В данном посте база SQLite будет рассмотрена в разрезе, вы можете найти информацию о строении файла базы данных, о представлении данных в памяти, а также информацию о структуре и файловом представлении В – дерева.
Формат файла базы данных
Вся база данных хранится в одном файле на диске под названием «main database file». Во время транзакций, SQLite хранит дополнительную информацию во втором файле: журнал отката (rollback journal), либо, если база работает в режиме WAL, лог-файл с информацией о записях. Если приложение или компьютер отключился до окончания транзакции, то данные файлы называются «hot journal» или «hot WAL file» и содержат необходимую информацию для восстановления базы в согласованное состояние.
Страницы
Основной файл базы состоит из одной или нескольких страниц. Все страницы в одной базе имеют одинаковый размер, который может быть от 512 до 65536 байт. Размер страницы для файла базы определяется целым 2-ух байтовым числом со смещением 16 байт от начала файла базы данных.
Все страницы пронумерованы от 1 до 2147483646 (231 – 2). Минимальный размер базы: одна страница размеров 512 байт, максимальный размер базы: 2147483646 страниц по 65536 байт (~140 Тбайт).
Заголовок
Первый 100 байт файла базы данных содержат заголовок базы, в таблице 1 представлена схема заголовка.
Lock-byte страница
Страница блокировки является одной страницей файла базы и находится между смещениями 0х1073741824 и 0х1073742335, если размер базы меньше, то она не имеет страницы блокировки. Данная страница нужна для реализации примитивов блокировки OS Interface’ом.
Freelist
Список пустых страниц организован как связный список. Каждый элемент списка состоит из двух чисел по 4 байта. Первое число определяет номер следующего элемента freelist (trunk pointer), либо равняется нулю, если список кончился. Второе число, это указатель на страницу данных (Leaf page numbers). На рисунке ниже показана схема данной структуры.
B — tree
SQLite использует две вида деревьев: «table B – tree» (на листьях хранятся данные) и «index B – tree» (на листьях хранятся ключи).
Каждая запись в «table B – tree» состоит из 64-битового целое ключа и до 2147483647 байт произвольных данных. Ключ «table B – tree» соответствует ROWID таблицы SQL.
Каждая запись в «index B – tree» состоит из произвольного ключа до 2147483647 байт в длину без данных.
Страница B — tree
Страница B-дерева имеет структуру:
- Заголовок файла базы данных (100 байт)
- Заголовок страницы B-дерева (8 или 12 байт)
- Массив указателей ячеек
- Незанятое пространство
- Содержимое ячейки
- Зарезервированное место
Заголовок файла базы данных встречается только на первой странице, которая всегда является старицей «table B – tree». Все остальные страницы B-дерева в базе не имеют этого заголовка.
Заголовок страницы B-дерева имеет размер 8 байт для страниц листьев и 12 байт для внутренних страниц. В таблице 2 представлена структура заголовка страницы.
Freeblock — это структура, используемая для определения незанятого пространства внутри страницы B-дерева. Freeblock организованы в виде цепочки. Первые 2 байта в freeblock (от старшего к младшему), это смещением до следующего freeblock, или ноль, если freeblock является последним в цепочке. Третий и четвертый байты – целое число, размер freeblock в байтах, включая заголовок в 4 байта. Freeblocks всегда связаны в порядке возрастания смещения.
Число фрагментированных байт – это общее число неиспользуемых байт в области содержимого ячейки.
Массив указателей ячеек состоит из K 2-байтовых целочисленных смещений содержимого ячеек (при K ячейках в B-дереве). Массив отсортирован по возрастанию (от наименьших ключей к наибольшим).
Незанятое пространство — это область между последней ячейкой массива указателей и началом первой ячейки.
Зарезервированное место в конце каждой страницы используется расширениями для хранения информации о странице. Размер зарезервированной области определяется в заголовке базы (по умолчанию равен нулю).
Representation
В данном разделе описана схема хранения различных объектов базы файле базы данных.
Table
Каждая обычная таблица SQL представлена в базе в виде «table B – tree». Ключом для дерева является ROWID.
Table without ROWID
Каждая таблица без rowId, представлена в базе в виде «index B – tree». Ключом для дерева является PRIMARY KEY.
Index
Каждый индекс SQL (созданный непосредственно CREATE INDEX, или же PRIMARY KEY или UNIQUE), представлен в базе в виде «index B – tree».
Автор: rpsv
