SQLite3 API 编程手册
前序：... 1
一、 版本... 1
二、 基本编译... 2
三、 SQLITE操作入门... 2
（1） 基本流程... 2
（2） SQL语句操作... 4
（3） 操作二进制... 8
（4） 事务处理... 10
四、 给数据库加密... 10
五、 后记... 25
前序：
Sqlite3 的确很好用。小巧、速度快。但是因为非微软的产品，帮助文档总觉得不够。这些天再次研究它，又有一些收获，这里把我对 sqlite3 的研究列出来，以备忘记。
这里要注明，我是一个跨平台专注者，并不喜欢只用 windows 平台。我以前的工作就是为 unix 平台写代码。下面我所写的东西，虽然没有验证，但是我已尽量不使用任何 windows 的东西，只使用标准 C 或标准C++。但是，我没有尝试过在别的系统、别的编译器下编译，因此下面的叙述如果不正确，则留待以后修改。
下面我的代码仍然用 VC 编写，因为我觉得VC是一个很不错的IDE，可以加快代码编写速度（例如配合 Vassist ）。下面我所说的编译环境，是VC2003。如果读者觉得自己习惯于 unix 下用 vi 编写代码速度较快，可以不用管我的说明，只需要符合自己习惯即可，因为我用的是标准 C 或 C++ 。不会给任何人带来不便。
一、 版本
从 www.sqlite.org 网站可下载到最新的 sqlite 代码和编译版本。我写此文章时，最新代码是 3.3.17 版本。
很久没有去下载 sqlite 新代码，因此也不知道 sqlite 变化这么大。以前很多文件，现在全部合并成一个 sqlite3.c 文件。如果单独用此文件，是挺好的，省去拷贝一堆文件还担心有没有遗漏。但是也带来一个问题：此文件太大，快接近7万行代码，VC开它整个机器都慢下来了。如果不需要改它代码，也就不需要打开 sqlite3.c 文件，机器不会慢。但是，下面我要写通过修改 sqlite 代码完成加密功能，那时候就比较痛苦了。如果个人水平较高，建议用些简单的编辑器来编辑，例如 UltraEdit 或 Notepad 。速度会快很多。
二、 基本编译
这个不想多说了，在 VC 里新建 dos 控制台空白工程，把 sqlite3.c 和 sqlite3.h 添加到工程，再新建一个 main.cpp 文件。在里面写:
extern "C"
{
#include "./sqlite3.h"
};
int main( int , char** )
{
sqlite3 * db = NULL; //声明sqlite关键结构指针
int result;
//打开数据库
//需要传入 db 这个指针的指针，因为 sqlite3_open 函数要为这个指针分配内存，还要让db指针指向这个内存区
result = sqlite3_open( “c://Dcg_database.db”, &db );
if( result != SQLITE_OK )
{
//数据库打开失败
return -1;
}
//数据库操作代码
//…
//数据库打开成功
//关闭数据库
sqlite3_close( db );
return 0;
}
这就是一次数据库操作过程。
（2） SQL语句操作
本节介绍如何用sqlite 执行标准 sql 语法。
i.1 执行sql语句
int sqlite3_exec(sqlite3*, const char *sql, sqlite3_callback, void *, char **errmsg );
这就是执行一条 sql 语句的函数。
第1个参数不再说了，是前面open函数得到的指针。说了是关键数据结构。
第2个参数const char *sql 是一条 sql 语句，以/0结尾。
第3个参数sqlite3_callback 是回调，当这条语句执行之后，sqlite3会去调用你提供的这个函数。（什么是回调函数，自己找别的资料学习）
第4个参数void * 是你所提供的指针，你可以传递任何一个指针参数到这里，这个参数最终会传到回调函数里面，如果不需要传递指针给回调函数，可以填NULL。等下我们再看回调函数的写法，以及这个参数的使用。
第5个参数char ** errmsg 是错误信息。注意是指针的指针。sqlite3里面有很多固定的错误信息。执行 sqlite3_exec 之后，执行失败时可以查阅这个指针（直接 printf(“%s/n”,errmsg)）得到一串字符串信息，这串信息告诉你错在什么地方。sqlite3_exec函数通过修改你传入的指针的指针，把你提供的指针指向错误提示信息，这样sqlite3_exec函数外面就可以通过这个 char*得到具体错误提示。
说明：通常，sqlite3_callback 和它后面的 void * 这两个位置都可以填 NULL。填NULL表示你不需要回调。比如你做 insert 操作，做 delete 操作，就没有必要使用回调。而当你做 select 时，就要使用回调，因为 sqlite3 把数据查出来，得通过回调告诉你查出了什么数据。
i.2 exec 的回调
typedef int (*sqlite3_callback)(void*,int,char**, char**);
你的回调函数必须定义成上面这个函数的类型。下面给个简单的例子：
int main( int , char ** )
{
sqlite3 * db;
int result;
char * errmsg = NULL;
char **dbResult; //是 char ** 类型，两个*号
int nRow, nColumn;
int i , j;
int index;
result = sqlite3_open( “c://Dcg_database.db”, &db );
if( result != SQLITE_OK )
{
//数据库打开失败
return -1;
}
//数据库操作代码
//假设前面已经创建了 MyTable_1 表
//开始查询，传入的 dbResult 已经是 char **，这里又加了一个 & 取地址符，传递进去的就成了 char ***
result = sqlite3_get_table( db, “select * from MyTable_1”, &dbResult, &nRow, &nColumn, &errmsg );
if( SQLITE_OK == result )
{
//查询成功
index = nColumn; //前面说过 dbResult 前面第一行数据是字段名称，从 nColumn 索引开始才是真正的数据
printf( “查到%d条记录/n”, nRow );
for( i = 0; i < nRow ; i++ )
{
printf( “第 %d 条记录/n”, i+1 );
for( j = 0 ; j < nColumn; j++ )
{
printf( “字段名:%s ß> 字段值:%s/n”, dbResult[j], dbResult [index] );
++index; // dbResult 的字段值是连续的，从第0索引到第 nColumn - 1索引都是字段名称，从第 nColumn 索引开始，后面都是字段值，它把一个二维的表（传统的行列表示法）用一个扁平的形式来表示
}
printf( “-------/n” );
}
}
//到这里，不论数据库查询是否成功，都释放 char** 查询结果，使用 sqlite 提供的功能来释放
sqlite3_free_table( dbResult );
//关闭数据库
sqlite3_close( db );
return 0;
}
到这个例子为止，sqlite3 的常用用法都介绍完了。
用以上的方法，再配上 sql 语句，完全可以应付绝大多数数据库需求。
但有一种情况，用上面方法是无法实现的：需要insert、select 二进制。当需要处理二进制数据时，上面的方法就没办法做到。下面这一节说明如何插入二进制数据
（2） 操作二进制
sqlite 操作二进制数据需要用一个辅助的数据类型：sqlite3_stmt * 。
这个数据类型记录了一个“sql语句”。为什么我把 “sql语句” 用双引号引起来？因为你可以把 sqlite3_stmt * 所表示的内容看成是 sql语句，但是实际上它不是我们所熟知的sql语句。它是一个已经把sql语句解析了的、用sqlite自己标记记录的内部数据结构。
正因为这个结构已经被解析了，所以你可以往这个语句里插入二进制数据。当然，把二进制数据插到 sqlite3_stmt 结构里可不能直接 memcpy ，也不能像 std::string 那样用 + 号。必须用 sqlite 提供的函数来插入。
i.1 写入二进制
下面说写二进制的步骤。
要插入二进制，前提是这个表的字段的类型是 blob 类型。我假设有这么一张表：
create table Tbl_2( ID integer, file_content blob )
首先声明
sqlite3_stmt * stat;
然后，把一个 sql 语句解析到 stat 结构里去：
sqlite3_prepare( db, “insert into Tbl_2( ID, file_content) values( 10, ? )”, -1, &stat, 0 );
上面的函数完成 sql 语句的解析。第一个参数跟前面一样，是个 sqlite3 * 类型变量，第二个参数是一个 sql 语句。
这个 sql 语句特别之处在于 values 里面有个 ? 号。在sqlite3_prepare函数里，?号表示一个未定的值，它的值等下才插入。
第三个参数我写的是-1，这个参数含义是前面 sql 语句的长度。如果小于0，sqlite会自动计算它的长度（把sql语句当成以/0结尾的字符串）。
第四个参数是 sqlite3_stmt 的指针的指针。解析以后的sql语句就放在这个结构里。
第五个参数我也不知道是干什么的。为0就可以了。
如果这个函数执行成功（返回值是 SQLITE_OK 且 stat 不为NULL ），那么下面就可以开始插入二进制数据。
sqlite3_bind_blob( stat, 1, pdata, (int)(length_of_data_in_bytes), NULL ); // pdata为数据缓冲区，length_of_data_in_bytes为数据大小，以字节为单位
这个函数一共有5个参数。
第1个参数：是前面prepare得到的 sqlite3_stmt * 类型变量。
第2个参数：?号的索引。前面prepare的sql语句里有一个?号，假如有多个?号怎么插入？方法就是改变 bind_blob 函数第2个参数。这个参数我写1，表示这里插入的值要替换 stat 的第一个?号（这里的索引从1开始计数，而非从0开始）。如果你有多个?号，就写多个 bind_blob 语句，并改变它们的第2个参数就替换到不同的?号。如果有?号没有替换，sqlite为它取值null。
第3个参数：二进制数据起始指针。
第4个参数：二进制数据的长度，以字节为单位。
第5个参数：是个析够回调函数，告诉sqlite当把数据处理完后调用此函数来析够你的数据。这个参数我还没有使用过，因此理解也不深刻。但是一般都填NULL，需要释放的内存自己用代码来释放。
bind完了之后，二进制数据就进入了你的“sql语句”里了。你现在可以把它保存到数据库里：
int result = sqlite3_step( stat );
通过这个语句，stat 表示的sql语句就被写到了数据库里。
最后，要把 sqlite3_stmt 结构给释放：
sqlite3_finalize( stat ); //把刚才分配的内容析构掉
i.2 读出二进制
下面说读二进制的步骤。
跟前面一样，先声明 sqlite3_stmt * 类型变量：
sqlite3_stmt * stat;
然后，把一个 sql 语句解析到 stat 结构里去：
sqlite3_prepare( db, “select * from Tbl_2”, -1, &stat, 0 );
当 prepare 成功之后（返回值是 SQLITE_OK ），开始查询数据。
int result = sqlite3_step( stat );
这一句的返回值是 SQLITE_ROW 时表示成功（不是 SQLITE_OK ）。
你可以循环执行 sqlite3_step 函数，一次 step 查询出一条记录。直到返回值不为 SQLITE_ROW 时表示查询结束。
然后开始获取第一个字段：ID 的值。ID是个整数，用下面这个语句获取它的值：
int id = sqlite3_column_int( stat, 0 ); //第2个参数表示获取第几个字段内容，从0开始计算，因为我的表的ID字段是第一个字段，因此这里我填0
下面开始获取 file_content 的值，因为 file_content 是二进制，因此我需要得到它的指针，还有它的长度：
const void * pFileContent = sqlite3_column_blob( stat, 1 );
int len = sqlite3_column_bytes( stat, 1 );
这样就得到了二进制的值。
把 pFileContent 的内容保存出来之后，不要忘了释放 sqlite3_stmt 结构：
sqlite3_finalize( stat ); //把刚才分配的内容析构掉
i.3 重复使用 sqlite3_stmt 结构
如果你需要重复使用 sqlite3_prepare 解析好的 sqlite3_stmt 结构，需要用函数： sqlite3_reset。
result = sqlite3_reset(stat);
这样， stat 结构又成为 sqlite3_prepare 完成时的状态，你可以重新为它 bind 内容。
（4） 事务处理
sqlite 是支持事务处理的。如果你知道你要同步删除很多数据，不仿把它们做成一个统一的事务。
通常一次 sqlite3_exec 就是一次事务，如果你要删除1万条数据，sqlite就做了1万次：开始新事务->删除一条数据->提交事务->开始新事务->… 的过程。这个操作是很慢的。因为时间都花在了开始事务、提交事务上。
你可以把这些同类操作做成一个事务，这样如果操作错误，还能够回滚事务。
事务的操作没有特别的接口函数，它就是一个普通的 sql 语句而已：
分别如下：
#ifdef SQLITE_HAS_CODEC
#define CRYPT_OFFSET 8
typedef struct _CryptBlock
{
BYTE* ReadKey; // 读数据库和写入事务的密钥
BYTE* WriteKey; // 写入数据库的密钥
int PageSize; // 页的大小
BYTE* Data;
} CryptBlock, *LPCryptBlock;
#ifndef DB_KEY_LENGTH_BYTE
#define DB_KEY_LENGTH_BYTE 16
#endif
#ifndef DB_KEY_PADDING
#define DB_KEY_PADDING 0x33
#endif
void sqlite3CodecGetKey(sqlite3* db, int nDB, void** Key, int* nKey)
{
return ;
}
int sqlite3CodecAttach(sqlite3 *db, int nDb, const void *pKey, int nKeyLen);
void sqlite3_activate_see(const char* right )
{
return;
}
int sqlite3_key(sqlite3 *db, const void *pKey, int nKey);
int sqlite3_rekey(sqlite3 *db, const void *pKey, int nKey);
// 从用户提供的缓冲区中得到一个加密密钥
// 用户提供的密钥可能位数上满足不了要求，使用这个函数来完成密钥扩展
static unsigned char * DeriveKey(const void *pKey, int nKeyLen);
//创建或更新一个页的加密算法索引.此函数会申请缓冲区.
static LPCryptBlock CreateCryptBlock(unsigned char* hKey, Pager *pager, LPCryptBlock pExisting);
//加密/解密函数, 被pager调用
void * sqlite3Codec(void *pArg, unsigned char *data, Pgno nPageNum, int nMode);
//设置密码函数
int __stdcall sqlite3_key_interop(sqlite3 *db, const void *pKey, int nKeySize);
// 修改密码函数
int __stdcall sqlite3_rekey_interop(sqlite3 *db, const void *pKey, int nKeySize);
//销毁一个加密块及相关的缓冲区,密钥.
static void DestroyCryptBlock(LPCryptBlock pBlock);
static void * sqlite3pager_get_codecarg(Pager *pPager);
void sqlite3pager_set_codec(Pager *pPager,void *(*xCodec)(void*,void*,Pgno,int),void *pCodecArg );
//加密/解密函数, 被pager调用
void * sqlite3Codec(void *pArg, unsigned char *data, Pgno nPageNum, int nMode)
{
LPCryptBlock pBlock = (LPCryptBlock)pArg;
unsigned int dwPageSize = 0;
if (!pBlock) return data;
// 确保pager的页长度和加密块的页长度相等.如果改变,就需要调整.
if (nMode != 2)
{
PgHdr *pageHeader;
pageHeader = DATA_TO_PGHDR(data);
if (pageHeader->pPager->pageSize != pBlock->PageSize)
{
CreateCryptBlock(0, pageHeader->pPager, pBlock);
}
}
switch(nMode)
{
case 0: // Undo a "case 7" journal file encryption
case 2: //重载一个页
case 3: //载入一个页
if (!pBlock->ReadKey) break;
dwPageSize = pBlock->PageSize;
My_DeEncrypt_Func(data, dwPageSize, pBlock->ReadKey, DB_KEY_LENGTH_BYTE );
break;
case 6: //加密一个主数据库文件的页
if (!pBlock->WriteKey) break;
memcpy(pBlock->Data CRYPT_OFFSET, data, pBlock->PageSize);
data = pBlock->Data CRYPT_OFFSET;
dwPageSize = pBlock->PageSize;
My_Encrypt_Func(data , dwPageSize, pBlock->WriteKey, DB_KEY_LENGTH_BYTE );
break;
case 7: //加密事务文件的页
if (!pBlock->ReadKey) break;
memcpy(pBlock->Data CRYPT_OFFSET, data, pBlock->PageSize);
data = pBlock->Data CRYPT_OFFSET;
dwPageSize = pBlock->PageSize;
My_Encrypt_Func( data, dwPageSize, pBlock->ReadKey, DB_KEY_LENGTH_BYTE );
break;
}
return data;
}
//
销毁一个加密块及相关的缓冲区,密钥.
static void DestroyCryptBlock(LPCryptBlock pBlock)
{
//销毁读密钥.
if (pBlock->ReadKey){
sqliteFree(pBlock->ReadKey);
}
//如果写密钥存在并且不等于读密钥,也销毁.
if (pBlock->WriteKey && pBlock->WriteKey != pBlock->ReadKey){
sqliteFree(pBlock->WriteKey);
}
if(pBlock->Data){
sqliteFree(pBlock->Data);
}
//释放加密块.
sqliteFree(pBlock);
}
static void * sqlite3pager_get_codecarg(Pager *pPager)
{
return (pPager->xCodec) ? pPager->pCodecArg: NULL;
}
// 从用户提供的缓冲区中得到一个加密密钥
static unsigned char * DeriveKey(const void *pKey, int nKeyLen)
{
unsigned char * hKey = NULL;
int j;
if( pKey == NULL || nKeyLen == 0 )
{
return NULL;
}
hKey = sqliteMalloc( DB_KEY_LENGTH_BYTE 1 );
if( hKey == NULL )
{
return NULL;
}
hKey[ DB_KEY_LENGTH_BYTE ] = 0;
if( nKeyLen < DB_KEY_LENGTH_BYTE )
{
memcpy( hKey, pKey, nKeyLen ); //先拷贝得到密钥前面的部分
j = DB_KEY_LENGTH_BYTE - nKeyLen;
//补充密钥后面的部分
memset( hKey nKeyLen, DB_KEY_PADDING, j );
}
else
{ //密钥位数已经足够,直接把密钥取过来
memcpy( hKey, pKey, DB_KEY_LENGTH_BYTE );
}
return hKey;
}
//创建或更新一个页的加密算法索引.此函数会申请缓冲区.
static LPCryptBlock CreateCryptBlock(unsigned char* hKey, Pager *pager, LPCryptBlock pExisting)
{
LPCryptBlock pBlock;
if (!pExisting) //创建新加密块
{
pBlock = sqliteMalloc(sizeof(CryptBlock));
memset(pBlock, 0, sizeof(CryptBlock));
pBlock->ReadKey = hKey;
pBlock->WriteKey = hKey;
pBlock->PageSize = pager->pageSize;
pBlock->Data = (unsigned char*)sqliteMalloc(pBlock->PageSize CRYPT_OFFSET);
}
else //更新存在的加密块
{
pBlock = pExisting;
if ( pBlock->PageSize != pager->pageSize && !pBlock->Data){
sqliteFree(pBlock->Data);
pBlock->PageSize = pager->pageSize;
pBlock->Data = (unsigned char*)sqliteMalloc(pBlock->PageSize CRYPT_OFFSET);
}
}
memset(pBlock->Data, 0, pBlock->PageSize CRYPT_OFFSET);
return pBlock;
}
void sqlite3pager_set_codec(
Pager *pPager,
void *(*xCodec)(void*,void*,Pgno,int),
void *pCodecArg
)
{
pPager->xCodec = xCodec;
pPager->pCodecArg = pCodecArg;
}
int sqlite3_key(sqlite3 *db, const void *pKey, int nKey)
{
return sqlite3_key_interop(db, pKey, nKey);
}
int sqlite3_rekey(sqlite3 *db, const void *pKey, int nKey)
{
return sqlite3_rekey_interop(db, pKey, nKey);
}
int sqlite3CodecAttach(sqlite3 *db, int nDb, const void *pKey, int nKeyLen)
{
int rc = SQLITE_ERROR;
unsigned char* hKey = 0;
//如果没有指定密匙,可能标识用了主数据库的加密或没加密.
if (!pKey || !nKeyLen)
{
if (!nDb)
{
return SQLITE_OK; //主数据库, 没有指定密钥所以没有加密.
}
else //附加数据库,使用主数据库的密钥.
{
//获取主数据库的加密块并复制密钥给附加数据库使用
LPCryptBlock pBlock = (LPCryptBlock)sqlite3pager_get_codecarg(sqlite3BtreePager(db->aDb[0].pBt));
if (!pBlock) return SQLITE_OK; //主数据库没有加密
if (!pBlock->ReadKey) return SQLITE_OK; //没有加密
memcpy(pBlock->ReadKey, &hKey, 16);
}
}
else //用户提供了密码,从中创建密钥.
{
hKey = DeriveKey(pKey, nKeyLen);
}
//创建一个新的加密块,并将解码器指向新的附加数据库.
if (hKey)
{
LPCryptBlock pBlock = CreateCryptBlock(hKey, sqlite3BtreePager(db->aDb[nDb].pBt), NULL);
sqlite3pager_set_codec(sqlite3BtreePager(db->aDb[nDb].pBt), sqlite3Codec, pBlock);
rc = SQLITE_OK;
}
return rc;
}
// Changes the encryption key for an existing database.
int __stdcall sqlite3_rekey_interop(sqlite3 *db, const void *pKey, int nKeySize)
{
Btree *pbt = db->aDb[0].pBt;
Pager *p = sqlite3BtreePager(pbt);
LPCryptBlock pBlock = (LPCryptBlock)sqlite3pager_get_codecarg(p);
unsigned char * hKey = DeriveKey(pKey, nKeySize);
int rc = SQLITE_ERROR;
if (!pBlock && !hKey) return SQLITE_OK;
//重新加密一个数据库,改变pager的写密钥, 读密钥依旧保留.
if (!pBlock) //加密一个未加密的数据库
{
pBlock = CreateCryptBlock(hKey, p, NULL);
pBlock->ReadKey = 0; // 原始数据库未加密
sqlite3pager_set_codec(sqlite3BtreePager(pbt), sqlite3Codec, pBlock);
}
else // 改变已加密数据库的写密钥
{
pBlock->WriteKey = hKey;
}
// 开始一个事务
rc = sqlite3BtreeBeginTrans(pbt, 1);
if (!rc)
{
// 用新密钥重写所有的页到数据库。
Pgno nPage = sqlite3PagerPagecount(p);
Pgno nSkip = PAGER_MJ_PGNO(p);
void *pPage;
Pgno n;
for(n = 1; rc == SQLITE_OK && n <= nPage; n )
{
if (n == nSkip) continue;
rc = sqlite3PagerGet(p, n, &pPage);
if(!rc)
{
rc = sqlite3PagerWrite(pPage);
sqlite3PagerUnref(pPage);
}
}
}
// 如果成功，提交事务。
if (!rc)
{
rc = sqlite3BtreeCommit(pbt);
}
// 如果失败，回滚。
if (rc)
{
sqlite3BtreeRollback(pbt);
}
// 如果成功，销毁先前的读密钥。并使读密钥等于当前的写密钥。
if (!rc)
{
if (pBlock->ReadKey)
{
sqliteFree(pBlock->ReadKey);
}
pBlock->ReadKey = pBlock->WriteKey;
}
else// 如果失败，销毁当前的写密钥，并恢复为当前的读密钥。
{
if (pBlock->WriteKey)
{
sqliteFree(pBlock->WriteKey);
}
pBlock->WriteKey = pBlock->ReadKey;
}
// 如果读密钥和写密钥皆为空，就不需要再对页进行编解码。
// 销毁加密块并移除页的编解码器
if (!pBlock->ReadKey && !pBlock->WriteKey)
{
sqlite3pager_set_codec(p, NULL, NULL);
DestroyCryptBlock(pBlock);
}
return rc;
}
int __stdcall sqlite3_key_interop(sqlite3 *db, const void *pKey, int nKeySize)
{
return sqlite3CodecAttach(db, 0, pKey, nKeySize);
}
// 释放与一个页相关的加密块
void sqlite3pager_free_codecarg(void *pArg)
{
if (pArg)
DestroyCryptBlock((LPCryptBlock)pArg);
}
#endif //#ifdef SQLITE_HAS_CODEC