頁

主數(shù)據(jù)庫文件頭之后的都是頁的內(nèi)容了扬跋，頁的分類主要有5種：b-tree 頁脆栋，overflow 頁，free 頁鸠匀，lock-byte頁以及pointer map page蕉斜。
主要使用到的是前三者，lock-byte頁只要是為了支持某些文件系統(tǒng)使用的是強制性加文件鎖缀棍，而pointer map page是為了支持 auto_vacuum和incremental_vacuum模式宅此，這兩個以后再說。

頁的格式

空閑頁 free page

空閑頁分為chunk 和 leaf爬范，前者存放著多個leaf空閑頁（里面沒有任何數(shù)據(jù)）父腕，并且chunk會串起來成為一個freelist，官網(wǎng)是這么說的：The freelist is organized as a linked list of freelist trunk pages with each trunk page containing page numbers for zero or more freelist leaf pages.

b-tree頁 B-tree page

關(guān)于b樹和b+樹的璧亮，參考博客：B樹與B+樹

b-tree頁格式

• The 100-byte database file header (found on page 1 only)
• The 8 or 12 byte b-tree page header
• The cell pointer array
• Unallocated space
• The cell content area
• The reserved region.

主數(shù)據(jù)庫文件頭只在頁1有，保留區(qū)間默認(rèn)也是沒有的斥难，所以剩下的就是

先不著急看頁頭和cell的具體定義枝嘶，回到我們那個小文件分析中，還是利用剛才的showdb工具依次輸入./showdb small.db NbdCCC哑诊，N為頁號（例子中N=1~3）：

PS G:\code-2\sqlite3> ./showdb small.db 1bdCCC
Pagesize: 4096
Available pages: 1..2
Header on btree page 1:
 000: 0d                   13  table leaf
 001: 00 00                 0  Offset to first freeblock
 003: 00 01                 1  Number of cells on this page
 005: 0f a3              4003  Offset to cell content area
 007: 00                    0  Fragmented byte count
Cell[0]:
 f3f: 5b                         payload-size: 91
 f40: 01                         rowid: 1
 f41: 07                         record-header-size: 7
 f42: 17                         typecode[0]: 23 - text(5)
 f43: 21                         typecode[1]: 33 - text(10)
 f44: 21                         typecode[2]: 33 - text(10)
 f45: 01                         typecode[3]: 1 - int8
 f46: 81 01                      typecode[4]: 129 - text(58)
 f48: 74 61 62 6c 65             data[0]: 'table'
 f4d: 64 65 70 61 72 74 6d 65 6e data[1]: 'department'
 f57: 64 65 70 61 72 74 6d 65 6e data[2]: 'department'
 f61: 02                         data[3]: 2
 f62: 43 52 45 41 54 45 20 54 41 data[4]: 'CREATE TABLE department...'

這里涉及提前涉及到了sqlite_schema的概念群扶，它存放著其他所有表、索引、觸發(fā)器對應(yīng)的根b-tree頁號竞阐，而這由一張?zhí)摂M的表組成缴饭，并且sqlite3默認(rèn)該表的根b-tree頁號為1。sqlite_schema的定義如下

CREATE TABLE sqlite_schema(
  type text,
  name text,
  tbl_name text,
  rootpage integer,
  sql text
);

暫時了解到這里即可馁菜，回頭看頁1茴扁，可以看到Cell[0]存放著的正是department這張表的信息，從里面我預(yù)先（可以先講格式汪疮，但這樣就很無聊了）知道了rootpage = 2（cell[0]里面的data[3]==2）峭火。
故而接著解析頁2，這時候我們就可以看到我們之前插入的兩條數(shù)據(jù)：

PS G:\code-2\sqlite3> ./showdb small.db 2bdCCC
Pagesize: 4096
Available pages: 1..2
Header on btree page 2:
 000: 0d                   13  table leaf
 001: 00 00                 0  Offset to first freeblock
 003: 00 02                 2  Number of cells on this page
 005: 0f ea              4074  Offset to cell content area
 007: 00                    0  Fragmented byte count
Cell[0]:
 ff5: 09                         payload-size: 9
 ff6: 01                         rowid: 1
 ff7: 04                         record-header-size: 4
 ff8: 09                         typecode[0]: 9 - one
 ff9: 15                         typecode[1]: 21 - text(4)
 ffa: 01                         typecode[2]: 1 - int8
 ffb: 74 65 73 74                data[1]: 'test'
 fff: ff                         data[2]: -1
Cell[1]:
 fea: 09                         payload-size: 9
 feb: 02                         rowid: 2
 fec: 04                         record-header-size: 4
 fed: 01                         typecode[0]: 1 - int8
 fee: 15                         typecode[1]: 21 - text(4)
 fef: 09                         typecode[2]: 9 - one
 ff0: 02                         data[0]: 2
 ff1: 74 65 73 74                data[1]: 'test'

之前插入的兩條數(shù)據(jù)

sqlite> insert into department values(1, "test", -1);
sqlite> insert into department values(2, "test", 1);

結(jié)合上述數(shù)據(jù)再來分析頁頭以及別的數(shù)據(jù)格式的內(nèi)容智嚷。

b-tree 頁頭內(nèi)容

• 偏移0x0 存放著的是b-tree頁的類型卖丸，總共有4種
  • 0x02 是 內(nèi)部索引 b-tree頁，interior index b-tree page
  • 0x05 是 內(nèi)部表 b-tree頁盏道，interior table b-tree page
  • 0x0a 是 葉節(jié)點索引 b-tree頁稍浆，leaf index b-tree page
  • 0x0d 是 葉節(jié)點表 b-tree頁，leaf table b-tree page
• 偏移0x1和0x7猜嘱，是與cell被刪除的時候留下的磁盤碎片問題衅枫，大于等于4字節(jié)的磁盤碎片被稱為freeblock，串成一條鏈表朗伶，由page header存儲首個freeblock弦撩；小于4字節(jié)的被稱為fragment，并且會被累加到Fragmented byte count里面论皆。
• 偏移0x03和0x05與cell有關(guān)益楼，前者存儲cell的個數(shù)，后者存放cell內(nèi)容的起始偏移
• 還有0x08處点晴，如果是 interior table b-tree page的話感凤，還會存放一個右子樹的頁號。
• 剩下的就是cell指針數(shù)組了粒督。

那么問題來了陪竿，cell究竟是啥？cell我的理解就是上述四種節(jié)點的類型的具體存放內(nèi)容坠陈。來自官網(wǎng)的介紹

這里剩下的問題就是playload里面存放著什么了萨惑。不管是table還是index都是 "record format"，也就是記錄列的個數(shù)仇矾，列的類型庸蔼，以及每一列的內(nèi)容。

對于Table Leaf來說贮匕，里面存放的就是一行數(shù)據(jù)姐仅，其格式如下：

• record-header-size：表明該記錄頭部+列的類型的大小。用的是可變長整型
• record-header: 記錄每一列的類型serial type，也是一個可變長整型掏膏。與此同時它也承擔(dān)著該列內(nèi)容的長度劳翰。
• data：則是每一列的內(nèi)容，整數(shù)由serial type定義長度馒疹，而字符串和二進(jìn)制數(shù)據(jù)長度由serial type給出佳簸，其余的值直接由serial type給出：

以下是serial type的定義：

舉個例子：

Cell[0]:
 ff5: 09                         payload-size: 9
 ff6: 01                         rowid: 1
 ff7: 04                         record-header-size: 4
 ff8: 09                         typecode[0]: 9 - one
 ff9: 15                         typecode[1]: 21 - text(4)
 ffa: 01                         typecode[2]: 1 - int8
 ffb: 74 65 73 74                data[1]: 'test'
 fff: ff                         data[2]: -1

該cell對應(yīng)著：insert into department values(1, "test", -1);
數(shù)據(jù)依次是：整數(shù)1，字符串"test"颖变，整數(shù)-1
整型生均，字符串，整型腥刹，這信息對應(yīng)著0xff8马胧，0xff9，0xffa衔峰，
其中字符串的長度 = （21 - 13）/2 = 4佩脊。那如果是奇數(shù)長度的字符串呢？
因為schema format是4垫卤，故1可以直接用 09來表示威彰。
……
剩下的就不說了。
不過有一點值得注意的是穴肘，這插入其實是逆序執(zhí)行的抱冷，回憶一下page的分布，cell content是從下往上伸展梢褐，而cell pointer array是從上往下伸展。故越新的數(shù)據(jù)赵讯，在越上面盈咳。這是為了減少頁的磁盤碎片化而使用的機制。

至此最簡單的一個數(shù)據(jù)庫文件已經(jīng)分析完边翼。但是還留下以下問題：

• 1鱼响、overflow page 是怎么一回事？用在什么場景组底？
• 2丈积、index 和 table 的 interior類型還沒有討論？
• 3债鸡、vacuum 是什么一回事江滨？
• 4、wal-mode 和 hot-journal mode 具體的意義厌均？