一、簡介：
盡管SQLite的數(shù)據(jù)庫是由單一文件構(gòu)成，然而事實上在SQLite運行時卻存在著一些隱含的臨時文件，這些臨時文件是出于不同的目的而存在的，對于開發(fā)者而言，它們是透明的，因此在開發(fā)的過程中我們并不需要關(guān)注它們的存在。盡管如此，如果能對這些臨時文件的產(chǎn)生機(jī)制和應(yīng)用場景有著很好的理解，那么對我們今后應(yīng)用程序的優(yōu)化和維護(hù)都是極有幫助的。在SQLite中主要產(chǎn)生以下七種臨時文件，如：
1). 回滾日志。
2). 主數(shù)據(jù)庫日志。
3). SQL語句日志。
4). 臨時數(shù)據(jù)庫文件。
5). 視圖和子查詢的臨時持久化文件。
6). 臨時索引文件。
7). VACUUM命令使用的臨時數(shù)據(jù)庫文件。
二、具體說明：
1. 回滾日志：
SQLite為了保證事物的原子性提交和回滾，在事物開始時創(chuàng)建了該臨時文件。此文件始終位于和數(shù)據(jù)庫文件相同的目錄下，其文件名格式為: 數(shù)據(jù)庫文件名 + "-journal"。換句話說，如果沒有該臨時文件的存在，當(dāng)程序運行的系統(tǒng)出現(xiàn)任何故障時，SQLite將無法保證事物的完整性，以及數(shù)據(jù)狀態(tài)的一致性。該文件在事物提交或回滾后將被立刻刪除。
在事物運行期間，如果當(dāng)前主機(jī)因電源故障而宕機(jī)，而此時由于回滾日志文件已經(jīng)保存在磁盤上，那么當(dāng)下一次程序啟動時，SQLite在打開數(shù)據(jù)庫文件的過程中將會發(fā)現(xiàn)該臨時文件的存在，我們稱這種日志文件為"Hot Journal"。SQLite會在成功打開數(shù)據(jù)庫之前先基于該文件完成數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)工作，以保證數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)回復(fù)到上一個事物開始之前的狀態(tài)。
在SQLite中我們可以通過修改journal_mode pragma，而使SQLite對維護(hù)該文件采用不同的策略。缺省情況下該值為DELETE，即在事物結(jié)束后刪除日志文件。而PERSIST選項值將不會刪除日志文件，而是將回滾日志文件的頭部清零，從而避免了文件刪除所帶的磁盤開銷。再有就是OFF選項值，該值將指示SQLite在開始事物時不產(chǎn)生回滾日志文件，這樣一旦出現(xiàn)系統(tǒng)故障，SQLite也無法再保障數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的一致性。
2. 主數(shù)據(jù)庫日志：
在SQLite中，如果事物的操作作用于多個數(shù)據(jù)庫，即通過ATTACH命令附加到當(dāng)前連接中的數(shù)據(jù)庫，那么SQLite將生成主數(shù)據(jù)庫日志文件以保證事物產(chǎn)生的改變在多個數(shù)據(jù)庫之間保持原子性。和回滾日志文件一樣，主數(shù)據(jù)庫日志文件也位于當(dāng)前連接中主數(shù)據(jù)庫文件所處的目錄內(nèi)，其文件名格式為：主數(shù)據(jù)庫文件名 + 隨機(jī)的后綴。在該文件中，將包含所有當(dāng)前事物將會改變的Attached數(shù)據(jù)庫的名字。在事物被提交之后，此文件亦被SQLite隨之刪除。
主數(shù)據(jù)庫日志文件只有在某一事物同時操作多個數(shù)據(jù)庫時(主數(shù)據(jù)庫和Attached數(shù)據(jù)庫)才有可能被創(chuàng)建。通過該文件，SQLite可以實現(xiàn)跨多個數(shù)據(jù)庫的事物原子性，否則，只能簡單的保證每個單一的數(shù)據(jù)庫內(nèi)的狀態(tài)一致性。換句話說，如果該事物在執(zhí)行的過程中出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰或主機(jī)宕機(jī)的現(xiàn)象，在進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)時，若沒有該文件的存在，將會導(dǎo)致部分SQLite數(shù)據(jù)庫處于提交狀態(tài)，而另外一部分則處于回滾狀態(tài)，因此該事物的一致性將被打破。
3. SQL語句日志：
在一個較大的事物中，SQLite為了保證部分?jǐn)?shù)據(jù)在出現(xiàn)錯誤時可以被正?；貪L，所以在事物開始時創(chuàng)建了SQL語句日志文件。比如，update語句修改了前50條數(shù)據(jù)，然而在修改第51條數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)該操作將會破壞某字段的唯一性約束，最終SQLite將不得不通過該日志文件回滾已經(jīng)修改的前50條數(shù)據(jù)。
SQL語句日志文件只有在INSERT或UPDATE語句修改多行記錄時才有可能被創(chuàng)建，與此同時，這些操作還極有可能會打破某些約束并引發(fā)異常。但是如果INSERT或UPDATE語句沒有被包含在BEGIN...COMMIT中，同時也沒有任何其它的SQL語句正在當(dāng)前的連接上運行，在這種情況下，SQLite將不會創(chuàng)建SQL語句日志文件，而是簡單的通過回滾日志來完成部分?jǐn)?shù)據(jù)的UNDO操作。
和上面兩種臨時文件不同的是，SQL語句日志文件并不一定要存儲在和數(shù)據(jù)庫文件相同的目錄下，其文件名也是隨機(jī)生成。該文件所占用的磁盤空間需要視UPDATE或INSERT語句將要修改的記錄數(shù)量而定。在事物結(jié)束后，該文件將被自動刪除。
4. 臨時數(shù)據(jù)庫文件：
當(dāng)使用"CREATE TEMP TABLE"語法創(chuàng)建臨時數(shù)據(jù)表時，該數(shù)據(jù)表僅在當(dāng)前連接內(nèi)可見，在當(dāng)前連接被關(guān)閉后，臨時表也隨之消失。然而在生命期內(nèi)，臨時表將連同其相關(guān)的索引和視圖均會被存儲在一個臨時的數(shù)據(jù)庫文件之內(nèi)。該臨時文件是在第一次執(zhí)行"CREATE TEMP TABLE"時即被創(chuàng)建的，在當(dāng)前連接被關(guān)閉后，該文件亦將被自動刪除。最后需要說明的是，臨時數(shù)據(jù)庫不能被執(zhí)行DETACH命令，同時也不能被其它進(jìn)程執(zhí)行ATTACH命令。
5. 視圖和子查詢的臨時持久化文件：
在很多包含子查詢的查詢中，SQLite的執(zhí)行器會將該查詢語句拆分為多個獨立的SQL語句，同時將子查詢的結(jié)果持久化到臨時文件中，之后在基于該臨時文件中的數(shù)據(jù)與外部查詢進(jìn)行關(guān)聯(lián)，因此我們可以稱其為物化子查詢。通常而言，SQLite的優(yōu)化器會盡力避免子查詢的物化行為，但是在有些時候該操作是無法避免的。該臨時文件所占用的磁盤空間需要依賴子查詢檢索出的數(shù)據(jù)數(shù)量，在查詢結(jié)束后，該文件將被自動刪除。見如下示例：
SELECT * FROM ex1 WHERE ex1.a IN (SELECT b FROM ex2);
在上面的查詢語句中，子查詢SELECT b FROM ex2的結(jié)果將會被持久化到臨時文件中，外部查詢在運行時將會為每一條記錄去檢查該臨時文件，以判斷當(dāng)前記錄是否出現(xiàn)在臨時文件中，如果是則輸出當(dāng)前記錄。顯而易見的是，以上的行為將會產(chǎn)生大量的IO操作，從而顯著的降低了查詢的執(zhí)行效率，為了避免臨時文件的生成，我們可以將上面的查詢語句改為：
SELECT * FROM ex1 WHERE EXISTS(SELECT 1 FROM ex2 WHERE ex2.b=ex1.a);
對于如下查詢語句，如果SQLite不做任何智能的rewrite操作，該查詢中的子查詢也將會被持久化到臨時文件中，如：
SELECT * FROM ex1 JOIN (SELECT b FROM ex2) AS t ON t.b=ex1.a;
在SQLite自動將其修改為下面的寫法后，將不會再生成臨時文件了，如：
SELECT ex1.*, ex2.b FROM ex1 JOIN ex2 ON ex2.b=ex1.a;
6. 臨時索引文件：
當(dāng)查詢語句包含以下SQL從句時，SQLite為存儲中間結(jié)果而創(chuàng)建了臨時索引文件，如：
1). ORDER BY或GROUP BY從句。
2). 聚集查詢中的DISTINCT關(guān)鍵字。
3). 由UNION、EXCEPT和INTERSECT連接的多個SELECT查詢語句。
需要說明的是，如果在指定的字段上已經(jīng)存在了索引，那么SQLite將不會再創(chuàng)建該臨時索引文件，而是通過直接遍歷索引來訪問數(shù)據(jù)并提取有用信息。如果沒有索引，則需要將排序的結(jié)果存儲在臨時索引文件中以供后用。該臨時文件所占用的磁盤空間需要依賴排序數(shù)據(jù)的數(shù)量，在查詢結(jié)束后，該文件被自動刪除。
7. VACUUM命令使用的臨時數(shù)據(jù)庫文件：
VACUUM命令在工作時將會先創(chuàng)建一個臨時文件，然后再將重建的整個數(shù)據(jù)庫寫入到該臨時文件中。之后再將臨時文件中的內(nèi)容拷貝回原有的數(shù)據(jù)庫文件中，最后刪除該臨時文件。
該臨時文件所占用的磁盤空間不會超過原有文件的尺寸。
三、相關(guān)的編譯時參數(shù)和指令：
對于SQLite來說，回滾日志、主數(shù)據(jù)庫日志和SQL語句日志文件在需要的時候SQLite都會將它們寫入磁盤文件，但是對于其它類型的臨時文件，SQLite是可以將它們存放在內(nèi)存中以取代磁盤文件的，這樣在執(zhí)行的過程中就可以減少大量的IO操作了。要完成該優(yōu)化主要依賴于以下三個因素：
1. 編譯時參數(shù)SQLITE_TEMP_STORE：
該參數(shù)是源代碼中的宏定義(#define)，其取值范圍是0到3(缺省值為1)，見如下說明：
1). 等于0時，臨時文件總是存儲在磁盤上，而不會考慮temp_store pragma指令的設(shè)置。
2). 等于1時，臨時文件缺省存儲在磁盤上，但是該值可以被temp_store pragma指令覆蓋。
3). 等于2時，臨時文件缺省存儲在內(nèi)存中，但是該值可以被temp_store pragma指令覆蓋。
4). 等于3時，臨時文件總是存儲在內(nèi)存中，而不會考慮temp_store pragma指令的設(shè)置。
2. 運行時指令temp_store pragma：
該指令的取值范圍是0到2(缺省值為0)，在程序運行時該指令可以被動態(tài)的設(shè)置，見如下說明：
1). 等于0時，臨時文件的存儲行為完全由SQLITE_TEMP_STORE編譯期參數(shù)確定。
2). 等于1時，如果編譯期參數(shù)SQLITE_TEMP_STORE指定使用內(nèi)存存儲臨時文件，那么該指令將覆蓋這一行為，使用磁盤存儲。
2). 等于2時，如果編譯期參數(shù)SQLITE_TEMP_STORE指定使用磁盤存儲臨時文件，那么該指令將覆蓋這一行為，使用內(nèi)存存儲。
3. 臨時文件的大?。?/span>
對于以上兩個參數(shù)，都有參數(shù)值表示缺省情況是存儲在內(nèi)存中的，只有當(dāng)臨時文件的大小超過一定的閾值后才會根據(jù)一定的算法，將部分?jǐn)?shù)據(jù)寫入到磁盤中，以免臨時文件占用過多的內(nèi)存而影響其它程序的執(zhí)行效率。
最后在重新贅述一遍，SQLITE_TEMP_STORE編譯期參數(shù)和temp_store pragma運行時指令只會影響除回滾日志和主數(shù)據(jù)庫日志之外的其它臨時文件的存儲策略。換句話說，回滾日志和主數(shù)據(jù)庫日志將總是將數(shù)據(jù)寫入磁盤，而不會關(guān)注以上兩個參數(shù)的值。
四、其它優(yōu)化策略：
在SQLite中由于采用了Page Cache的緩沖優(yōu)化機(jī)制，因此即便臨時文件被指定存儲在磁盤上，也只有當(dāng)該文件的大小增長到一定的尺寸后才有可能被SQLite刷新到磁盤文件上，在此之前它們?nèi)詫Ⅰv留在內(nèi)存中。這就意味著對于大多數(shù)場景，如果臨時表和臨時索引的數(shù)據(jù)量相對較少，那么它們是不會被寫到磁盤中的，當(dāng)然也就不會有IO事件發(fā)生。只有當(dāng)它們增長到內(nèi)存不能容納的時候才會被刷新到磁盤文件中的。其中SQLITE_DEFAULT_TEMP_CACHE_SIZE編譯期參數(shù)可以用于指定臨時表和索引在占用多少Cache Page時才需要被刷新到磁盤文件，該參數(shù)的缺省值為500頁。
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