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 <http://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** )

{

return 0;

}

为什么要 extern “C”？如果问这个问题，我不想说太多，这是C++的基础。要在

C++ 里使用一段 C 的代码，必须要用extern “C” 括起来。C++跟 C虽然语法上有

重叠，但是它们是两个不同的东西，内存里的布局是完全不同的，在C++编译器里

不用extern “C”括起C代码，会导致编译器不知道该如何为 C 代码描述内存布局。

可能在 sqlite3.c 里人家已经把整段代码都 extern “C”括起来了，但是你遇到

一个 .c 文件就自觉的再括一次，也没什么不好。

基本工程就这样建立起来了。编译，可以通过。但是有一堆的 warning。可以不管它。

三、sqlITE操作入门

sqlite提供的是一些C函数接口，你可以用这些函数操作数据库。通过使用这些接

口，传递一些标准 sql 语句（以 char * 类型）给 sqlite 函数，sqlite 就会为

你操作数据库。

sqlite 跟MS的access一样是文件型数据库，就是说，一个数据库就是一个文件，

此数据库里可以建立很多的表，可以建立索引、触发器等等，但是，它实际上得到

的就是一个文件。备份这个文件就备份了整个数据库。

sqlite 不需要任何数据库引擎，这意味着如果你需要 sqlite 来保存一些用户数

据，甚至都不需要安装数据库

(如果你做个小软件还要求人家必须装了sqlserver才能运行，那也太黑心了)。

下面开始介绍数据库基本操作。

1、基本流程

（1） 关键数据结构

sqlite 里最常用到的是 sqlite3 * 类型。从数据库打开开始，sqlite就要为这个

类型准备好内存，直到数据库关闭，整个过程都需要用到这个类型。当数据库打开

时开始，这个类型的变量就代表了你要操作的数据库。下面再详细介绍。

（2） 打开数据库

intsqlite3_open( 文件名,sqlite3** );用这个函数开始数据库操作。

需要传入两个参数，一是数据库文件名，比如：c:\\DongChunGuang_Database.db。文件名不需要一定存在，如果此文件不存在，sqlite 会自动建立它。如果它存在，就尝试把它当数据库文件来打开。

sqlite3 ** 参数即前面提到的关键数据结构。这个结构底层细节如何，你不要关它。

函数返回值表示操作是否正确，如果是 sqlITE_OK 则表示操作正常。相关的返回

值sqlite定义了一些宏。具体这些宏的含义可以参考 sqlite3.h 文件。里面有详

细定义（顺便说一下，sqlite3的代码注释率自称是非常高的，实际上也的确很

高。只要你会看英文，sqlite可以让你学到不少东西）。

下面介绍关闭数据库后，再给一段参考代码。

（3） 关闭数据库

intsqlite3_close(sqlite3 *);

前面如果用 sqlite3_open 开启了一个数据库，结尾时不要忘了用这个函

数关闭数据库。

下面给段简单的代码：

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。

（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。

（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：

//sqlite3的回调函数

// sqlite 每查到一条记录，就调用一次这个回调

int LoadMyInfo( void * para,int n_column,char ** column_value,char ** column_name )

{

//para是你在sqlite3_exec 里传入的 void * 参数

//通过para参数，你可以传入一些特殊的指针（比如类指针、结构指针），然后在这里面强制转换成对应的类型（这里面是void*类型，必须强制转换成你的类型才可用）。然后操作这些数据

//n_column是这一条记录有多少个字段 (即这条记录有多少列)

// char **column_value 是个关键值，查出来的数据都保存在这里，它实际上是个1维数组（不要以为是2维数组），每一个元素都是一个 char * 值，是一个字段内容（用字符串来表示，以\0结尾）

//char ** column_name跟 column_value是对应的，表示这个字段的字段名称

//这里，我不使用 para 参数。忽略它的存在.

int i;

printf( “记录包含 %d 个字段\n”,n_column );

for( i = 0 ; i< n_column; i ++ )

{

printf( “字段名:%s ?> 字段值:%s\n”,column_name[i],column_value[i] );

}

printf( “------------------\n“ );

return 0;

}

int main( int,char ** )

{

sqlite3 * db;

int result;

char * errmsg = NULL;

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

//创建一个测试表，表名叫 MyTable_1，有2个字段： ID 和 name。其中ID是一个自动增加的类型，以后insert时可以不去指定这个字段，它会自己从0开始增加

result = sqlite3_exec( db,“create tableMyTable_1( ID integer primary key autoincrement,name nvarchar(32) )”,NULL,errmsg );

if(result != sqlITE_OK )

{

printf( “创建表失败，错误码:%d，错误原因:%s\n”,result,errmsg );

}

//插入一些记录

result = sqlite3_exec( db,“insert into MyTable_1( name )values ( ‘走路’ )”,errmsg );

if(result != sqlITE_OK )

{

printf( “插入记录失败，错误码:%d，错误原因:%s\n”,errmsg );

}

result = sqlite3_exec( db,“insert into MyTable_1( name )values ( ‘骑单车’ )”,errmsg );

if(result != sqlITE_OK )

{

printf( “插入记录失败，错误码:%d，错误原因:%s\n”,errmsg );

}

result = sqlite3_exec( db,“insert into MyTable_1( name )values ( ‘坐汽车’ )”,errmsg );

}

//开始查询数据库

result = sqlite3_exec( db,“select * fromMyTable_1”,LoadMyInfo,errmsg );

//关闭数据库

sqlite3_close( db );

return 0;

}

通过上面的例子，应该可以知道如何打开一个数据库，如何做数据库基本操作。

有这些知识，基本上可以应付很多数据库操作了。

（3） 不使用回调查询数据库

上面介绍的sqlite3_exec 是使用回调来执行select 操作。还有一个方法可以直接查询而不需要回调。但是，我个人感觉还是回调好，因为代码可以更加整齐，只不过用回调很麻烦，你得声明一个函数，如果这个函数是类成员函数，你还不得不把它声明成 static 的（要问为什么？这又是C++基础了。C++成员函数实际上隐藏了一个参数：this，C++调用类的成员函数的时候，隐含把类指针当成函数的第一个参数传递进去。结果，这造成跟前面说的 sqlite 回调函数的参数不相符。只有当把成员函数声明成 static 时，它才没有多余的隐含的this参数）。

虽然回调显得代码整齐，但有时候你还是想要非回调的 select 查询。这可以通过 sqlite3_get_table 函数做到。

int sqlite3_get_table(sqlite3*,const char*sql,char ***resultp,int *nrow,int *ncolumn,char **errmsg );

第1个参数不再多说，看前面的例子。

第2个参数是 sql 语句，跟 sqlite3_exec 里的 sql 是一样的。是一个很普通的以\0结尾的char *字符串。

第3个参数是查询结果，它依然一维数组（不要以为是二维数组，更不要以为是三维数组）。它内存布局是：第一行是字段名称，后面是紧接着是每个字段的值。下面用例子来说事。

第4个参数是查询出多少条记录（即查出多少行）。

第5个参数是多少个字段（多少列）。

第6个参数是错误信息，跟前面一样，这里不多说了。

下面给个简单例子:

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 ?> 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

3、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。

（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 接口把一条sql语句编译成字节码留给后面的执行函数. 使用该接口访问数据库是当前比较好的的一种方法.

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：

虚拟机执行字节码，执行过程是一个步进(stepwise)的过程，每一步(step)由sqlite3_step()启动，并由VDBE（sqlite虚拟机）执行一段字节 码。由sqlite3_prepare编译字节代码，并由sqlite3_step()启动虚拟机执行。在遍历结果集的过程中，它返回sqlITE_ROW，当到达结果末尾时，返回sqlITE_DONE

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

（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”,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

（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：

int result;

result =sqlite3_exec( db,"begin transaction",&zErrorMsg ); //开始一个事务

result =sqlite3_exec( db,"commit transaction",&zErrorMsg ); //提交事务

result =sqlite3_exec( db,"rollback transaction",&zErrorMsg ); //回滚事务

（3） 补充

基本上，使用sqlite3_open,sqlite3_close,sqlite3_exec这三个函数，可以完成大大部分的工作。但还不完善。上面的例子中，都是直接以sql语句的形式来操作数据库，这样很容易被注入。所以有必要使用sql参数。

sqlite3_prepare

sqlite3_bind_*

sqlite3_step

sqlite3_column_*

struct sqlite3_stmt

sqlite3_finalize

sqlite3_prepare用来编译sql语句。sql语句被执行之前，必须先编译成字节码。S

qlite3_stmt是一个结构体，表示sql语句编译后的字节码。

sqlite3_step用来执行编译后的sql语句。

sqlite3_bind_*用于将sql参数绑定到sql语句。

sqlite3_column_*用于从查询的结果中获取数据。

sqlite3_finalize用来释放sqlite3_stmt对象。

代码最能说明函数的功能，

下面就用一个例子来演示吧~~

//----------------------------------------------

//sqlite3_prepare,sqlite3_bind_*,

//sqlite3_step,sqlite3_column_*,

//sqlite3_column_type

//sqlite3_stmt,sqlite3_finalize,sqlite3_reset

//查询

// ----------------------------------------------

sqlite3 *conn = NULL;

sqlite3_stmt *stmt = NULL;

const char *err_msg = NULL;

// 列数据类型

char col_types[][10] = { "","Integer","Float","Text","Blob","NULL"};

sqlite3_open("test.db",&conn);

sqlite3_prepare(conn,"SELECT * FROM[test_for_cpp] WHERE [id]>?",&stmt,&err_msg);

sqlite3_bind_int(stmt,5);

while (sqlITE_ROW == sqlite3_step(stmt))

{

int col_count = sqlite3_column_count(stmt); // 结果集中列的数量

const char *col_0_name = sqlite3_column_name(stmt,0); // 获取列名

int id = sqlite3_column_int(stmt,0);

int id_type = sqlite3_column_type(stmt,0); // 获取列数据类型

const char *col_2_name = sqlite3_column_name(stmt,2);

int age = sqlite3_column_int(stmt,2);

int age_type = sqlite3_column_type(stmt,2);

const char *col_1_name = sqlite3_column_name(stmt,1);

char name[80];

strncpy(name,(const char *)sqlite3_column_text(stmt,1),80);

int name_type = sqlite3_column_type(stmt,1);

// 打印结果

printf("col_count: %d,%s = %d(%s),%s = %s(%s),%s = %d(%s)\n",

col_count,col_0_name,id,col_types[id_type],col_2_name,name,

col_types[name_type],col_1_name,age,col_types[age_type]);

}

sqlite3_finalize(stmt); // 释放sqlite3_stmt

sqlite3_close(conn);

这段代码查询id号大于5的所有记录，并显示到控制台，最后效果为

sqlite c/c++ api 学习 - stanfordxu - stanfordxu的博客其他函数

在上面的例子中，还使用了其他的一些函数，如：

sqlite3_column_count用于获取结果集中列的数量；

sqlite3_column_name用于获取列的名称；

sqlite3_column_type用于获取列的数据类型；

sqlite3_errcode用于获取最近一次操作出错的错误代码；

sqlite3_errmsg用

于获取最近一次操作出错的错误说明。 sqlite的api中还有很多的函数，有了上面的基础，相信你通过查询官方的文档，能迅速掌握本文未介绍的api。

字符串编码

在官网上查看sqlite的api的时候，发现有很同函数的名称都非常相似，只是最后添加了”_16”，如：sqlite3_open和 sqlite3_open16,sqlite3_errmsg和sqlite3_errmsg16，等等。其实添加了”16”后缀的函数，主要用于支持utf-16编码的字符串。如 sqlite3_open16可以接收utf-16编码的数据库路径。

在sourceforge上，有一个开源的项目sqlitex，它封装了这些api，使对sqlite数据库的操作更加方便。sqlitex的源代码非常的简单，感兴趣的同学可以下载下来自己研究。

/////////////////////////////////////////////////// 另外一个代码///////////////////////////////////////////////

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include "sqlite3.h"

#include <string.h>

int main(int argc,char **argv)

{

int rc,i,ncols;

sqlite3 *db;

sqlite3_stmt *stmt;

char *sql;

const char *tail;

//打开数据

rc = sqlite3_open("foods.db",&db);

if(rc) {

fprintf(stderr,"Can't open database: %s\n",

sqlite3_errmsg(db));

sqlite3_close(db);

exit(1);

}

sql = "select * from episodes";

//预处理

rc = sqlite3_prepare(db,sql,(int)strlen(sql),&tail);

if(rc != sqlITE_OK) {

fprintf(stderr,"sql error: %s\n",sqlite3_errmsg(db));

}

rc = sqlite3_step(stmt);

ncols = sqlite3_column_count(stmt);

while(rc == sqlITE_ROW) {

for(i=0; i < ncols; i++) {

fprintf(stderr,"'%s' ",sqlite3_column_text(stmt,i));

}

fprintf(stderr,"\n");

rc = sqlite3_step(stmt);

}

//释放statement

sqlite3_finalize(stmt);

//关闭数据库

sqlite3_close(db);

return 0;

//=====================================================================

一、、 给数据库加密

前面所说的内容网上已经有很多资料，虽然比较零散，但是花点时间也还是可以找到的。现在要说的这个——数据库加密，资料就很难找。也可能是我操作水平不够，找不到对应资料。但不管这样，我还是通过网上能找到的很有限的资料，探索出了给sqlite数据库加密的完整步骤。

这里要提一下，虽然sqlite 很好用，速度快、体积小巧。但是它保存的文件却是明文的。若不信可以用 NotePad 打开数据库文件瞧瞧，里面 insert 的内容几乎一览无余。这样赤裸裸的展现自己，可不是我们的初衷。当然，如果你在嵌入式系统、智能手机上使用 sqlite，最好是不加密，因为这些系统运算能力有限，你做为一个新功能提供者，不能把用户有限的运算能力全部花掉。

sqlite为了速度而诞生。因此sqlite本身不对数据库加密，要知道，如果你选择标准AES算法加密，那么一定有接近50%的时间消耗在加解密算法上，甚至更多（性能主要取决于你算法编写水平以及你是否能使用cpu提供的底层运算能力，比如MMX或sse系列指令可以大幅度提升运算速度）。

sqlite免费版本是不提供加密功能的，当然你也可以选择他们的收费版本，那你得支付2000块钱，而且是USD。我这里也不是说支付钱不好，如果只为了数据库加密就去支付2000块，我觉得划不来。因为下面我将要告诉你如何为免费的sqlite扩展出加密模块——自己动手扩展，这是sqlite允许，也是它提倡的。

那么，就让我们一起开始为sqlite3.c 文件扩展出加密模块。

i.1必要的宏

通过阅读 sqlite 代码（当然没有全部阅读完，6万多行代码，没有一行是我习惯的风格，我可没那么多眼神去看），我搞清楚了两件事：

sqlite是支持加密扩展的；

需要 #define 一个宏才能使用加密扩展。

这个宏就是 sqlITE_HAS_CODEC。

你在代码最前面（也可以在sqlite3.h 文件第一行）定义：

#ifndef sqlITE_HAS_CODEC

#define sqlITE_HAS_CODEC

#endif

如果你在代码里定义了此宏，但是还能够正常编译，那么应该是操作没有成功。因为你应该会被编译器提示有一些函数无法链接才对。如果你用的是 VC 2003，你可以在“解决方案”里右键点击你的工程，然后选“属性”，找到“C/C++”，再找到“命令行”，在里面手工添加“/D "sqlITE_HAS_CODEC"”。

定义了这个宏，一些被sqlite 故意屏蔽掉的代码就被使用了。这些代码就是加解密的接口。

尝试编译，vc会提示你有一些函数无法链接，因为找不到他们的实现。

如果你也用的是VC2003，那么会得到下面的提示：

error LNK2019: 无法解析的外部符号 _sqlite3CodecGetKey ，该符号在函数 _attachFunc 中被引用

error LNK2019: 无法解析的外部符号 _sqlite3CodecAttach ，该符号在函数 _attachFunc 中被引用

error LNK2019: 无法解析的外部符号 _sqlite3_activate_see ，该符号在函数 _sqlite3Pragma 中被引用

error LNK2019: 无法解析的外部符号 _sqlite3_key ，该符号在函数 _sqlite3Pragma 中被引用

fatal error LNK1120: 4 个无法解析的外部命令

这是正常的，因为sqlite只留了接口而已，并没有给出实现。

下面就让我来实现这些接口。

i.2自己实现加解密接口函数

如果真要我从一份www.sqlite.org 网上down下来的 sqlite3.c 文件，直接摸索出这些接口的实现，我认为我还没有这个能力。

好在网上还有一些代码已经实现了这个功能。通过参照他们的代码以及不断编译中vc给出的错误提示，最终我把整个接口整理出来。

实现这些预留接口不是那么容易，要重头说一次怎么回事很困难。我把代码都写好了，直接把他们按我下面的说明拷贝到 sqlite3.c 文件对应地方即可。我在下面也提供了sqlite3.c 文件，可以直接参考或取下来使用。

这里要说一点的是，我另外新建了两个文件：crypt.c和crypt.h。

其中crypt.h如此定义：

#ifndefDCG_sqlITE_CRYPT_FUNC_

#defineDCG_sqlITE_CRYPT_FUNC_

/***********

董淳光写的 sqlITE 加密关键函数库

***********/

/***********

关键加密函数

***********/

int My_Encrypt_Func( unsigned char * pData,unsigned int data_len,const char * key,unsigned int len_of_key );

/***********

关键解密函数

***********/

int My_DeEncrypt_Func( unsigned char *pData,unsigned int len_of_key );

#endif

其中的 crypt.c 如此定义：

#include "./crypt.h"

#include "memory.h"

/***********

关键加密函数

***********/

int My_Encrypt_Func( unsigned char * pData,unsigned int len_of_key )

{

return 0;

}

/***********

关键解密函数

***********/

int My_DeEncrypt_Func( unsigned char *pData,unsigned int len_of_key )

{

return 0;

}

这个文件很容易看，就两函数，一个加密一个解密。传进来的参数分别是待处理的数据、数据长度、密钥、密钥长度。

处理时直接把结果作用于pData 指针指向的内容。

你需要定义自己的加解密过程，就改动这两个函数，其它部分不用动。扩展起来很简单。

这里有个特点，data_len一般总是 1024 字节。正因为如此，你可以在你的算法里使用一些特定长度的加密算法，比如AES要求被加密数据一定是128位（16字节）长。这个1024不是碰巧，而是 sqlite的页定义是1024字节，在sqlite3.c文件里有定义:

# define sqlITE_DEFAULT_PAGE_SIZE 1024

你可以改动这个值，不过还是建议没有必要不要去改它。

上面写了两个扩展函数，如何把扩展函数跟 sqlite 挂接起来，这个过程说起来比较麻烦。我直接贴代码。

分3个步骤。

首先，在 sqlite3.c文件顶部，添加下面内容：

#ifdef sqlITE_HAS_CODEC

#include "./crypt.h"

/***********

用于在 sqlite3 最后关闭时释放一些内存

***********/

void sqlite3pager_free_codecarg(void*pArg);

#endif

这个函数之所以要在sqlite3.c 开头声明，是因为下面在sqlite3.c 里面某些函数里要插入这个函数调用。所以要提前声明。

其次，在sqlite3.c文件里搜索“sqlite3PagerClose”函数，要找到它的实现代码（而不是声明代码）。

实现代码里一开始是：

#ifdef sqlITE_ENABLE_MEMORY_MANAGEMENT

/*A malloc() cannot fail in sqlite3ThreadData() as one or more calls to

**malloc() must have already been made by this thread before it gets

**to this point. This means the ThreadData must have been allocated already

**so that ThreadData.nAlloc can be set.

*/

ThreadData *pTsd = sqlite3ThreadData();

assert( pPager );

assert( pTsd && pTsd->nAlloc );

#endif

需要在这部分后面紧接着插入：

#ifdef sqlITE_HAS_CODEC

sqlite3pager_free_codecarg(pPager->pCodecArg);

#endif

这里要注意，sqlite3PagerClose函数大概也是 3.3.17版本左右才改名的，以前版本里是叫 “sqlite3pager_close”。因此你在老版本sqlite代码里搜索“sqlite3PagerClose”是搜不到的。

类似的还有“sqlite3pager_get”、“sqlite3pager_unref”、“sqlite3pager_write”、“sqlite3pager_pagecount”等都是老版本函数，它们在 pager.h 文件里定义。新版本对应函数是在 sqlite3.h 里定义（因为都合并到 sqlite3.c和sqlite3.h两文件了）。所以，如果你在使用老版本的sqlite，先看看 pager.h 文件，这些函数不是消失了，也不是新蹦出来的，而是老版本函数改名得到的。

最后，往sqlite3.c 文件下找。找到最后一行：

/************** End of main.c************************************************/

在这一行后面，接上本文最下面的代码段。

这些代码很长，我不再解释，直接接上去就得了。

唯一要提的是DeriveKey 函数。这个函数是对密钥的扩展。比如，你要求密钥是128位，即是16字节，但是如果用户只输入 1个字节呢？2个字节呢？或输入50个字节呢？你得对密钥进行扩展，使之符合16字节的要求。

DeriveKey 函数就是做这个扩展的。有人把接收到的密钥求md5，这也是一个办法，因为md5运算结果固定16字节，不论你有多少字符，最后就是16字节。这是md5算法的特点。但是我不想用md5，因为还得为它添加包含一些 md5 的.c或.cpp文件。我不想这么做。我自己写了一个算法来扩展密钥，很简单的算法。当然，你也可以使用你的扩展方法，也而可以使用 md5 算法。只要修改DeriveKey 函数就可以了。

在 DeriveKey 函数里，只管申请空间构造所需要的密钥，不需要释放，因为在另一个函数里有释放过程，而那个函数会在数据库关闭时被调用。参考我的 DeriveKey 函数来申请内存。

这里我给出我已经修改好的sqlite3.c 和 sqlite3.h 文件。

如果太懒，就直接使用这两个文件，编译肯定能通过，运行也正常。当然，你必须按我前面提的，新建 crypt.h 和 crypt.c 文件，而且函数要按我前面定义的要求来做。

i.3加密使用方法：

现在，你代码已经有了加密功能。

你要把加密功能给用上，除了改sqlite3.c 文件、给你工程添加sqlITE_HAS_CODEC 宏，还得修改你的数据库调用函数。

前面提到过，要开始一个数据库操作，必须先 sqlite3_open 。

加解密过程就在sqlite3_open 后面操作。

假设你已经sqlite3_open 成功了，紧接着写下面的代码：

int i;

//添加、使用密码

i = sqlite3_key( db,"dcg",3 );

//修改密码

i = sqlite3_rekey( db,0 );

用 sqlite3_key 函数来提交密码。

第1个参数是 sqlite3 * 类型变量，代表着用 sqlite3_open 打开的数据库（或新建数据库）。

第2个参数是密钥。

第3个参数是密钥长度。

用sqlite3_rekey 来修改密码。参数含义同sqlite3_key。

实际上，你可以在sqlite3_open函数之后，到 sqlite3_close 函数之前任意位置调用 sqlite3_key 来设置密码。

但是如果你没有设置密码，而数据库之前是有密码的，那么你做任何操作都会得到一个返回值：sqlITE_NOTADB，并且得到错误提示：“file is encrypted or is not a database”。

只有当你用 sqlite3_key设置了正确的密码，数据库才会正常工作。

如果你要修改密码，前提是你必须先 sqlite3_open 打开数据库成功，然后 sqlite3_key 设置密钥成功，之后才能用 sqlite3_rekey 来修改密码。

如果数据库有密码，但你没有用sqlite3_key 设置密码，那么当你尝试用sqlite3_rekey 来修改密码时会得到sqlITE_NOTADB 返回值。

如果你需要清空密码，可以使用：

//修改密码

i = sqlite3_rekey( db,0 );

来完成密码清空功能。

i.4sqlite3.c 最后添加代码段

/***

董淳光定义的加密函数

***/

#ifdef sqlITE_HAS_CODEC

/***

加密结构

***/

#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

intPageSize; // 页的大小

BYTE*Data;

} CryptBlock,*LPCryptBlock;

#ifndefDB_KEY_LENGTH_BYTE /*密钥长度*/

#defineDB_KEY_LENGTH_BYTE 16 /*密钥长度*/

#endif

#ifndefDB_KEY_PADDING /*密钥位数不足时补充的字符*/

#defineDB_KEY_PADDING 0x33 /*密钥位数不足时补充的字符*/

#endif

/*** 下面是编译时提示缺少的函数 ***/

/** 这个函数不需要做任何处理，获取密钥的部分在下面 DeriveKey 函数里实现 **/

void sqlite3CodecGetKey(sqlite3* db,intnDB,void** Key,int* nKey)

{

return ;

}

/*被sqlite 和 sqlite3_key_interop 调用,附加密钥到数据库.*/

int sqlite3CodecAttach(sqlite3 *db,intnDb,const void *pKey,int nKeyLen);

/**

这个函数好像是 sqlite3.3.17前不久才加的，以前版本的sqlite里没有看到这个函数

这个函数我还没有搞清楚是做什么的，它里面什么都不做直接返回，对加解密没有影响

**/

void sqlite3_activate_see(const char* right)

{

return;

}

int sqlite3_key(sqlite3 *db,const void*pKey,int nKey);

int sqlite3_rekey(sqlite3 *db,int nKey);

/***

下面是上面的函数的辅助处理函数

***/

// 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 LPCryptBlockCreateCryptBlock(unsigned char* hKey,Pager *pager,LPCryptBlock pExisting);

//加密/解密函数,被pager调用

void * sqlite3Codec(void *pArg,unsignedchar *data,Pgno nPageNum,int nMode);

//设置密码函数

int __stdcall sqlite3_key_interop(sqlite3*db,int nKeySize);

// 修改密码函数

int __stdcall sqlite3_rekey_interop(sqlite3*db,int nKeySize);

//销毁一个加密块及相关的缓冲区,密钥.

static void DestroyCryptBlock(LPCryptBlockpBlock);

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,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 ); /*调用我的解密函数*/

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,pBlock->WriteKey,DB_KEY_LENGTH_BYTE ); /*调用我的加密函数*/

break;

case 7: //加密事务文件的页

/*在正常环境下,读密钥和写密钥相同. 当数据库是被重新加密的,读密钥和写密钥未必相同.

回滚事务必要用数据库文件的原始密钥写入.因此,当一次回滚被写入,总是用数据库的读密钥,

这是为了保证与读取原始数据的密钥相同.

*/

if (!pBlock->ReadKey) break;

memcpy(pBlock->Data + CRYPT_OFFSET,pBlock->PageSize);

data = pBlock->Data + CRYPT_OFFSET;

dwPageSize = pBlock->PageSize;

My_Encrypt_Func( data,DB_KEY_LENGTH_BYTE ); /*调用我的加密函数*/

break;

}

return data;

}

//销毁一个加密块及相关的缓冲区,密钥.

static void DestroyCryptBlock(LPCryptBlockpBlock)

{

//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,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 LPCryptBlockCreateCryptBlock(unsigned char* hKey,LPCryptBlock pExisting)

{

LPCryptBlock pBlock;

if (!pExisting) //创建新加密块

{

pBlock = sqliteMalloc(sizeof(CryptBlock));

memset(pBlock,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,pBlock->PageSize + CRYPT_OFFSET);

return pBlock;

}

/*

** Set the codec for this pager

*/

void sqlite3pager_set_codec(

Pager *pPager,

void*(*xCodec)(void*,

void *pCodecArg

)

{

pPager->xCodec = xCodec;

pPager->pCodecArg = pCodecArg;

}

int sqlite3_key(sqlite3 *db,int nKey)

{

return sqlite3_key_interop(db,nKey);

}

int sqlite3_rekey(sqlite3 *db,int nKey)

{

return sqlite3_rekey_interop(db,nKey);

}

/*被sqlite 和 sqlite3_key_interop 调用,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 anexisting database.

int __stdcall sqlite3_rekey_interop(sqlite3*db,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) returnsqlITE_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),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);

DestroyCryptBlock(pBlock);

}

return rc;

}

/***

下面是加密函数的主体

***/

int __stdcall sqlite3_key_interop(sqlite3*db,int nKeySize)

{

return sqlite3CodecAttach(db,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

五、 后记

写此教程，可不是一个累字能解释。

但是我还是觉得欣慰的，因为我很久以前就想写 sqlite 的教程，一来自己备忘，二而已造福大众，大家不用再走弯路。

本人第一次写教程，不足的地方请大家指出。

本文可随意转载、修改、引用。但无论是转载、修改、引用，都请附带我的名字：董淳光。以示对我劳动的肯定。