面试题：SQLite WAL模式在高并发读写场景下的性能优化与缺点应对

Question

在高并发读写的场景中，SQLite WAL模式是如何进行性能优化的？有哪些缺点可能会影响到系统的稳定性，你会如何应对这些缺点？

Answer 1

WAL模式性能优化方式

1. 读写并发：WAL模式下，读操作不会被写操作阻塞，写操作也不会阻塞读操作。写操作只是将修改记录追加到WAL文件中，读操作直接从数据库文件读取，所以能极大提高并发性能。
2. 减少I/O操作：WAL模式以页为单位进行写入，而不是每次修改都同步整个数据库文件。只有当WAL文件达到一定大小或者执行检查点操作时，才会将WAL文件中的修改合并回数据库文件，减少了频繁的磁盘I/O操作。

可能影响系统稳定性的缺点及应对方法

1. WAL文件增长
   • 缺点：随着写操作不断进行，WAL文件会持续增长，可能占用大量磁盘空间，甚至导致磁盘空间不足，影响系统正常运行。
   • 应对方法：定期执行检查点操作（CHECKPOINT），将WAL文件中的修改合并回数据库文件，并截断WAL文件，从而控制WAL文件大小。也可以通过设置合适的PRAGMA wal_autocheckpoint参数，让SQLite自动在合适的时机执行检查点操作。
2. 恢复时间变长
   • 缺点：在系统崩溃或者异常关闭后，重启时SQLite需要回放WAL文件中的记录来恢复数据库到崩溃前的状态。如果WAL文件很大，恢复时间会显著增加，影响系统的可用性。
   • 应对方法：除了控制WAL文件大小来缩短恢复时间外，还可以结合定期备份数据库文件和WAL文件，在恢复时可以从最近的备份点开始恢复，减少回放记录的数量。
3. 锁争用
   • 缺点：虽然WAL模式允许读写并发，但在某些情况下，如进行检查点操作或者对WAL文件进行同步时，还是会有短暂的锁争用，可能会影响并发性能。
   • 应对方法：合理安排检查点操作的时间，尽量避开业务高峰期。同时，可以调整SQLite的配置参数，如PRAGMA synchronous，在一定程度上减少同步操作的频率，降低锁争用的可能性，但这样会牺牲部分数据安全性，需要根据业务需求谨慎调整。