node 下 sqlite3 的使用

Asynchronous, non-blocking SQLite3 bindings for Node.js

sqlite3 是一个专为 nodejs 设计的，node 上面的轻量级嵌入式数据库，作为嵌入式数据库的代表，sqlite 无疑是个理想的选择方案。

sqlite3 几乎支持所有版本的 nodejs，同时也可以和 nwjs 集成。

安装

基于 npm 安装

npm install sqlite3

这样除了安装完 sqlite3 的 npm 包，最主要的是也装完了 sqlite 数据库，因为 sqlite 是嵌入式数据库，嵌入到客户端中。sqlite3 使用 node-pre-gyp 为各个平台下载指定的预编译的二进制文件。如果无法下载到预编译的二进制文件，sqlite3 将使用 node-gyp 和源代码来构建扩展。

这个过程出现两个的库——node-pre-gyp 和 node-gyp。他们究竟是什么呢?

node-gyp 是一个跨平台的命令行工具，用于编译 C++编写的 nodejs 扩展，首先 gyp 是为 Chromium 项目创建的项目生成工具，可以从平台无关的配置生成平台相关的 Visual Studio、Xcode、Makefile 的项目文件，node-gyp 就是将其集成到 nodejs 中。因为 linux 的二进制分发快平台做的并不好，所有 npm 为了方便干脆就直接源码分发，用户装的时候再现场编译。不过对有些项目二进制分发就比源码分发简单多了，所以还有个 node-pre-gyp 来直接二进制扩展的分发。

两者区别在于 node-gyp 是发布扩展的源码，然后安装时候编译；node-pre-gyp 是直接发布编译后的二级制形式的扩展。

和 sqlite3 一样的需要基于 node-gyp 安装的 npm 模块也有很多，比如 node-sass 等，都是发布源代码，然后编译安装。

基础 api

sqlite3 的 api 都是基于函数回调的，因为 nodejs 中没有像 java 的 jdbc 那种官方的数据库客户端接口，因此每个数据库的 api 都不一样，这里简单介绍几个 sqlite3 重要的 api。

新建并打开数据库

new sqlite3.Database(filename, [mode], [callback]);

该方法返回一个自动打开的数据库对象，参数：

filename：有效值是一个文件名，如：“mydatebase.db”，数据库打开之后会创建一个“mydatebase.db”的文件用于保存数据。如果文件名是“:memory:”，表示是一个内存数据库（类似 h2 那种），数据不会持久化保存，当关闭数据库时，内容将丢失。

mode（可选）：数据库的模式，共 3 种值：sqlite3.OPEN_READONLY（只读），sqlite3.OPEN_READWRITE（可读写）和 sqlite3.OPEN_CREATE（可以创建）。默认值为 OPEN_READWRITE |OPEN_CREATE。

callback（可选）:则当数据库成功打开或发生错误时，将调用此函数。第一个参数是一个错误对象，当它为空时，表示打开成功。

打开一个数据库

//数据库的名字是"mydatebase.db"
var database;
database = new sqlite3.Database("mydatebase.db", function(e) {
  if (err) throw err;
});
//也可以使用内存型，数据不会永久保存
database = new sqlite3.Database(":memory:", function(e) {
  if (err) throw err;
});

执行后会在项目的根目录生成一个“mydatebase.db”文件，这就是 sqlite 保存数据的文件了。

关闭数据库

Database#close([callback])

该方法可以关闭一个数据库连接对象，参数：

callback（可选）:关闭成功的回调。第一个参数是一个错误对象，当它为“null”时，表示关闭成功。

执行 DDL 和 DML 语句

Database#run(sql, [param, ...], [callback])

该方法可以执行 DDL 和 DML 语句，如建表、删除表、删除行数据、插入行数据等，参数：

sql：要运行的 SQL 字符串。sql 的类型是 DDL 和 DML，DQL 不能使用这个命令。执行后返回值不包含任何结果，必须通过 callback 回调函数获取执行结果。

param,...（可选）：当 SQL 语句包含占位符（?）时，这里可以传对应的参数。这里有三种传值方法，如：

// 直接通过参数传值.
db.run("UPDATE tbl SET name = ? WHERE id = ?", "bar", 2);

// 将值封装为一个数组传值.
db.run("UPDATE tbl SET name = ? WHERE id = ?", ["bar", 2]);

// 使用一个 json 传值.参数的前缀可以是“:name”，“@name”和“$name”。推荐用“$name”形式
db.run("UPDATE tbl SET name = $name WHERE id = $id", {
  $id: 2,
  $name: "bar"
});

关于占位符的命名，sqlite3 还支持更复杂的形式，这里不再扩展，有兴趣了解的话请查看官方文档。

callback（可选）：如果执行成功，则第一个参数为 null，否则就是出错。

如果执行成功，上下文 this 包含两个属性：lastID 和 changes。lastID 表示在执行 INSERT 命令语句时，最后一条数据的 id；changes 表示 UPADTE 命令和 DELETE 命令时候，影响的数据行数。

db.run("UPDATE foo SET id = 1 WHERE id <= 500", function(err) {
  if (err) throw err;
  //使用 this.changes 获取改变的行数
  assert.equal(500, this.changes);
  done();
});

执行多条语句

Database#exec(sql, [callback])

Database#exec 与 Database＃run 函数一样，都是 DDL 和 DML 语句，但是 Database#exec 可以执行多条语句，并且不支持占位符参数。

database.run("CREATE TABLE foo (id INT)", function(e) {
  if (e !== null) {
    throw e;
  }
  //循环生成 sql 语句，批次插入多条数据
  var sql = "";
  for (var i = 0; i < 500; i++) {
    sql += "INSERT INTO foo VALUES(" + i + ");";
  }
  database.exec(sql, done);
});

查询一条数据

Database#get(sql, [param, ...], [callback])

sql：要运行的 SQL 字符串。sql 的类型是 DQL。这里仅返回第一条查询到的数据。

param,...（可选）：同 Database#run 的 param 参数

callback（可选）：同样是返回 null 代表执行成功。回调的签名是 function（err，row）。如果查询结果集为空，则第二个参数为 undefined；否则第二个参数值是查询到的第一个对象，他是个 json 对象，属性名称对应于结果集的列名称，因此查询的每一列都应该给出一个列表名。

查询所有数据

Database#all(sql, [param, ...], [callback])

sql：要运行的 SQL 字符串。sql 的类型是 DQL。和 Database#get 不同，Database#all 会返回所有查询到的语句。

param,...（可选）：同 Database#run 的 param 参数

callback（可选）：同样是返回 null 代表执行成功。回调的签名是 function(err, rows) 。rows 是一个数组，如果查询结果集为空数组。

! 注意，Database#all 首先检索所有结果行并将其存储在内存中。对于数据量可能很大的查询命令时候，请使用 Database＃each 函数或 Database＃prepare 代替这个方法。

遍历数据

Database#each(sql, [param, ...], [callback], [complete])

与 Database＃run 函数相同，都是查询多条数据，但是具有以下区别：

回调的签名是 function（err，row）。如果结果集成功但为空，则不会调用回调。对于每个检索到的行，该方法都会调用一次回调。执行顺序与结果集中的行顺序完全对应。

调用所有行回调后，如果存在 complete 回调函数，将调用这个回调。第一个参数是一个错误对象，第二个参数是检索行数。

预编译 SQL 相关 api（Using Prepared Statements）

在 java 的 jdbc 中，有个 PreparedStatement 相关的 api，可以预编译 sql 语句，执行的时候再链接具体参数。这样的好处是可以减少 sql 语句被编译的次数。在 sqlite3 中，也存在实现这样功能的 api。

Database#prepare(sql, [param, ...], [callback])

Database#prepare 执行后，会返回一个命令对象，这个命令对象可以反复执行。下面看看这个命令对象（statement ）的 api：

Statement#run([param, ...], [callback])

Statement#get([param, ...], [callback])

Statement#all([param, ...], [callback])

Statement#each([param, ...], [callback], [complete])

以上 api 方法与 Database 的同名方法调用方式相同。不同点是这里的 Statement 对象是可以复用的，避免了重复编译 sql 语句，因此项目中更推荐使用上述方法。

! 注意，这些方法的 param 参数都会对 Statement 对象绑定参数，在下一次执行的时候，如果没有重新绑定参数，是会使用上一次参数的。

绑定参数

Statement#bind([param, ...], [callback])

Database#prepare 执行的时候，是可以绑定参数的。不过使用此方法可以全重置语句对象和行游标，并删除所有先前绑定的参数，实现重新绑定的功能。

重置语句的行游标

Statement#reset([callback])

重置语句的行游标，并保留参数绑定。使用此功能可以使用相同的绑定重新执行相同的查询。

数据库事务事务是关系型数据库中的一个重要部分，sqlite 自然也是支持事务的，但是 sqlite3 并没有提供特殊 API 去实现的事务相关的操作，只能靠 SQL 语句去控制事务。这里举一个事务相关的例子。

var db = new sqlite3.Database(db_path);
db.run("CREATE TABLE foo (id INT, txt TEXT)");
db.run("BEGIN TRANSACTION");
var stmt = db.prepare("INSERT INTO foo VALUES(?, ?)");
for (var i = 0; i < count; i++) {
  stmt.run(i, randomString());
}
db.run("COMMIT TRANSACTION");

语句执行顺序（Control Flow）

sqlite3 的 API 都是异步的，这就会出现可能有若干个命令同时进行的情况，因此 sqlite3 提供了两个函数来帮助控制语句的执行流程。默认是并行模式。

序列化执行

Database#serialize([callback])

如果提供回调，它将立即被调用，即此方法的回调不是异步回调。在该回调中调度的所有数据库语句将被序列化运行，即一个接一个地执行。函数返回后，数据库将再次设置为其原始模式。

// 这里执行的命令是并行的
db.serialize(function() {
  // 这里执行的命令是串行的
  db.serialize(function() {
    // 这里执行的命令是串行的
  });
  // 这里执行的命令是串行的
});
// 这里执行的命令是并行的并行执行模式

Database#parallelize([callback])

如果提供回调，它将立即被调用，即此方法的回调不是异步回调。在该回调中调度的所有数据库语句将并行运行。函数返回后，数据库将再次设置为其原始模式。

db.serialize(function() {
  // 这里执行的命令是串行的
  db.parallelize(function() {
    // 这里执行的命令是并行的
  });
  // 这里执行的命令是串行的
});

对 SQLCipher 的支持

SQLCipher 是一个在 SQLite 基础之上进行扩展的开源数据库，他和 SQLite 不同就是提供了对数据的加密，可提供数据库文件的透明 256 位 AES 加密。

sqlite3 的官网特意提及他对 SQLCipher 的集成，如果要集成 sqlcipher 需要在编译时候通过构建选项告诉 sqlite3 要集成的是 SQLCipher：

npm install sqlite3 --build-from-source --sqlite_libname=sqlcipher --sqlite=/usr/
node -e 'require("sqlite3")'

不过笔者并没尝试对 SQLCipher 的集成，具体集成方法请自行查阅官网对这部分的详细介绍。

基于 promise 对 sqlite3API 的封装

sqlite3 的 API 是 node 早期的 API 风格，对异步的书写风格并不友好，很容易出现“金字塔回调”式的代码。

为了让对 API 的调用更加优雅，我们往往会把回调封装成 Promise。

事实上这个工作并不需要我们自己做，sqlite3 生态下已经有其他库可以实现这样的功能。

sqlite 就是一个这样的库。他基于 sqlite3，只手用 Promise 重新封装了一下 sqlite3 的 API，使其代码风格更加优雅，也更容易使用。

API

Main

new sqlite3.Database(filename, [mode], [callback])
sqlite3.verbose()

Database

Database#close([callback])
Database#configure(option, value)
Database#run(sql, [param, ...], [callback])
Database#get(sql, [param, ...], [callback])
Database#all(sql, [param, ...], [callback])
Database#each(sql, [param, ...], [callback], [complete])
Database#exec(sql, [callback])
Database#prepare(sql, [param, ...], [callback])

Statement

Statement#bind([param, ...], [callback])
Statement#reset([callback])
Statement#finalize([callback])
Statement#run([param, ...], [callback])
Statement#get([param, ...], [callback])
Statement#all([param, ...], [callback])
Statement#each([param, ...], [callback], [complete])

相关链接：npm github API