SQLite を C 言語で開発する理由は何ですか?

開発 2023-05-04 15:49:10 訪問数: null

SQLite を C 言語で開発する理由は何ですか?

I.はじめに

1.1. SQLite とは?

SQLite はオープン ソースのリレーショナル データベース管理システムであり、その軽量、組み込み、ゼロ構成、移植性、および高性能で有名です。SQLite は、別個のサーバー プロセスやシステムを必要とせず、ローカル ファイルを直接使用してデータ ストレージとアクセスを行うことができ、複数のオペレーティング システムとプログラミング言語をサポートします。SQLite は、小規模なアプリケーションや組み込みシステムのデータベース ソリューションとしてよく使用されます。

公式ダウンロード リンク:
SQLite ダウンロード ページ

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1.2、SQLiteの歴史と現状

SQLite は軽量のリレーショナル データベース管理システム (RDBMS) であり、使いやすさ、組み込み可能、​​クロスプラットフォームなど、多くの利点があります。2000 年に D. Richard Hipp によって最初に開発された SQLite は、当初、AT&T のクラシック awk と呼ばれるツール用の組み込みデータ ストレージ エンジンの必要性を解決するために設計されました。
リリース以来、SQLite は多くのアプリケーションで選択されるデータベースの 1 つになりました。ローカル ストレージ、モバイル デバイス開発、デスクトップ アプリケーション、Web アプリケーションで広く使用されています。SQLite は現在、ANSI SQL 標準のほとんどの構文をサポートしており、C/C++、Java、Python などの言語からアクセスできます。
アプリケーションで広く使用されることに加えて、SQLite はますます他の RDBMS に代わるものになりつつあります。SQLite は軽量で、組み込み可能で、保守が容易です. 従来のリレーショナル データベースと比較して、SQLite は小規模なプロジェクトや組み込みアプリケーションにより適しています.
SQLite の現在の状態は非常に良好です。アクティブなオープン ソース プロジェクトであり続けており、毎年いくつかのリリースでパフォーマンスと機能が改善されています。SQLite の最新バージョンでは、全文検索、JSON サポート、外部キー制約などの新機能が追加され、SQLite がより完全な RDBMS になります。同時に、SQLite は、マルチスレッド アクセスのサポートの増加、WAL モードの提供など、その使用シナリオを常に拡大しています。

二、SQLiteの利点

  1. 軽量: SQLite は、任意のアプリケーションに簡単に統合できるほど小さい小さなデータベース管理システムです。
  2. シンプルで使いやすい: SQLite は面倒なサーバー構成や管理を必要とせず、複雑なインストール プロセスも必要なく、簡単な SQL コマンドを使用するだけで操作できます。
  3. 完全なプラットフォームのサポート: SQLite は、Windows、Mac OS X、iOS、Android など、ほとんどの一般的なオペレーティング システムをサポートしています。
  4. ネットワーク接続が不要: SQLite は、ネットワーク接続やサーバーを必要とせず、オフラインで使用できるローカル データベース管理システムです。
  5. 高いセキュリティ: SQLite は、データのセキュリティを確保するためにデータの暗号化をサポートしています。
  6. 優れたパフォーマンス: SQLite は、高速な読み取りおよび書き込み速度を備えた高性能データベース管理システムであり、小規模なデータ ストレージおよび処理に適しています。
  7. 強力な移植性: SQLite データ ファイルは複数のプラットフォームとオペレーティング システムにまたがることができるため、バックアップと復元に非常に便利です。

要約すると、高速、軽量、インストール不要、使いやすい、クロスプラットフォーム サポートです。

3. SQLite の開発に C 言語を使用する理由

3.1. C言語の利点

C 言語には、高性能、クロスプラットフォームのサポート、および幅広いアプリケーションという利点があります。

  1. 汎用性: C 言語を使用して、オペレーティング システム、組み込みシステム、ゲーム、デスクトップ アプリケーション、ネットワーク アプリケーションなど、さまざまな種類のアプリケーションを作成できます。
  2. 高パフォーマンス: C 言語は、コンピューター ハードウェア リソースとオペレーティング システム API に直接アクセスできる低レベル言語です。そのため、C 言語の実行速度は非常に高速です。
  3. 移植性が高い：C言語は汎用性の高い言語であるため、コンパイルして異なるプラットフォームで実行できるため、移植性に優れています。プラットフォーム間でサポートできます。
  4. 高い柔軟性: C 言語は、複雑なアルゴリズムとデータ構造を簡単に実装できる多くの強力な制御構造とデータ型を提供します。
  5. アクティブなオープン ソース コミュニティ: C 言語のオープン ソース コミュニティは非常に活発であり、便利に使用および学習できる優れたオープン ソース プロジェクト、ライブラリ、およびツールが数多くあります。
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3.2. 他のプログラミング言語との比較

(1) Python との比較:

  1. 高性能: C 言語はコンピューター ハードウェア上で直接実行される低レベル言語であるため、実行速度が速く、大量のデータやより複雑な計算を処理できます。
  2. メモリ フットプリントが小さい: C 言語で開発された SQLite ライブラリは、Python で実装されたバージョンよりも軽量で、使用するメモリ リソースが少なくなります。
  3. クロスプラットフォーム互換性の向上: C 言語はコンパイル済み言語であるため、開発されたプログラムは複数のプラットフォームでコンパイルできますが、Python は実行するためにインタープリターをインストールする必要があるため、C 言語で開発された SQLite はクロスプラットフォーム互換性が高くなります。 .
  4. より簡潔なコード: C 言語は比較的低レベルの言語であり、そのコードはより合理化されており、読みやすく、保守とデバッグが容易です。
  5. スケーラビリティの向上: C 言語は、システム レベルの言語として、DLL ダイナミック リンク ライブラリや SO 共有ライブラリなどを呼び出してアプリケーションを拡張するなど、他の言語とより簡単に統合できます。一方、Python は、C 拡張モジュールまたは cython を介して実装する必要があります。
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(2) Javaとの比較:

  1. より高い実行速度: C 言語は、コンピューター ハードウェア上で直接実行される低レベル言語です. Java 仮想マシン (JVM) の解釈および実行方法と比較して、C 言語の実行速度は、特に大量のデータと複雑な場合に高速です。シーンを待ちます。
  2. メモリ フットプリントが小さい: C 言語で開発された SQLite ライブラリは、Java で実装されたバージョンよりも軽く、占有するメモリ リソースが少なく、リソースに制約のある環境で実行できます。
  3. クロスプラットフォーム互換性の向上: C 言語はコンパイル済み言語であるため、開発されたプログラムは複数のプラットフォームでコンパイルできますが、Java は実行に JVM が必要であるため、C 言語で開発された SQLite はクロスプラットフォーム互換性が優れています。
  4. システム レベルのプログラミング能力の向上: C 言語は、オペレーティング システムとのやり取りがより便利になり、ファイル操作やネットワーク通信などの低レベルのプログラミング機能を実現できるシステム レベルの言語です。アプリケーションとシステムの制御の必要性。
  5. より簡潔なコード: C 言語は比較的低レベルの言語であり、そのコードはより合理化されており、読みやすく、保守とデバッグが容易です。Java の構文とオブジェクト指向の機能はより複雑で、より多くのコードが必要であり、コストを理解する必要があります。
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(3) C#との比較:

  1. より高い実行速度: C 言語は、コンピューター ハードウェア上で直接実行される低レベル言語です. C# 仮想マシン (CLR) の解釈および実行方法と比較して、C 言語の実行速度は、特に大量のデータと複雑な場合に高速ですシーンを待ちます。
  2. メモリ フットプリントが小さい: C 言語で開発された SQLite ライブラリは、C# で実装されたバージョンよりも軽量であり、占有するメモリ リソースが少なく、リソースに制約のある環境で実行できます。
  3. クロスプラットフォーム互換性の向上: C 言語はコンパイル済み言語であるため、開発されたプログラムは複数のプラットフォームでコンパイルできますが、C# は実行に CLR が必要であるため、C 言語で開発された SQLite はクロスプラットフォーム互換性が優れています。
  4. システム レベルのプログラミング能力の向上: C 言語は、オペレーティング システムとのやり取りがより便利になり、ファイル操作やネットワーク通信などの低レベルのプログラミング機能を実現できるシステム レベルの言語です。アプリケーションとシステムの制御の必要性。
  5. 適用分野の拡大: C 言語は、システム レベルのプログラミング、組み込みデバイス、ゲーム エンジンなどの分野で広く使用されており、これらの分野では C# は比較的使用されていません。これらの分野のアプリケーションに SQLite を統合する必要がある場合は、C 言語を使用して開発する方が有利です。
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第四に、SQLite と他のデータベースとの比較

4.1. リレーショナル データベース MySQL

SQLite と MySQL はどちらもリレーショナル データベース管理システムですが、いくつかの点で異なります。

  1. データベースの規模: SQLite は、小型の個人用デバイスまたは組み込みデバイスでの使用に適しています。一方、MySQL は中規模および大規模アプリケーションのデータベース管理に適しています。
  2. マルチユーザー サポート: SQLite にはマルチユーザー同時実行制御機能がなく、1 人のユーザーしかデータを読み書きできないため、同時実行性の高い Web アプリケーションには適していません。また、MySQL はマルチスレッドの同時アクセスをサポートできます。
  3. パフォーマンス: SQLite は単純なクエリやシングル ユーザー操作では MySQL よりも高速ですが、複雑なクエリや大規模な同時要求では MySQL の方がパフォーマンスが優れています。
  4. 構成と展開: SQLite はインストールと構成の必要がなく、ライブラリ ファイルを導入するだけで使用できますが、MySQL はインストールと構成が必要であり、維持するために専用のサーバーと管理者が必要です。
  5. 拡張性: MySQL はプラグインによる関数の拡張をサポートしていますが、SQLite はサポートしていません。
  6. セキュリティ: MySQL には、権限管理、暗号化された送信など、より優れたセキュリティ機能があります。また、SQLite は通常、ローカル ストレージや軽量アプリケーションに使用されるため、比較的まれです。
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4.2. リレーショナル データベース PostgreSQL

SQLite は、小規模なアプリケーションに適した軽量の組み込みリレーショナル データベースです。PostgreSQL は、より高度な機能を備えた成熟したリレーショナル データベース管理システムです。

  1. データベース サイズの制限: SQLite には 2 GB のデータベース サイズ制限がありますが、PostgreSQL には明示的なデータベース サイズ制限はありません。
  2. 同時実行制御: PostgreSQL は MVCC (マルチバージョン同時実行制御) テクノロジを採用しており、同時実行性の高い環境でデータの読み取りおよび書き込み操作を効果的に処理できます。SQLite は単純な読み書きロック メカニズムを使用します。
  3. サポートされているデータ型: PostgreSQL は、配列、JSON など、より多くのデータ型をサポートしています。SQLite は基本的なデータ型のみをサポートします。
  4. エンジンのサポート: PostgreSQL は、B ツリー、ハッシュ、GiST などの複数のストレージ エンジンをサポートしています。また、SQLite には独自のストレージ エンジンしかありません。
  5. スケーラビリティ: PostgreSQL はスケーラビリティが高く、プラグインを介して新しい機能を追加でき、複数のプログラミング言語インターフェイスがサポートされています。ただし、SQLite はスケーラビリティが比較的低く、C 言語インターフェイスを介してのみ拡張できます。

大規模なデータと大量の同時リクエストを処理する必要がある場合、またはより高度な機能とスケーラビリティが必要な場合は、PostgreSQL を選択することをお勧めします。小さなアプリケーションだけを扱っている場合は、SQLite がより軽量なオプションです。

4.3. 非リレーショナル データベース MongoDB

  1. データ モデル: SQLite は、テーブルを使用してデータを格納するリレーショナル データベースです。SQL クエリ言語をサポートし、ACID トランザクションをサポートしています。MongoDB は、コレクションを使用してデータを格納するドキュメント データベースです。複雑なデータ構造を簡単に表現できる JSON 形式を使用してデータを格納します。
  2. スケーラビリティ: SQLite はスタンドアロン データベースとして設計されており、分散配置をサポートしていません。MongoDB は分散展開をサポートし、大規模で同時実行性の高いアプリケーションで優れたパフォーマンスを発揮します。
  3. パフォーマンス: SQLite はローカル ファイル システム データベースであるため、読み取りと書き込みは非常に高速です。小規模なアプリケーションでは問題ありませんが、大規模なアプリケーションではボトルネックになる可能性があります。MongoDB のパフォーマンスは、クラスター環境と構成によって異なりますが、一般的に SQLite よりも大量のデータを処理するのに適しています。
  4. ストレージ容量: MongoDB はデータを JSON 形式で保存するため、通常は SQLite よりも多くのディスク容量が必要です。しかし、大規模なデータを扱う場合、MongoDB の圧縮メカニズムにより、多くのストレージ スペースを節約できます。
  5. データベース管理: SQLite は、使用するファイルを 1 つインストールするだけで済みます。これは非常に簡単です。一方、MongoDB ではサーバーをインストールして構成する必要があり、これにはある程度の技術的知識が必要になる場合があります。

SQLite は小規模なアプリケーションやスタンドアロンでの使用により適していますが、MongoDB は大規模なアプリケーションや分散環境により適しています。

4.4. 非リレーショナル データベース Redis

  1. データの格納方法: SQLite は SQL をクエリ言語として使用し、データをテーブルに格納するリレーショナル データベースですが、Redis は SQL をサポートせず、キーと値のペアの形式でデータを格納するキーと値の格納データベースです。
  2. データ型: SQLite は、文字列、整数、浮動小数点数、日付と時刻など、さまざまなデータ型をサポートしていますが、Redis は単純な文字列型のみをサポートしています。
  3. データ処理速度: Redis はインメモリ データベースであるため、SQLite よりも高速です。SQLite はディスクからデータを読み取る必要がありますが、Redis はデータをメモリに保存し、データをすばやく読み取ることができます。
  4. 接続の同時実行性: SQLite は 1 つの接続しかサポートできないため、同時実行性の高い環境では、パフォーマンスの問題が発生する可能性があります。また、Redis は複数の接続要求を同時に処理できるため、高い同時実行性の要件を満たすことができます。
  5. データ セキュリティ: SQLite はトランザクション処理と ACID プロパティをサポートし、データの整合性と一貫性を保証します。ただし、Redis はトランザクション処理と ACID プロパティをサポートしていないため、データのリスクにつながる可能性があります。
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5. 実際のプロジェクトでの SQLite の適用

  1. モバイル アプリケーションの開発: モバイル アプリケーションの開発では、SQLite は通常、ユーザー情報、構成情報、キャッシュ データなどのアプリケーション ローカル データの保存と管理に使用されます。大量のデータを簡単に処理でき、複雑なクエリと並べ替え操作をサポートします。さらに、モバイル アプリケーションのコア コンポーネントの 1 つとして、SQLite は、ORMLite、GreenDAO、Room などの他のテクノロジやフレームワークと組み合わせて使用​​することで、開発効率を向上させることもできます。
  2. デスクトップ アプリケーションの開発: SQLite はデスクトップ アプリケーションの開発に広く使用されており、高い効率性と柔軟性を維持しながら、信頼性の高いローカル データ ストレージと管理機能を提供できます。データベース管理ツール、電子メール クライアント、チャット プログラムなど。
  3. Web アプリケーション開発: Web 開発における SQLite のアプリケーションは非常に柔軟で、高い効率性と柔軟性を維持しながら、信頼性の高いローカル データ ストレージと管理機能を提供できます。ただし、大規模な Web アプリケーションの場合は、通常、ニーズを満たすために、より強力なデータベース ソリューションが必要になることに注意してください。ブログ プラットフォーム プラットフォームなど。

6. c言語でのSQLiteの使用例

SQLite ソース コードの公式ダウンロード アドレス:ダウンロード
以下は、SQLite データベースに接続し、テーブルを作成し、データを挿入し、データをクエリするための基本的な C 言語プログラムです。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sqlite3.h>

int main(void) {
    
    
  sqlite3 *db;
  char *err_msg = 0;

  int rc = sqlite3_open("test.db", &db);

  if (rc != SQLITE_OK) {
    
    
    fprintf(stderr, "无法打开数据库: %s\n", sqlite3_errmsg(db));
    sqlite3_close(db);
    return 1;
  }

  char *sql = "CREATE TABLE IF NOT EXISTS users(id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, name TEXT, age INT);";

  rc = sqlite3_exec(db, sql, 0, 0, &err_msg);

  if (rc != SQLITE_OK ) {
    
    
    fprintf(stderr, "无法创建表: %s\n", err_msg);
    sqlite3_free(err_msg);
    sqlite3_close(db);
    return 1;
  }

  char *insert_sql = "INSERT INTO users(name, age) VALUES('Tom', 20);"
  
  rc = sqlite3_exec(db, insert_sql, 0, 0, &err_msg);

  if (rc != SQLITE_OK ) {
    
    
    fprintf(stderr, "无法插入数据: %s\n", err_msg);
    sqlite3_free(err_msg);
    sqlite3_close(db);
    return 1;
  }

  char *select_sql = "SELECT * FROM users;"

  sqlite3_stmt *stmt;

  rc = sqlite3_prepare_v2(db, select_sql, -1, &stmt, 0);

  if (rc == SQLITE_OK) {
    
    
    while (sqlite3_step(stmt) == SQLITE_ROW) {
    
    
      int id = sqlite3_column_int(stmt, 0);
      char *name = sqlite3_column_text(stmt, 1);
      int age = sqlite3_column_int(stmt, 2);
      printf("id: %d, name: %s, age: %d\n", id, name, age);
    }
  } else {
    
    
    fprintf(stderr, "无法查询数据: %s\n", sqlite3_errmsg(db));
  }

  sqlite3_finalize(stmt);
  sqlite3_close(db);

  return 0;
}

最初にデータベースに接続し (存在しない場合は、新しいデータベースが作成されます)、users という名前のテーブルを作成し、データの一部を挿入し、最後にすべてのデータをクエリして出力します。必要に応じて、SQL クエリ ステートメントを変更して、結果のフィルター処理や並べ替えなどを行うことができることに注意してください。

7. 結論

SQLite の利点:

  1. 統合とデプロイを容易にするサーバーレス アーキテクチャ。
  2. 軽量: SQLite ライブラリのサイズはわずか数百 KB で、リソースに制約のあるデバイスで使用できます。
  3. 標準 SQL 言語をサポートし、高いスケーラビリティと柔軟性を提供します。
  4. データの整合性と一貫性を確保するためのトランザクション サポートを提供します。
  5. C、Java、Python など、複数のプログラミング言語のインターフェースをサポートします。

C言語の利点:

  1. C 言語は、基盤となるハードウェア リソースに直接アクセスできる、効率的で高速なシステム レベルの言語です。
  2. C 言語には、組み込みシステム、オペレーティング システム、ゲーム開発など、幅広い用途があります。
  3. C言語には豊富なアルゴリズムとデータ構造ライブラリがあり、複雑なデータ処理と計算機能を簡単に実現できます。
  4. C 言語は移植性が高く、さまざまなプラットフォームでコンパイルおよび実行できます。
  5. C 言語は、プロセス指向およびオブジェクト指向のプログラミング パラダイムをサポートしており、必要に応じて適切なプログラミング方法を選択できます。

SQLite の今後の開発動向:

  1. より多くの種類のデータのサポート。現在、SQLite でサポートされているデータ型は比較的限定されており、JSON や XML などの非構造化データ型のサポートが将来追加される可能性があります。
  2. パフォーマンスのさらなる最適化。SQLite はすでに非常に高速で効率的なデータベースですが、より高度なアルゴリズムや手法を使用したり、最新のコンピューター ハードウェア リソースをより有効に活用したりするなど、将来的にさらに最適化することで、そのパフォーマンスを向上させることができます。
  3. 同時実行パフォーマンスを向上させます。SQLite の現在の同時実行パフォーマンスは比較的弱く、将来、同時実行パフォーマンスを改善するために、より優れた同時実行制御メカニズムが導入される可能性があります。
  4. より多くのプラットフォームと言語のサポート。SQLite は、PC やモバイル端末などのさまざまなプラットフォームで広く使用されており、さまざまなシナリオのニーズを満たすために、将来的にはより多くのプラットフォームやプログラミング言語をサポートする可能性があります。
  5. セキュリティと信頼性の向上。SQLite のセキュリティと信頼性は広く認識されており、より優れた暗号化メカニズムやトランザクション処理のサポートなど、この分野での作業は今後も引き続き強化される可能性があります。

SQLite の今後の開発動向は、さまざまなシナリオのニーズを満たし、アプリケーションの範囲を拡大するために、主にパフォーマンス、信頼性、セキュリティ、および機能の継続的な改善に焦点を当てています。

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転載: blog.csdn.net/Long_xu/article/details/130440018
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