【SQLite 内核】与 PG / InnoDB 机制对照：进程、WAL、锁、缓冲池

前 15 篇已经把 SQLite 的单文件、Pager、B-Tree、VDBE、Journal/WAL、锁与事务、计划器与备份走通。对读过 PostgreSQL 内核 或 MySQL InnoDB 内核 的读者，下一个风险不是「不懂 SQLite」，而是把服务器行存的心智模型原样套过来：把 shared_buffers 当成 cache_size、把 PG 的 WAL 当成 SQLite 的 WAL、把行级锁经验拿去解释 SQLITE_BUSY。

本文是系列第 16 篇，只做机制对照，不写选型决策树（留给 第 17 篇），也不写跨库吞吐排名。

1. 用进程 / IPC、日志、锁、缓冲池四张表钉住差异与共同点。
2. 标出「同名不同义」的陷阱词：WAL、snapshot、vacuum、buffer。
3. 给出站内阅读对照路径：每一轴回链本系列与 PG/InnoDB 的对应篇。

本文是「SQLite 内核」系列第 16 篇（共 17 篇）。→ 系列目录

篇目	核心内容
第 15 篇 · 在线备份与 sqlite3_backup	Backup API 与 cp 语义差
第 16 篇 · 与 PG / InnoDB 机制对照	进程、WAL、锁、缓冲池四轴
第 17 篇 · 选型与阅读地图	SQLite vs PG vs DuckDB vs RocksDB

版本锚定：本系列机制结论锚定 SQLite 3.45+ 官方文档与本机 3.53.2 实测路径；PostgreSQL / InnoDB 对照以站内已发布内核系列为准（PG 进程模型见 01-process-shmem；InnoDB 架构见 01-process-architecture）。本文不引入未在本站或官方文档核对过的性能数字。

一、对照轴总图

flowchart LR
  subgraph sqlite ["SQLite embedded"]
    LIB["Library in app process"]
    FILE["One DB file + journal or WAL"]
    SW["Single writer per file"]
    LIB --> FILE
    LIB --> SW
  end
  subgraph server ["PG / InnoDB server"]
    PROC["Dedicated server processes or threads"]
    NET["Network protocol + auth"]
    MW["Multi-writer with row or page locks"]
    BUF["Shared buffer pool"]
    PROC --> NET
    PROC --> MW
    PROC --> BUF
  end

二、进程模型与 IPC

SQLite 删掉了「数据库服务器进程」这一层：调用是函数调用，不是 socket。代价是库与宿主同生共死——应用 OOM、被杀、错误地直接改 .db 文件，都会直接打到数据面（第 1、14 篇）。

PostgreSQL 用多进程 + 共享内存：每个连接一个 backend，缓冲池与锁表在共享段（postgresql-kernel/01）。InnoDB 跑在 mysqld 线程模型上，连接与存储引擎通过服务器层解耦（mysql-innodb/01）。

flowchart TB
  subgraph app ["Application"]
    A1["Business code"]
  end
  subgraph emb ["SQLite path"]
    A1 -->|"sqlite3_step"| VDBE
    VDBE --> Pager
    Pager --> File["db file"]
  end
  subgraph srv ["Server path"]
    A2["Client lib"] -->|"SQL over socket"| Backend
    Backend --> SharedBuf["Shared buffers"]
    SharedBuf --> Disk["Tablespace / files"]
  end

常见误解

1. 「本机用 Unix socket 连 PG，延迟就和 SQLite 一类。」
   仍有协议编解码、backend 调度与共享缓冲池锁协作；零 IPC 是架构差，不是「本机部署」能抹平的。

2. 「SQLite 没有并发，因为没有服务器。」
   多读者、WAL 下读写重叠、多连接都存在；缺的是多写者同时改同一文件（第 9–10 篇）。

三、日志：同名 WAL，不同契约

本系列第 7–8 篇钉住：rollback journal 的提交点是「journal 不再 hot」；WAL 模式则反转读写关系。把 PG 的 checkpoint、归档、复制槽经验直接搬到 PRAGMA wal_checkpoint，会错位——SQLite 没有复制拓扑这一层。

InnoDB 的 redo/undo 与 SQLite journal 更接近「服务器级原子提交与 MVCC 版本」；对照时只借用「写前留恢复信息」这一共性，不假装参数可互换。

四、锁与隔离

SQLite 锁阶梯是文件级（UNLOCKED → SHARED → RESERVED → PENDING → EXCLUSIVE，第 9 篇）；事务修饰词改变的是取锁时机（第 10 篇）。官方 isolation 叙事强调写串行化，而不是服务器式的多版本写写冲突检测。

PostgreSQL / InnoDB 提供行级（及更细）锁与丰富的隔离级别实现；站内 mvcc 与两套内核系列展开可见性、gap lock、SSI 等。可平移的只有词汇（脏读、幻读、write skew）；不可平移的是「默认能撑多少并发写」。

常见误解（续）

3. 「把 BEGIN IMMEDIATE 当成 SERIALIZABLE 开关。」
   它提前拿 RESERVED，减少后来升锁失败；隔离叙事仍见第 10 篇与官方 Isolation In SQLite。

4. 「SQLite 的 snapshot 等于 PG 的 snapshot isolation。」
   WAL 读者看到的是一个检查点相关的稳定视图；没有多写者 SI 下的 write skew 戏台（第 10 篇）。

五、缓冲池与 Page Cache

SQLite Page Cache 服务本连接/本进程的页访问（第 3 篇）；多进程打开同一文件时，靠 change counter 或 WAL-index 使缓存失效，而不是共享一块 shared_buffers。

PostgreSQL shared_buffers 与 InnoDB Buffer Pool 是跨连接共享的服务器资源：命中率、刷脏、checkpoint 与服务器生命周期绑定。运维上「加大缓冲池」对 SQLite 的对应旋钮是 PRAGMA cache_size / 编译默认，且每个连接各自一份启发式缓存，不是集群级共享内存调参。

flowchart LR
  subgraph sqlcache ["SQLite"]
    C1["Connection A cache"]
    C2["Connection B cache"]
    F["Same db file"]
    C1 --> F
    C2 --> F
  end
  subgraph srvcache ["PG or InnoDB"]
    SB["Shared buffer pool"]
    TS["Tablespace"]
    B1["Backend 1"] --> SB
    B2["Backend 2"] --> SB
    SB --> TS
  end

六、站内对照阅读路径

七、学术谱系、工程间隙与开放问题

谱系：三者都落在「页式存储 + 日志保证原子提交」的大传统上；SQLite 的分叉是嵌入式约束优先（Hipp 架构选择；Gaffney et al., PVLDB 2022 讨论其负载边界），PG/InnoDB 的分叉是多连接服务器与更细锁。B-Tree vs LSM 的另一条轴见 rocksdb 与本系列第 4、17 篇。

工程间隙：对照表描述的是机制角色，不是「谁更适合你的 QPS」。文件大小、写冲突率、是否需要网络多租户，会让同一机制轴上的优选翻转——这是第 17 篇的决策树，不是本篇能用一张表关闭的。

开放问题：嵌入式引擎是否应吸收更多服务器级细粒度锁，社区长期克制（第 1、9、10 篇）；服务器引擎是否应提供「库级嵌入」形态（已有进程内扩展尝试，但不是本系列对象）。两边都没有「即将统一」的定论。

常见误解（收束）

5. 「对照表可以当性能排名。」
   机制不同则 benchmark 口径不同；本站不做未实测的跨库排名。

八、小结

三句话小结

1. SQLite 用嵌入式库 + 单文件 + 文件级单写者，删掉了 PG/InnoDB 的服务器进程、网络协议与共享缓冲池。
2. WAL、snapshot、cache、vacuum 等词在三者中同名不同义；运维与排障经验必须换契约再复用。
3. 四轴对照用于建立坐标系；何时选哪一类引擎，见第 17 篇决策树。

参考资料

官方与站内机制（A 级）

1. SQLite Architecture、WAL、Locking、Isolation In SQLite。
2. 本系列第 1、3、7–10、14–15 篇。
3. PostgreSQL 内核、MySQL InnoDB 内核、MVCC。

论文（A 级）

4. Berenson et al., SIGMOD 1995（隔离词汇）。
5. Gaffney et al., SQLite: Past, Present, and Future, PVLDB 2022（嵌入式负载讨论框架）。

站内

6. 本系列 index、PLAN.md、选型与阅读地图。

上一篇：在线备份与 sqlite3_backup
下一篇：选型与阅读地图