAL;')