掌握 Node.js SQLite：轻量级数据库解决方案 – wiki词典

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掌握 Node.js SQLite：轻量级数据库解决方案

在现代Web开发中，选择合适的数据库是项目成功的关键之一。对于许多应用场景，尤其是在需要零配置、嵌入式、高性能且轻量级存储解决方案时，SQLite 凭借其独特的优势脱颖而出。当与 Node.js 结合使用时，SQLite 提供了一个强大而便捷的本地数据管理工具。本文将深入探讨如何在 Node.js 环境中有效地掌握和使用 SQLite。

什么是 SQLite？

SQLite 是一个进程内的库，实现了自给自足的、无服务器的、零配置的、事务性的 SQL 数据库引擎。这意味着它不需要单独的服务器进程来运行，数据库直接存储在一个单一的文件中，这使得它非常适合于：

  • 本地开发和原型设计：快速启动，无需配置数据库服务器。
  • 桌面应用程序：如 Electron 应用，可以将数据存储在用户本地。
  • 小型网站或API：流量不大，对并发写入要求不高的场景。
  • 缓存和离线数据存储：作为应用内部的临时或持久化数据层。
  • 嵌入式设备：资源受限的环境。

为什么选择 Node.js 与 SQLite？

Node.js 以其非阻塞 I/O 模型和事件驱动的特性而闻名，非常适合处理并发请求。当与 SQLite 结合时，它提供了以下优势：

  1. 易于集成：通过 sqlite3 等 npm 包，可以轻松地将 SQLite 功能集成到 Node.js 应用中。
  2. 高性能：对于读取操作而言，SQLite 速度极快。对于并发写入，虽然不如传统客户端-服务器数据库，但在其设计的使用场景下表现卓越。
  3. 零管理开销：无需数据库管理员，无需复杂的安装和配置。
  4. 文件存储：整个数据库就是一个文件，便于备份、迁移和版本控制。

入门：安装与基本设置

首先，你需要安装 sqlite3 npm 包。这是 Node.js 中最常用且功能丰富的 SQLite 驱动之一。

bash
npm install sqlite3

接下来，我们创建一个简单的 Node.js 文件来连接数据库并执行一些基本操作。

“`javascript
// app.js
const sqlite3 = require(‘sqlite3’).verbose(); // verbose 模式会提供更详细的错误堆栈

// 1. 连接数据库（如果文件不存在则创建）
// ‘:memory:’ 表示在内存中创建临时数据库，应用关闭后数据丢失
const db = new sqlite3.Database(‘./mydb.sqlite’, (err) => {
if (err) {
console.error(‘数据库连接错误:’, err.message);
} else {
console.log(‘成功连接到 SQLite 数据库。’);
}
});

// 在所有操作完成后关闭数据库连接
process.on(‘exit’, () => {
db.close((err) => {
if (err) {
console.error(‘关闭数据库连接错误:’, err.message);
} else {
console.log(‘数据库连接已关闭。’);
}
});
});
“`

核心概念与操作

2. 创建表

使用 db.run() 方法执行 SQL 命令，通常用于非查询操作（如 CREATE, INSERT, UPDATE, DELETE）。

javascript
db.serialize(() => { // 确保命令按顺序执行
db.run(`CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (
id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
name TEXT NOT NULL,
email TEXT UNIQUE
)`, (err) => {
if (err) {
console.error('创建表错误:', err.message);
} else {
console.log('表 "users" 已创建或已存在。');
}
});
});

db.serialize() 方法确保回调函数中的所有操作都以串行方式执行，这对于初始化数据库或需要特定执行顺序的场景非常有用。

3. 插入数据

继续使用 db.run() 插入数据。使用占位符 ? 可以有效防止 SQL 注入攻击，并且是推荐的做法。

“`javascript
const name = ‘Alice’;
const email = ‘[email protected]’;

db.run(INSERT INTO users (name, email) VALUES (?, ?), [name, email], function(err) {
if (err) {
console.error(‘插入数据错误:’, err.message);
} else {
console.log(用户 ${name} 已插入，ID: ${this.lastID}); // this.lastID 获取最后插入的ID
}
});
“`

4. 查询数据

查询数据有多种方法：

  • db.get()：获取单行数据。
  • db.all()：获取所有符合条件的行。
  • db.each()：逐行处理查询结果，适用于处理大量数据时避免一次性加载到内存。

获取单行数据 (db.get)

javascript
const userId = 1;
db.get(`SELECT id, name, email FROM users WHERE id = ?`, [userId], (err, row) => {
if (err) {
console.error('查询单行数据错误:', err.message);
} else if (row) {
console.log(`查询到用户: ID ${row.id}, 姓名 ${row.name}, 邮箱 ${row.email}`);
} else {
console.log(`未找到 ID 为 ${userId} 的用户。`);
}
});

获取所有数据 (db.all)

javascript
db.all(`SELECT id, name, email FROM users`, [], (err, rows) => {
if (err) {
console.error('查询所有数据错误:', err.message);
} else {
console.log('所有用户:');
rows.forEach(row => {
console.log(`- ID ${row.id}, 姓名 ${row.name}, 邮箱 ${row.email}`);
});
}
});

5. 更新数据

使用 db.run() 更新数据。

“`javascript
const newEmail = ‘[email protected]’;
const userIdToUpdate = 1;

db.run(UPDATE users SET email = ? WHERE id = ?, [newEmail, userIdToUpdate], function(err) {
if (err) {
console.error(‘更新数据错误:’, err.message);
} else {
console.log(用户 ID ${userIdToUpdate} 的邮箱已更新。受影响行数: ${this.changes}); // this.changes 获取受影响的行数
}
});
“`

6. 删除数据

使用 db.run() 删除数据。

javascript
const userIdToDelete = 2; // 假设我们有另一个用户 ID
db.run(`DELETE FROM users WHERE id = ?`, [userIdToDelete], function(err) {
if (err) {
console.error('删除数据错误:', err.message);
} else {
console.log(`用户 ID ${userIdToDelete} 已删除。受影响行数: ${this.changes}`);
}
});

7. 事务 (Transactions)

事务确保一组操作要么全部成功，要么全部失败，维护数据一致性。SQLite 支持事务。

“`javascript
db.serialize(() => {
db.run(“BEGIN TRANSACTION;”); // 开始事务

// 执行一系列操作
db.run(INSERT INTO users (name, email) VALUES (?, ?), [‘Bob’, ‘[email protected]’], (err) => {
if (err) {
console.error(‘事务中插入错误:’, err.message);
db.run(“ROLLBACK;”); // 发生错误时回滚
return;
}
console.log(‘Bob 插入成功。’);
});

db.run(UPDATE users SET name = ? WHERE id = ?, [‘Alice Smith’, 1], (err) => {
if (err) {
console.error(‘事务中更新错误:’, err.message);
db.run(“ROLLBACK;”); // 发生错误时回滚
return;
}
console.log(‘Alice 更新成功。’);
});

db.run(“COMMIT;”, (err) => { // 提交事务
if (err) {
console.error(‘提交事务错误:’, err.message);
} else {
console.log(‘事务成功提交。’);
}
});
});
“`

最佳实践

  1. 错误处理：始终检查 err 参数。Node.js 的异步特性意味着错误不会通过 throw 抛出，而是通过回调函数传递。

  2. 异步编程：sqlite3 库默认使用回调函数。你可以将其包装成 Promise 或使用 async/await 以获得更清晰的代码结构。
    “`javascript
    // 包装成 Promise 的例子
    function runAsync(sql, params = []) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
    db.run(sql, params, function(err) {
    if (err) reject(err);
    else resolve(this); // this 包含 lastID 和 changes
    });
    });
    }

    async function createUser(name, email) {
    try {
    const result = await runAsync(INSERT INTO users (name, email) VALUES (?, ?), [name, email]);
    console.log(用户 ${name} 已插入，ID: ${result.lastID});
    } catch (err) {
    console.error(‘创建用户失败:’, err.message);
    }
    }

    createUser(‘Charlie’, ‘[email protected]’);
    ``
    3. **使用占位符**：避免拼接字符串来构建 SQL 查询，这可以防止 SQL 注入漏洞。
    4. **数据库连接管理**：在应用启动时打开数据库连接，并在应用关闭时（例如通过监听    process.on(‘exit’)）优雅地关闭它。避免频繁地打开和关闭连接。
    5. **Schema 管理**：对于生产环境应用，考虑使用数据库迁移工具（如    knex.js` 或自定义脚本）来管理数据库 schema 的版本和变更。
    6. 文件权限：确保 Node.js 进程有权读取和写入 SQLite 数据库文件及其所在目录。

替代方案：better-sqlite3

虽然 sqlite3 是一个优秀的异步库，但对于某些对性能有极致要求或更倾向于同步操作的场景，better-sqlite3 是一个值得考虑的替代品。它提供同步 API，通常在 Electron 或 CLI 工具中表现出色。

bash
npm install better-sqlite3

“`javascript
// better-sqlite3 示例
const Database = require(‘better-sqlite3’);
const dbSync = new Database(‘mydb_sync.sqlite’, { verbose: console.log }); // verbose 可以在控制台打印执行的SQL

try {
dbSync.exec(CREATE TABLE IF NOT EXISTS products (
id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
name TEXT NOT NULL,
price REAL
));
console.log(‘表 “products” 已创建或已存在。’);

const insert = dbSync.prepare(‘INSERT INTO products (name, price) VALUES (?, ?)’);
const info = insert.run(‘Laptop’, 1200.00);
console.log(产品 Laptop 已插入，ID: ${info.lastInsertRowid});

const row = dbSync.prepare(‘SELECT * FROM products WHERE id = ?’).get(1);
console.log(‘查询到产品:’, row);

} catch (err) {
console.error(‘better-sqlite3 操作错误:’, err.message);
} finally {
dbSync.close();
console.log(‘better-sqlite3 数据库连接已关闭。’);
}
“`

总结

SQLite 是一个功能强大且极具吸引力的轻量级数据库解决方案，尤其适合 Node.js 应用程序的特定需求。通过掌握 sqlite3 或 better-sqlite3 库，你可以轻松地在 Node.js 项目中实现高效、零配置的数据存储。无论是用于本地开发、桌面应用、小型 API 还是作为缓存层，SQLite 都能提供卓越的性能和简便性。在选择数据库时，理解 SQLite 的优势和适用场景，将帮助你构建更健壮、更高效的 Node.js 应用程序。

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