【物聯網智能網關-16】成功移植SQLite(STM32 .NET MF平臺)

 前言

.NET Micro Framework系統官方代碼是不支持任何數據庫的，這對一些具備用戶管理的Web Server、RFID數據採集和複雜的手持機應用來講是很是不方便的。

很早就知道了SQLite，可是一直沒有深刻研究，隨着目前移植的.NET Micro Framework系統愈來愈成熟，用戶對數據庫支持的呼聲也愈來愈高，迫切須要一個數據庫平臺了。考慮到移植難度和代碼大小，最初原打算把YFIOs系統中的內存YFIODB數據庫修改成文件版本，這樣移植是最快的，代碼也比較小，可是缺點是比較明顯的，不支持Select等相關的SQL語句，這對熟悉數據庫應用的用戶來講，還須要從新瞭解數據庫的操做方法，還不如用文件來實現了。

在這個過程當中，也瞭解了其它的嵌入式數據庫，如FastDB、Berkeley DB等開源嵌入式數據庫，但其用戶羣和知名度遠比不上SQLite，考慮到物聯網中間件自己就是一個框架和平臺，供用戶二次開發，用戶越熟悉的技術就應該優先選擇。

肯定了要移植SQLite數據庫，可是又引出一個問題，是移植SQLite最新的版本？仍是之前相對代碼較小的版本？這着實讓我躊躇了良久。

SQLite V2x和V3x比較

項目	V2.8.17	V3.7.15
API接口個數	44	207
源文件個數	44	89
源代碼字節數	1.32M	4.0M
Win32 dll庫大小	209K	591K
文本編碼支持	UTF-8或iso8859	UTF-八、UTF-16
二進制數據（Blob）	不支持	支持
行編號	32字節	64字節
併發性	多讀，單寫	改良的併發性

.NET Micro Framework的核心代碼也不過300K左右，若是支持一個比本身核心還大的多的數據庫，真有點小馬拉大車的感受，因此在知足基本功能的基礎上（之前我比較擔憂V2x版本的國際化應用，好比是否支持中文），代碼大小是我最關注的。

在Windows平臺上對SQLite V2.8.17進行測試後，決定移植V2x版本的SQLite（固然後續不排除再移植3.0版本），移植成功後，release版本的 SQLite的大小大概130K左右。

SQLite V2x和V3x .NET Framework開發

考慮到.NET Micro Framework是.NET框架，因此最初研究的是System.Data.SQLite.dll庫，後來發現，一是System.Data.SQLite.dll封裝的太過複雜，二是System.Data.SQLite.dll對.NET Framework的框架很是依賴，而且針對不一樣平臺，很難作到直接拷貝就可使用（必需要安裝），三是沒有支持SQLite V2x的版本。

因此最後仍是決定用Interop的方式直接訪問Win32 的 SQLite.dll。網上搜索了一下，有關於SQLite3的相關示例，SQLite V2x的就沒有了。因此先研究了一下SQLite3的接口應用，而後根據C++相關的接口定義，反推了一下SQLite V2x的C#接口。

在Windows .NET Framework平臺測試SQLite V2x接口（以下圖）沒有問題的狀況下，纔開始進行.NET Micro Framework 平臺下的SQLite V2x的移植。

 

SQLite V2x .NET Micro Framework移植

理論狀況下，只須要對OS.c代碼中的接口進行.NET MF的實現便可（標準的OS.c文件已經支持Windows，UNIX、Mac OS平臺）。但實際移植髮現，遠沒有這麼簡單。

（1）、SQLite代碼都是標準的C語言，可是OS.c中須要調用.NET MF自己的C++代碼操做接口，因此SQLite全部源碼的c擴展名一概修改成cpp接口，採用cpp編譯器進行編譯，可是這樣修改後，會出現不少編譯錯誤，大都是類型轉換的錯誤。

（2）、.NET Micro Framework平臺不支持（或不建議）直接採用標準的string.h、ctype.h、math.h和stdio.h等頭文件定義的函數。.NET Micro Framework代碼中已經有部分字符串操做的實現，可是爲了實現SQLite的正確編譯，還必須本身補全相關操做函數。時間、文件等操做函數，也須要轉換爲.NET Micro Framework平臺下的，或者本身實現。

（3）、內存分配相關函數.NET Micro Framework有兩類，一種就是private_開頭的函數，另外就是TinyCLR支持的內存操做函數，因爲兩者使用的堆空間不一樣（private_開頭的操做Custom_Heap，這個通常都比較小），因此我調試的時候採用private_開頭的函數，實際應用則是TinyCLR內存操做函數。把SQLite內存相關操做的函數，修改成.NET Micro Framework的。

（4）、因爲.NET Micro Framework底層代碼對文件的操做相對簡單，因此SQLite產生的臨時文件，我是在上層C#代碼中進行清除的。

（5）、鎖操做，.NET Micro Framework底層是沒法對文件進行鎖定操做的，考慮到.NET Micro Framework自己的特色（單進程，多線程），因此在上層C#代碼中進行了簡單的鎖實現（該鎖讀寫不能同時）。

（6）、SQLite指針應用的很是多，稍有不慎，系統就會出異常，因此在移植過程當中，必定要研究透各類接口指針的實際含義（好比定義char ***p這類指針，我之前就不多遇到） ，不然調試過程將是一個噩夢。

SQLite.NET MF應用開發

   .NET MF C#接口又進行了封裝，一是接口儘量和System.Data.SQLite.dll兼容，二是作一些必要的內存釋放和其它處理（如系統格式化，建立臨時目錄，磁盤刷新等等）。

   其實對相對簡單的嵌入式應用來講，數據庫無非就是建表，添加和修改數據，刪除，獲取表數據而已，而這些功能均可以經過SQL語句進行實現，因此說功能多，可是接口卻很簡單（以下圖所示）。

 

測試代碼以下：  

  public  static void Main()      {          string dbPath = "\\ROOT\\mftest.db";          using (SQLite db = new SQLite(dbPath)) //":memory:"))
         {              //建立表
             db.ExecuteNonQuery("CREATE TABLE student(id INTEGER, name VARCHAR(20), sex VARCHAR(2));");                 //插入數據
             db.ExecuteNonQuery("INSERT INTO student VALUES(1, '小紅', '女');");              db.ExecuteNonQuery("INSERT INTO student VALUES(2, '小李', '男');");              db.ExecuteNonQuery("INSERT INTO student VALUES(3, '小明', '男');");                 //讀取表
             YFDataTable table = db.ExecuteQuery("SELECT * FROM student"); // WHERE name = '小李';");

            string info = "";              foreach (YFColumn col in table.Columns)              {                  info += col.Name + " ";              }              Debug.Print(info);              foreach (YFDataRow row in table.Rows)              {                  Debug.Print(row[0].ToString() + "," + row[1] + "," + row[2]);              }          }          Thread.Sleep(Timeout.Infinite);      }

運行調試的場景以下圖所示：

 

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MF簡介：http://blog.csdn.net/yefanqiu/article/details/5711770

MF資料：http://www.sky-walker.com.cn/News.asp?Id=25

相關硬件: http://www.sky-walker.com.cn/Products.asp?Id=24