Poznajemy SQLite

Poznajemy SQLite
w aspekcie języka PHP zorientowanego strukturalnie.
1. Wstęp
Celem tego artykułu jest przedstawienie coraz większego konkurenta MySQL a mianowicie
SQLite. Postaram się w nim przybliżyć zarówno plusy jak i minusy tego rozwiązania, a także
sposób implementacji w języku PHP. No to zaczynamy [; .
2. Co to jest i jak to działa ?
SQLite to biblioteka napisana w języku C#, implementująca silnik SQL. Została stworzona
przez Richard’a Hipp’a i jest dostępna na licencji public domain*.
Biblioteka ta daje możliwość używania bazy danych bez konieczności uruchamiana
oddzielnego procesu jak to jest np. w przypadku MySQL. Zawartość bazy danych
przetrzymywana jest w jednym pliku binarnym(do 2 TB wielkości). SQLite jest utrzymywany
na dysku przy użyciu drzew binarnych**.Osobne drzewo jest używane dla każdej z tabel i
każdego z indeksów.
SQLite rozwiązuje odwieczny problem programistów przechowujących dane w plikach
płaskich, a mianowicie blokowanie i dostęp współbieżny.
3. Plusy i minusy
Głównym plusem tej bazy danych jest wydajność(szczególnie przy wykonywaniu zapytań
typu INSERT i SELECT), a także wieloplatformowość(baza działa na zasadzie rozszerzenia
języka PHP). Niestety nie jest to rozwiązanie wolne od wad. Podczas procesu dopisywania
nowych danych SQLite musi zablokować cały plik, aż do czasu zakończenia operacji. Zatem
rozwiązanie to nie jest wydajne w sytuacjach gdy dane podlegają ciągłym zmianom. Drugim
poważnym minusem jest brak pojęcia praw dostępu do bazy danych(znanym chociażby z
MySQL’a), przez co nie możemy stworzyć „bezpiecznej” tabeli do której dostęp mieliby
tylko uprawnieni użytkownicy. W skrócie oznacza to, że musimy sami stworzyć system
kontroli dostępu, poprzez nadawanie praw do zapisu i odczytu odpowiednim plikom.
Rozwiązanie takie nie jest wygodne.
Podsumowując SQLite nie nadaje się do zastosowań na witrynach gdzie dane podlegają
ciągłym zmianom, a także tam gdzie jest wymagany system kontroli dostępu. Jednak na
małych i średnich stronach rozwiązanie to może okazać się naprawdę wydajne. W końcu do
stworzenia tabeli z kilkunastoma rekordami nie potrzeba całego „kombajna” jakim jest
niewątpliwie MySQL.
4. Skąd to wziąć i jak zainstalować ?
Windows :
Rozszerzenie SQLite jest standardowo dostarczane z pakietem PHP5. W pliku php.ini***
wystarczy usunąć średnik sprzed extension=php_sqlite.dll( w systemach Windows), aby
uaktywnić SQLite.
W przypadku PHP4 obsługa SQLite jest zaimplementowana w wersjach od 4.3.x wzwyż.
Samą bibliotekę jednak trzeba ściągnąć i zainstalować oddzielnie. Pobieramy ją z
http://snaps.php.net/win32/PECL_STABLE/php_sqlite.dll a następnie kopiujemy do folderu z
rozszerzeniami języka PHP. Pozostało nam już tylko w sekcji Extensions pliku php.ini dodać
extension=php_sqlite.dll.
Linuks :
W PHP5 sytuacja jest podobna do systemów Windows. Rozszerzenie powinno być
dostarczone razem z pakietem PHP oznaczone numerkiem 5. Zatem w pliku php.ini szukamy
slowa kluczowego php_sqlite.so, dalej postepujemy tak jak w przypadku Windows’a.
Jeżeli posiadamy PHP w wersji 4 mamy do wyboru dwie opcje instalacji
Instalacja z pakietu :
Instalacja SQLite z pakietu ogranicza się tylko do wywołania systemu zarządzania pakietami
z odpowiednimi argumentami. W tym punkcie opisze sposób instalacji pakietu SQLite za
pomocą najbardziej znanych systemów zarządzania pakietami, a mianowicie APT i Yum.
Odpowiednio dla zainstalowanego w naszym distrze systemu zarządzania pakietami
inicjujemy powłoke systemową i wpisujemy :
APT:
apt-get install php4-sqlite
Yum:
yum install php4-sqlite
Nastepnie do php.ini dodajemy :
[sqlite]
extension="sqlite.so"
Instalacja ze źródeł:
Ściągamy źródła z http://pecl.php.net/package/SQLite.
Po udanym procesie pobierania źródeł rozpakowujemy je i kompilujemy w folderze gdzie
przechowujemy resztę rozszerzeń.
Na koniec dodajemy do pliku php.ini :
[sqlite]
extension="sqlite.so"
Oto przykład :
wget http://pecl.php.net/get/SQLite-1.0.tgz
tar xzf SQLite-1.0.tgz
cd sqlite
export PHP_PREFIX="/usr"
$PHP_PREFIX/bin/phpize
./configure
make
make install
5. Typy danych
SQLite pod tym względem jest bardzo ubogi. Wszystko w nim jest łańcuchem znaków. Dla
przykładu możemy zdefiniować kolumne typu INT, jednak po wprowadzeniu do tej kolumny
ciągu znaków SQLite nie zwróci żadnego błędu. Typ kolumny(nakładany podczas jej
tworzenia) ma znaczenie tylko przy sortowaniu np. SQLite musi wiedzieć co będzie pierwsze
3 czy 6 ? Drugim ważnym powodem nakładania typów danych na kolumny jest przejrzystość
tabeli( zawsze lepiej wiedzieć gdzie co jest [; ).
6. Implementacja
W poprzednich punktach poznaliśmy sposób instalacji, zasade działania, a także plusy i
minusy SQLite. Czas poznać w praktyce moc SQLite.
6.1 Podstawy
Całość połączenia z bazą danych ogranicza się do podania scieżki dostępu do owej bazy.
Odbywa się to za pomocą funkcji sqlite_open()
sqlite_open(‘/sciezka_do_bazy_danych/books.db’);
Powyższy kod otworzy plik bazy danych znajdujący się w
/sciezka_do_bazy_danych/books.db, lub w razie próby otwarcia pliku bazy danych który nie
istnieje stworzy nowy plik books.db.Po więcej informacji nt. funkcji sqlite_open(); odsyłam
do manual’a : http://pl.php.net/manual/pl/function.sqlite-open.php
Po „połączeniu” z bazą danych nie musimy wybierać tabeli(jak to ma miejsce np. w MySQL),
spowodowane jest to wcześniej wspomnianym brakiem systemu kontroli dostępu. Możemy
więc od razu wysłać zapytanie do silnika SQL.
sqlite_query($uchwyt_ db,”Zapytanie”);
Połączenie z bazą danych zamykamy funkcją sqlite_close();
Całość może wyglądać np. tak :
$db = sqlite_open(‘/sciezka_do_bazy_danych/books.db’);
sqlite_query($db,”CREATE TABLE books(autor VARCHAR(100), tytul VARCHAR(100))
”);
sqlite_close($db);
6.1.1 Wstawianie danych
Wstawianie danych odbywa się za pomocą SQL’owego INSERT’a
sqlite_query($uchwyt_db,”INSERT INTO books VALUES(‘Sienkiewicz’,’Krzyzacy’) “);
Aby uniknąć problemu z cudzysłowami i innymi znakami specjalnymi filtrujemy dane
funkcją sqlite_escape_string();
Całość dotychczasowego skryptu mogłaby wyglądać tak :
$db = sqlite_open(‘/sciezka_do_bazy_danych/books.db’);
$autor = sqlite_escape_string ($autor);
$tytul = sqlite_escape_string($tytul)
sqlite_query($uchwyt_db,”INSERT INTO books VALUES(‘$autor’,’$tytul’) “);
sqlite_close($db);
6.1.2 Odczytywanie danych
Aby odczytać dane z SQLite należy wywołać funkcje sqlite_query() z instrukcją SELECT, a
następnie przejść kolejno przez zwrócone przez nią wyniki. Obrazuje to poniższy przykład :
$query = sqlite_query($uchwyt_db,”SELECT * FROM books”);
while($row = sqlite_fetch_array($query)
{
// Operacje na $row
}
Osoby mające styczność z MySQL zauważyły na pewno podobny sposób implementacji w
obu przypadkach.
W sytuacjach gdy dużą role będzie odgrywać szybkość działania lepiej będzie użyć funkcji
sqlite_array_query() , która w tym samym kroku odczyta dane i umieści je w tablicy.
$table = sqlite_array_query($uchwyt_db,” SELECT * FROM books”);
foreach($table as $value)
{
// Operacje na $value
}
Na szczególną uwagę przy odczycie danych zasługuje drugi parametr funkcji
sqlite_fetch_array().
Standardowo funkcja sqlite_fetch_array() zwraca tablice zawierającą zarówno klucze
liczbowe jak i asocjacyjne. Standardowo takie „zachowanie” tej funkcji jest na rękę
programiście który zarówno może odwoływać się do danych w tablicy za pomocą kluczy
liczbowych jak i asocjacyjnych. Problem jednak może powstać w przypadku zagnieżdżenia w
pętli while(), pętli foreach() podczas odczytu danych jak to widać na przykładzie :
$query = sqlite_query($uchwyt_db,"SELECT * FROM books");
while($row = sqlite_fetch_array($query)
{
foreach($row as $value)
{
echo $value .'<br>';
}
}
Dane z każdej kolumny zostaną wyświetlone dwukrotnie . Aby temu zapobiec do funkcji
sqlite_fetch_array() trzeba przekazywać dodatkowy argument :
SQLITE_NUM – przechowywane będą tylko klucze liczbowe
SQLITE_ASSOC – przechowywane będą tylko klucze asocjacyjne
SQLITE_BOTH – przechowywane będą obydwa typy kluczy
6.2 Indeksy
Jak wiadomo stosowanie indeksów jest chyba najprostszą drogą do zwiększenia wydajności
skryptu, pod kątem wyszukiwania i sortowania danych pochądzących z bazy danych.
Większość osób mająca styczność z inną relacyjną bazą danych np. MySQL’em zapewne wie
co to są indeksy.Więc następne pare linijek może spokojnie ominąć.
Podczas przeszukiwania tabeli nie zawierającej żadnych indeksów SQLite musi przeszukiwać
tabele wiersz po wierszu porównując wartości. W sytuacji gdy „polom wyszukiwania”
nadamy indeksy, SQLite odwoła się do właśnie takiego specjalnie stworzonego pola, dzięki
któremu odnalezienie lokalizacji interesujących nas danych będzie znacznie szybsze.
W przypadkach gdy z góry wiadomo, że szuakanie będzie odbywało się pod kątem danych
zawartych w konkretnych polach. Możemy je oznaczyć jako unikatowe. Spowoduje to
automatyczne indeksowanie tych pól.
sqlite_query($uchwyt_db,”CREATE TABLE books(autor VARCHAR(100) UNIQUE, tytul
VARCHAR(100)) “);
Nadawanie indeksów na już istniejące pola odbywa się poprzez instrukcje CREATE INDEX.
Pokazuje to poniższy przykład :
sqlite_query($uchwyt_db,”CREATE INDEX books_autor_index ON books(autor)” );
6.3 Klucze główne
Kolejnym szybkim sposobem na zwiększenie wydajności skryptu jest zastosowanie kluczy
głównych. Ponownie osoby mające styczność z tym zagadnieniem mogą opuścić kilka
poniższych linii.
Klucz główny jest unikatowym identyfiaktorem wiersza. Pole pełniące role klucza głównego
musi zawierać wartości całkowito-liczbowe . Nie musimy jednak sami nadawać wartości tym
polom, ponieważ zrobi to za nas silnik SQL, np. pierwszemu wierszowi SQLite
przyporządkuje wartość 1, drugiemu 2 itd ..
Przejdźmy zatem do praktyki. Aby stworzyć owe identyfikatory pól musimy utworzyć
kolumne typu INTEGER PRIMARY KEY.
sqlite_query($uchwyt_db,”CREATE TABLE books(bookid INTEGER PRIMARY KEY , autor
VARCHAR(100) , tytul VARCHAR(100) “) );
Powyższy przykład utworzy tabele z takimi kolumnami :
bookid
autor
tytul
W której to wszystkie pola kolumny bookid będą spełniać role kluczy głównych.
Aby SQLite wypełnił automatycznie pole oznaczone jako klucz główny podczas wstawiania
danych trzeba jako wartość podać NULL. Na przykład :
sqlite_query( $uchwyt_db,”INSERT INTO books VALUES(NULL,’Sienkiewicz’,’Krzyzacy’)
”);
Jeżeli jednak sami chcemy nadać mu wartość po prostu wprowadzamy liczbe całkowitą na to
miejsce.
Przydatna przy okazji kluczy głównych może okazać się funkcja sqlite_insert_rowid()
zwracająca wartość klucza głównego ostatnio wstawianego wiersza.
6.4 Transakcje
Na szczególną uwagę w SQLite zasługują transakcje, które pozwalają zwiększyć wydajność
skryptu. Za każdym razem gdy wywołamy funkcje sqlite_query(), sqlite_connect() etc ..
SQLite musi wykonać pare zadań(blokowanie dostępu do pliku , odczyt pliku , etc ... ) .
Zamiast więc za każdym razem wywoływać funkcje, można zgrupować zapytania w jedną
transakcje. Funkcja zostanie wywołana tylko raz, a co za tym idzie ograniczymy robote
SQLite’owi
Użycie transakcji :
$sql = ‘BEGIN;’;
for((int)$i = 0; $i <= 100; $i++)
{
$sql .= "INSERT INTO books VALUES('Sienkiewicz','Krzyzacy')";
}
$sql .= ‘COMMIT;’;
sqlite_query($uchwyt_db , $sql);
Przykład bardziej z życia :
sql_query($uchwyt_db,
”BEGIN;
CREATE TABLE books(bookid INTEGER PRIMARY KEY , autor VARCHAR(100) , tytul
VARCHAR(100);
INSERT INTO books VALUES(NULL,'Sienkiewicz','Krzyzacy');
INSERT INTO books VALUES(NULL,'Kaminski','Kamienie na szaniec');
INSERT INTO books VALUES(NULL,'Prus’,'Lalka') ;
COMMIT; ”
);
6.5 Przechowywanie tabeli w pamięci operacyjnej
SQLite posiada także przydatny mechanizm przechowywania tabeli w pamięci RAM .Z
pierwszych lekcji informatyki w szkole zapewne wiecie, że pamięć RAM nie jest pamięcią
stałą. Dlatego też nie można odwołać się do zapytania wykonanego np. przy poprzednim
odświerzeniu strony. Takie działanie jest nieocenione w aplikacjach, które na początku ładują
znaczne ilosći danych, a potem wykonują wiele zapytań.
Włączenie tego mechanizmu ogranicza się jedynie do przekazania argumentu :memory:
funkcji sqlite_open() czyli np.
sqlite_open(‘:memory:’);
Od tej chwili wszystkie wyniki zapytań będą zapisywane w pamięci operacyjnej.
Przykład :
sqlite_open(‘:memory:’);
sqlite_query(“CREATE TABLE books(autor VARCHAR(100) , tytul VARCHAR(100))” );
6.6 Tworzenie własnych funkcji SQLite
Kolejnym przydatnym mechanizmem w SQLite jest możliwość tworzenia własnych funkcji
rozszerzających możliwości bazy danych .
Oto przykład :
function add_a ( $string )
{
$string .= 'a';
return $string ;
}
$db = sqlite_open('/sciezka_do_bazy_danych/books.db');
sqlite_create_function($db, 'add', 'add_a');
$sql = sqlite_query($db,"SELECT add(autor) AS wynik FROM books ");
$rows = sqlite_fetch_array($sql,SQLITE_ASSOC);
echo $rows["wynik"];
sqlite_close($db);
Jak widać na powżyszym przykładzie stworzenie SQLite’owej funkcji ogranicza się tak
naprawde do użycia funkcji sqlite_query_function(), w której to jako drugi argument
podajemy nazwe wcześniej stworzonej PeHaPowej funkcji, natomiast jako pierwszy nazwe
pod jaką owa PeHaPowa funkcja będzie rozpoznywana przez SQL.
6.7 Obsługa błędów
Tak jak w przypadku innych baz danych, także SQLite posiada swój własny „system” obsługi
błędów. W omawianym przeze mnie programowaniu strukturalnym, musimy sprawdzać
wartości zwracane przez funkcje, a następnie w zależności od tych wartości logicznych
generować błąd. Nie musimy się jednak głowić definiowaniem informacjami o tych błędów,
zrobi to za nas SQLite.
W przypadku niepowodzenia podczas wykonania jakiejś czynności SQLite przypisze numer
błędu funkcji sqlite_last_error(), która to zwraca numer ostatnio wygenerowanego przez
SQLite błędu.Oczywiście sam numer błędu nam, zwykłym śmiertelnikom nic nie będzie
mówił.Zatem musimy go przekształcić na coś bardziej zrozumiałego. Do tego celu służy
funkcja sqlite_error_string(), przekształcająca ową niezrozumiałą liczbe na w miare
wyczerpującą informacje o błędzie.
Przykład :
if( sqlite_query($_uchwyt_db, $sql) )
{
// dalsze operacje
}
else
die( sqlite_error_string( sqlite_last_error($uchwyt_db) ) );
albo :
sqlite_create_function($uchwyt_db, 'add', 'add_a') or die( sqlite_error_string(
sqlite_last_error($uchwyt_db) ) );
Pewną odmienność stanowi tutaj funkcja sqlite_open() , która to w przypadku niepowodzenia
informacje o błędzie przypisze zmiennej, którą podaliśmy jako trzeci argument funkcji .
Np.
sqlite_open('/sciezka_do_bazy_danych/books.db',0666,$sqlite_error) or die($sqlite_error);
Warto zapoznać się też z drugim argumentem funkcji sqlite_open(), który to poprzez wartość
ósemkową określa tryb w jakim otworzymy plik bazy danych.
7. Tytułem zakończenia
Podsumowując SQLite pomimo swojej nazwy, która może sugerować pewną jej „ułomność”,
obsługuje prawie wszystkie aspekty języka SQL, a także rozszerza go o możliwość
definiowania własnych funkcji. Jest to baza danych, która świetnie będzie się spisywać na
naszym np. domowym blogu bądź niedużym forum.
Jeżeli jednak po przeczytaniu tego artykułu macie wątpliwości co do wydajności SQLite, a
także jak wypada na tle innych baz danych w kwesti wydajności, radze zapoznać się z :
http://www.maciaszek.pl/phpcon/download/sqlite.pdf
Skorowidz nazw :
* Licencja public domain - ogół tekstów, zdjęć, muzyki, dzieł sztuki, oprogramowania itp.,
które na skutek decyzji twórcy, braku spadkobierców lub upływu odpowiedniego czasu stały
się dostępne do dowolnych zastosowań bez ograniczeń wynikających z przepisów prawa
autorskiego.
** Drzewa Binarne - jeden z rodzajów drzewa (struktury danych), w którym liczba synów
każdego wierzchołka wynosi nie więcej niż dwa. Wyróżnia się wtedy lewego syna i prawego
syna danego wierzchołka.
*** Php.ini – Plik konfiguracyjny języka PHP.
Artykuł napisany na podstawie :
http://www.sqlite.org/
http://pl.php.net/manual/pl/ref.sqlite.php
http://pl.wikipedia.org/wiki/
http://www.filipdewaard.com/21_SQLite_inmemory_databases.html
http://developer.mimer.com/documentation/html_82/Mimer_SQL_Reference_Manual/Intro_S
QL_Stds3.html
http://www.maciaszek.pl/phpcon/download/sqlite.pdf
Artykuł opublikowany na licencji : http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/
by y00da.