使用Node.js和SQLite实现轻量级数据库 | 全能工程师之路

一、Node.js和SQLite

Node.js 是一个基于 V8 引擎的 JavaScript 运行环境，可以让 JavaScript 在服务器端运行。而 SQLite 是一个自包含、无需服务器的轻量级数据库，使用起来非常简便。结合使用 Node.js 和 SQLite，我们可以实现一个轻量级的、快速的、一体化的数据库应用。Node.js 带来了非常完美的异步 I/O 机制，使得我们可以用非常优美的方式来编写数据库应用程序。

二、SQLite 的特点

SQLite 数据库具有如下特点：

1. 无需服务器，解压即可直接使用，非常方便；

2. 支持 SQL 数据库标准，支持原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID）特性；

3. 非常快速，支持千万或亿级数据操作；

4. 数据库文件是一个独立的小文件，备份和迁移非常方便；

5. 支持数据加密，可以保证数据的安全性。

三、SQLite 的安装和使用

在 Node.js 中使用 SQLite，我们需要首先在本地安装 SQLite。以 Windows 平台为例，我们可以从 SQLite 官网（https://www.sqlite.org/download.html） 下载预编译二进制文件。将下载好的 zip 包解压后，就可以在命令行中运行 SQLite 了。

/* 使用 Node.js 操作 SQLite */

// 加载 sqlite3 模块
const sqlite3 = require('sqlite3').verbose();

// 打开一个数据库连接
let db = new sqlite3.Database('test.db', (err) => {
  if (err) {
    console.error(err.message);
  }
  console.log('Connected to the test.sqlite3 database.');
});

// 创建表
db.serialize(() => {
  db.run('CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, name text NOT NULL, age INTEGER)');
});

// 插入数据
db.serialize(() => {
  db.run(`INSERT INTO users (name, age) VALUES ('Alan', 18)`);
});

// 查询数据
db.serialize(() => {
  db.each(`SELECT * FROM users`, (err, row) => {
    if (err) {
      console.error(err.message);
    }
    console.log(row);
  });
});

// 关闭连接
db.close((err) => {
  if (err) {
    console.error(err.message);
  }
  console.log('Close the db connection.');
});

上述代码使用 Node.js 中的 sqlite3 模块连接 SQLite 数据库。我们首先创建了一个 test.db 的数据库连接，然后创建了一个 users 表，接着插入了一条记录，最后查询了所有的用户数据。需要注意的是，代码中的每一段操作都要用 db.serialize() 方法包裹起来，这样确保数据操作的顺序是正确的。最后我们用 db.close() 方法关闭了数据库连接。

四、Node.js 中的 Sequelize 模块

在实际的 Node.js 应用中，通常会使用到 ORM（Object Relational Mapping）模块。ORM 模块可以将数据库中的表与实际的对象（Object）或类（Class）进行映射，使得对象和类可以方便地操作数据库，并提供更好的可移植性和安全性。Sequelize 是一个非常好用的 Node.js 中间件，提供了非常强大的 ORM 功能，可以实现轻松访问多种不同的数据库系统。

我们可以先使用 npm 来安装 sequelize 和 sequelize-cli：

$ npm install --save sequelize
$ npm install --save-dev sequelize-cli

安装完成后，我们可以使用 sequelize-cli 来创建一个示例项目：

$ npx sequelize-cli init

这个命令将会创建一个名为 models 的文件夹，里面包含 Sequelize 的一些默认设置、配置和示例模型。关于模型（Model）的详细讲解，读者可以查看相关文档。

在实际使用中，我们需要先连接数据库，然后定义模型并进行数据操作，最后关闭数据库连接。以下是 Node.js 中使用 Sequelize 进行数据操作的示例代码（示例数据包含用户信息和文章信息）：

/* 使用 Sequelize 进行数据操作 */

const Sequelize = require('sequelize');
const sequelize = new Sequelize({
  dialect: 'sqlite',
  storage: 'test.sqlite3'
});

// 定义用户模型
const User = sequelize.define('user', {
  name: Sequelize.STRING,
  age: Sequelize.INTEGER
});

// 定义文章模型
const Article = sequelize.define('article', {
  title: Sequelize.STRING,
  content: Sequelize.TEXT
});

// 建立用户与文章之间的关系
User.hasMany(Article, {as: 'articles'});
Article.belongsTo(User);

// 查询所有用户
User.findAll().then(users => {
  console.log(users);
});

// 查询一个用户和其所有文章
User.findOne({where: {name: 'Alan'}}).then(user => {
  console.log(user);
  user.getArticles().then(articles => {
    console.log(articles);
  });
});

// 插入一条用户数据
User.create({name: 'John', age: 20}).then(user => {
  console.log(user.toJSON());
});

// 更新一篇文章的内容
Article.findOne({where: {title: 'Node.js'}}).then(article => {
  article.content = 'Hello, Node.js!';
  article.save().then(() => {
    console.log('Update article success!');
  });
});

// 删除一篇文章
Article.findOne({where: {title: 'Node.js'}}).then(article => {
  article.destroy().then(() => {
    console.log('Delete article success!');
  });
});

// 关闭数据库连接
sequelize.close();

五、总结

使用 Node.js 和 SQLite 实现轻量级数据库需要掌握 Node.js 和 SQLite 的基础知识，以及 Sequelize 中 ORM 的基本操作。总体来说，这种方法非常适合于快速构建、快速迭代的轻量级应用。因为使用 SQLite，我们免去了连接复杂的数据库服务器，避免了因为数据库问题造成的访问延迟，可以让我们直接将数据存储在客户端或者单一的服务器上。