使用Node.js和SQLite實現輕量級數據庫 | 全能工程師之路

一、Node.js和SQLite

Node.js 是一個基於 V8 引擎的 JavaScript 運行環境，可以讓 JavaScript 在服務器端運行。而 SQLite 是一個自包含、無需服務器的輕量級數據庫，使用起來非常簡便。結合使用 Node.js 和 SQLite，我們可以實現一個輕量級的、快速的、一體化的數據庫應用。Node.js 帶來了非常完美的異步 I/O 機制，使得我們可以用非常優美的方式來編寫數據庫應用程序。

二、SQLite 的特點

SQLite 數據庫具有如下特點：

1. 無需服務器，解壓即可直接使用，非常方便；

2. 支持 SQL 數據庫標準，支持原子性、一致性、隔離性和持久性（ACID）特性；

3. 非常快速，支持千萬或億級數據操作；

4. 數據庫文件是一個獨立的小文件，備份和遷移非常方便；

5. 支持數據加密，可以保證數據的安全性。

三、SQLite 的安裝和使用

在 Node.js 中使用 SQLite，我們需要首先在本地安裝 SQLite。以 Windows 平台為例，我們可以從 SQLite 官網（https://www.sqlite.org/download.html） 下載預編譯二進制文件。將下載好的 zip 包解壓後，就可以在命令行中運行 SQLite 了。

/* 使用 Node.js 操作 SQLite */

// 加載 sqlite3 模塊
const sqlite3 = require('sqlite3').verbose();

// 打開一個數據庫連接
let db = new sqlite3.Database('test.db', (err) => {
  if (err) {
    console.error(err.message);
  }
  console.log('Connected to the test.sqlite3 database.');
});

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

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

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

// 關閉連接
db.close((err) => {
  if (err) {
    console.error(err.message);
  }
  console.log('Close the db connection.');
});

上述代碼使用 Node.js 中的 sqlite3 模塊連接 SQLite 數據庫。我們首先創建了一個 test.db 的數據庫連接，然後創建了一個 users 表，接着插入了一條記錄，最後查詢了所有的用戶數據。需要注意的是，代碼中的每一段操作都要用 db.serialize() 方法包裹起來，這樣確保數據操作的順序是正確的。最後我們用 db.close() 方法關閉了數據庫連接。

四、Node.js 中的 Sequelize 模塊

在實際的 Node.js 應用中，通常會使用到 ORM（Object Relational Mapping）模塊。ORM 模塊可以將數據庫中的表與實際的對象（Object）或類（Class）進行映射，使得對象和類可以方便地操作數據庫，並提供更好的可移植性和安全性。Sequelize 是一個非常好用的 Node.js 中間件，提供了非常強大的 ORM 功能，可以實現輕鬆訪問多種不同的數據庫系統。

我們可以先使用 npm 來安裝 sequelize 和 sequelize-cli：

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

安裝完成後，我們可以使用 sequelize-cli 來創建一個示例項目：

$ npx sequelize-cli init

這個命令將會創建一個名為 models 的文件夾，裏面包含 Sequelize 的一些默認設置、配置和示例模型。關於模型（Model）的詳細講解，讀者可以查看相關文檔。

在實際使用中，我們需要先連接數據庫，然後定義模型並進行數據操作，最後關閉數據庫連接。以下是 Node.js 中使用 Sequelize 進行數據操作的示例代碼（示例數據包含用戶信息和文章信息）：

/* 使用 Sequelize 進行數據操作 */

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

// 定義用戶模型
const User = sequelize.define('user', {
  name: Sequelize.STRING,
  age: Sequelize.INTEGER
});

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

// 建立用戶與文章之間的關係
User.hasMany(Article, {as: 'articles'});
Article.belongsTo(User);

// 查詢所有用戶
User.findAll().then(users => {
  console.log(users);
});

// 查詢一個用戶和其所有文章
User.findOne({where: {name: 'Alan'}}).then(user => {
  console.log(user);
  user.getArticles().then(articles => {
    console.log(articles);
  });
});

// 插入一條用戶數據
User.create({name: 'John', age: 20}).then(user => {
  console.log(user.toJSON());
});

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

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

// 關閉數據庫連接
sequelize.close();

五、總結

使用 Node.js 和 SQLite 實現輕量級數據庫需要掌握 Node.js 和 SQLite 的基礎知識，以及 Sequelize 中 ORM 的基本操作。總體來說，這種方法非常適合於快速構建、快速迭代的輕量級應用。因為使用 SQLite，我們免去了連接複雜的數據庫服務器，避免了因為數據庫問題造成的訪問延遲，可以讓我們直接將數據存儲在客戶端或者單一的服務器上。