SQLite教程（九）：在线备份

一、常用备份：

下面的方法是比较简单且常用的SQLite数据库备份方式，见如下步骤：
    1). 使用SQLite API或Shell工具在源数据库文件上加共享锁。
    2). 使用Shell工具(cp或copy)拷贝数据库文件到备份目录。
    3). 解除数据库文件上的共享锁。
    以上3个步骤可以应用于大多数场景，而且速度也比较快，然而却存在一定的刚性缺陷，如：
    1). 所有打算在源数据库上执行写操作的连接都不得不被挂起，直到整个拷贝过程结束并释放文件共享锁。
    2). 不能拷贝数据到in-memory数据库。
    3). 在拷贝过程中，一旦备份数据库所在的主机出现任何突发故障，备份数据库可能会被破坏。
    在SQLite中提供了一组用于在线数据库备份的APIs函数(C接口)，可以很好的解决上述方法存在的不足。通过该组函数，可以将源数据库中的内容拷贝到另一个数据库，同时覆盖目标数据库中的数据。整个拷贝过程可以以增量的方式完成，在此情况下，源数据库也不需要在整个拷贝过程中都被加锁，而只是在真正读取数据时加共享锁。这样，其它的用户在访问源数据库时就不会被挂起。
   
二、在线备份APIs简介：

SQLite提供了以下3个APIs函数用于完成此操作，这里仅仅给出它们的基本用法，至于使用细节可以参考SQLite官方网站"APIs Reference"(http://www.sqlite.org/c3ref/backup_finish.html)。
    1). 函数sqlite3_backup_init()用于创建sqlite3_backup对象，该对象将作为本次拷贝操作的句柄传给其余两个函数。
    2). 函数sqlite3_backup_step()用于数据拷贝，如果该函数的第二个参数为-1，那么整个拷贝过程都将在该函数的一次调用中完成。
    3). 函数sqlite3_backup_finish()用于释放sqlite3_backup_init()函数申请的资源，以避免资源泄露。
    在整个拷贝过程中如果出现任何错误，我们都可以通过调用目的数据库连接的sqlite3_errcode()函数来获取具体的错误码。此外，如果sqlite3_backup_step()调用失败，由于sqlite3_backup_finish()函数并不会修改当前连接的错误码，因此我们可以在调用sqlite3_backup_finish()之后再获取错误码，从而在代码中减少了一次错误处理。见如下代码示例(来自SQLite官网)：

代码如下:

/*
** This function is used to load the contents of a database file on disk
** into the "main" database of open database connection pInMemory, or
** to save the current contents of the database opened by pInMemory into
** a database file on disk. pInMemory is probably an in-memory database,
** but this function will also work fine if it is not.
**
** Parameter zFilename points to a nul-terminated string containing the
** name of the database file on disk to load from or save to. If parameter
** isSave is non-zero, then the contents of the file zFilename are
** overwritten with the contents of the database opened by pInMemory. If
** parameter isSave is zero, then the contents of the database opened by
** pInMemory are replaced by data loaded from the file zFilename.
**
** If the operation is successful, SQLITE_OK is returned. Otherwise, if
** an error occurs, an SQLite error code is returned.
*/
int loadOrSaveDb(sqlite3 *pInMemory, const char *zFilename, int isSave){
  int rc;                   /* Function return code */
  sqlite3 *pFile;           /* Database connection opened on zFilename */
  sqlite3_backup *pBackup;  /* Backup object used to copy data */
  sqlite3 *pTo;             /* Database to copy to (pFile or pInMemory) */
  sqlite3 *pFrom;           /* Database to copy from (pFile or pInMemory) */

/* Open the database file identified by zFilename. Exit early if this fails
  ** for any reason. */
  rc = sqlite3_open(zFilename, &pFile);
  if( rc==SQLITE_OK ){

/* If this is a 'load' operation (isSave==0), then data is copied
    ** from the database file just opened to database pInMemory.
    ** Otherwise, if this is a 'save' operation (isSave==1), then data
    ** is copied from pInMemory to pFile.  Set the variables pFrom and
    ** pTo accordingly. */
    pFrom = (isSave ? pInMemory : pFile);
    pTo   = (isSave ? pFile     : pInMemory);

/* Set up the backup procedure to copy from the "main" database of
    ** connection pFile to the main database of connection pInMemory.
    ** If something goes wrong, pBackup will be set to NULL and an error
    ** code and  message left in connection pTo.
    **
    ** If the backup object is successfully created, call backup_step()
    ** to copy data from pFile to pInMemory. Then call backup_finish()
    ** to release resources associated with the pBackup object.  If an
    ** error occurred, then  an error code and message will be left in
    ** connection pTo. If no error occurred, then the error code belonging
    ** to pTo is set to SQLITE_OK.
*/
    pBackup = sqlite3_backup_init(pTo, "main", pFrom, "main");
    if( pBackup ){
      (void)sqlite3_backup_step(pBackup, -1);
      (void)sqlite3_backup_finish(pBackup);
    }
    rc = sqlite3_errcode(pTo);
  }

/* Close the database connection opened on database file zFilename
  ** and return the result of this function. */
  (void)sqlite3_close(pFile);
  return rc;
}

三、高级应用技巧：
    
    在上面的例子中，我们是通过sqlite3_backup_step()函数的一次调用完成了整个拷贝过程。该实现方式仍然存在之前说过的挂起其它写访问连接的问题，为了解决该问题，这里我们将继续介绍另外一种更高级的实现方式--分片拷贝，其实现步骤如下：
    1). 函数sqlite3_backup_init()用于创建sqlite3_backup对象，该对象将作为本次拷贝操作的句柄传给其余两个函数。
    2). 函数sqlite3_backup_step()被调用用于拷贝数据，和之前方法不同的是，该函数的第二个参数不再是-1，而是一个普通的正整数，表示每次调用将会拷贝的页面数量，如5。
    3). 如果在函数sqlite3_backup_step()调用结束后，仍然有更多的页面需要被拷贝，那么我们将主动休眠250ms，然后再重复步骤2).
    4). 函数sqlite3_backup_finish()用于释放sqlite3_backup_init()函数申请的资源，以避免资源泄露。
    在上述步骤3)中我们主动休眠250ms，此期间，该拷贝操作不会在源数据库上持有任何读锁，这样其它的数据库连接在进行写操作时亦将不会被挂起。然而在休眠期间，如果另外一个线程或进程对源数据库进行了写操作，SQLite将会检测到该事件的发生，从而在下一次调用sqlite3_backup_step()函数时重新开始整个拷贝过程。唯一的例外是，如果源数据库不是in-memory数据库，同时写操作是在与拷贝操作同一个进程内完成，并且在操作时使用的也是同一个数据库连接句柄，那么目的数据库中数据也将被此操作同时自动修改。在下一次调用sqlite3_backup_step()时，也将不会有任何影响发生。　　
    事实上，在SQLite中仍然提供了另外两个辅助性函数backup_remaining()和backup_pagecount()，其中前者将返回在当前备份操作中还有多少页面需要被拷贝，而后者将返回本次操作总共需要拷贝的页面数量。显而易见的是，通过这两个函数的返回结果，我们可以实时显示本次备份操作的整体进度，计算公式如下：
    Completion = 100% * (pagecount() - remaining()) / pagecount()
    见以下代码示例(来自SQLite官网)：

代码如下:

/*
** Perform an online backup of database pDb to the database file named
** by zFilename. This function copies 5 database pages from pDb to
** zFilename, then unlocks pDb and sleeps for 250 ms, then repeats the
** process until the entire database is backed up.
**
** The third argument passed to this function must be a pointer to a progress
** function. After each set of 5 pages is backed up, the progress function
** is invoked with two integer parameters: the number of pages left to
** copy, and the total number of pages in the source file. This information
** may be used, for example, to update a GUI progress bar.
**
** While this function is running, another thread may use the database pDb, or
** another process may access the underlying database file via a separate
** connection.
**
** If the backup process is successfully completed, SQLITE_OK is returned.
** Otherwise, if an error occurs, an SQLite error code is returned.
*/
int backupDb(
  sqlite3 *pDb,               /* Database to back up */
  const char *zFilename,      /* Name of file to back up to */
  void(*xProgress)(int, int)  /* Progress function to invoke */    
){
  int rc;                     /* Function return code */
  sqlite3 *pFile;             /* Database connection opened on zFilename */
  sqlite3_backup *pBackup;    /* Backup handle used to copy data */

/* Open the database file identified by zFilename. */
  rc = sqlite3_open(zFilename, &pFile);
  if( rc==SQLITE_OK ){

/* Open the sqlite3_backup object used to accomplish the transfer */
    pBackup = sqlite3_backup_init(pFile, "main", pDb, "main");
    if( pBackup ){

/* Each iteration of this loop copies 5 database pages from database
      ** pDb to the backup database. If the return value of backup_step()
      ** indicates that there are still further pages to copy, sleep for
      ** 250 ms before repeating. */
      do {
        rc = sqlite3_backup_step(pBackup, 5);
        xProgress(
            sqlite3_backup_remaining(pBackup),
            sqlite3_backup_pagecount(pBackup)
        );
        if( rc==SQLITE_OK || rc==SQLITE_BUSY || rc==SQLITE_LOCKED ){
          sqlite3_sleep(250);
        }
      } while( rc==SQLITE_OK || rc==SQLITE_BUSY || rc==SQLITE_LOCKED );

/* Release resources allocated by backup_init(). */
      (void)sqlite3_backup_finish(pBackup);
    }
    rc = sqlite3_errcode(pFile);
  }
 
  /* Close the database connection opened on database file zFilename
  ** and return the result of this function. */
  (void)sqlite3_close(pFile);
  return rc;
}