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SQLite中的WAL機制詳細介紹

2020-01-25 19:29:32
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供稿:網友
這篇文章主要介紹了SQLite中的WAL機制詳細介紹,本文講解了什么是WAL、WAL如何工作、WAL的優點與缺點、WAL引入的兼容性問題、WAL引入的性能問題等內容,需要的朋友可以參考下
 

一、什么是WAL?

WAL的全稱是Write Ahead Logging,它是很多數據庫中用于實現原子事務的一種機制,SQLite在3.7.0版本引入了該特性。

二、WAL如何工作?

在引入WAL機制之前,SQLite使用rollback journal機制實現原子事務。

rollback journal機制的原理是:在修改數據庫文件中的數據之前,先將修改所在分頁中的數據備份在另外一個地方,然后才將修改寫入到數據庫文件中;如果事務失敗,則將備份數據拷貝回來,撤銷修改;如果事務成功,則刪除備份數據,提交修改。

WAL機制的原理是:修改并不直接寫入到數據庫文件中,而是寫入到另外一個稱為WAL的文件中;如果事務失敗,WAL中的記錄會被忽略,撤銷修改;如果事務成功,它將在隨后的某個時間被寫回到數據庫文件中,提交修改。

同步WAL文件和數據庫文件的行為被稱為checkpoint(檢查點),它由SQLite自動執行,默認是在WAL文件積累到1000頁修改的時候;當然,在適當的時候,也可以手動執行checkpoint,SQLite提供了相關的接口。執行checkpoint之后,WAL文件會被清空。

在讀的時候,SQLite將在WAL文件中搜索,找到最后一個寫入點,記住它,并忽略在此之后的寫入點(這保證了讀寫和讀讀可以并行執行);隨后,它確定所要讀的數據所在頁是否在WAL文件中,如果在,則讀WAL文件中的數據,如果不在,則直接讀數據庫文件中的數據。

在寫的時候,SQLite將之寫入到WAL文件中即可,但是必須保證獨占寫入,因此寫寫之間不能并行執行。

WAL在實現的過程中,使用了共享內存技術,因此,所有的讀寫進程必須在同一個機器上,否則,無法保證數據一致性。

三、WAL的優點與缺點

優點:

1.讀和寫可以完全地并發執行,不會互相阻塞(但是寫之間仍然不能并發)。
2.WAL在大多數情況下,擁有更好的性能(因為無需每次寫入時都要寫兩個文件)。
3.磁盤I/O行為更容易被預測。

缺點:

1.訪問數據庫的所有程序必須在同一主機上,且支持共享內存技術。
2.每個數據庫現在對應3個文件:<yourdb>.db,<yourdb>-wal,<yourdb>-shm。
3.當寫入數據達到GB級的時候,數據庫性能將下降。
4.3.7.0之前的SQLite無法識別啟用了WAL機制的數據庫文件。

四、WAL引入的兼容性問題

在啟用了WAL之后,數據庫文件格式的版本號由1升級到了2,因此,3.7.0之前的SQLite無法識別啟用了WAL機制的數據庫文件。

禁用WAL會使數據庫文件格式的版本號恢復到1,從而可以被SQLite 3.7.0之前的版本識別。

五、WAL引入的性能問題

在一般情況下,WAL會提高SQLite的事務性能;但是在某些極端情況下,卻會導致SQLite事務性能的下降。

1.在事務執行時間較長或者要修改的數據量達到GB級的時候,WAL文件會被占用,它會暫時阻止checkpoint的執行(checkpoint會清空WAL文件),這將導致WAL文件變得很大,增加尋址時間,最終導致讀寫性能的下降。
2.當checkpoint執行的時候,會降低當時的讀寫性能,因此,WAL可能會導致周期性的性能下降。

六、與WAL相關的PRAGMA和接口

復制代碼代碼如下:

PRAGMA journal_mode
PRAGMA wal_checkpoint
PRAGMA wal_autocheckpoint
sqlite3_wal_checkpoint
sqlite3_wal_autocheckpoint
sqlite3_wal_hook

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