SQLite 内核：单文件 · Pager · B-Tree · VDBE · WAL · 锁

SQLite 是怎么做到十亿行每秒的 已经从性能叙事拆过 B-Tree 页面布局、WAL 与 Page Cache；PostgreSQL 内核 与 MySQL InnoDB 内核 讲清了服务器行存怎么用多进程、共享缓冲池和独立 WAL 撑并发。中间仍缺一层：一次 sqlite3_prepare_v2 + sqlite3_step 如何在进程内落到页面，Rollback Journal 与 WAL 如何改写并发与恢复，锁状态机到底允许什么并行。

本系列以 SQLite 3.45.x–3.46.x 为主线，写：

• 单文件格式、页面类型与 B-Tree 分裂。
• Pager / Page Cache 读改写契约。
• VDBE 字节码与 SQL 编译管线。
• Rollback Journal 与 WAL / checkpoint。
• 锁状态机、事务模式与隔离边界。
• 计划器、索引、ATTACH、完整性检查与在线备份。
• 与 PG / InnoDB / DuckDB / RocksDB 的选型收束。

系列状态：已完成（2026-07-18）。 全 17 篇已发布。规划见 PLAN.md。

版本锚定：SQLite 3.45.x–3.46.x 官方文档（Architecture、File Format、WAL、Locking）与源码。实验只使用实际运行过的 CLI / 绑定；不伪造跨库性能排名。

适合谁看

• 在移动端、桌面、边缘设备上嵌入 SQLite 的应用与平台工程师。
• 读完性能单篇，想从「为什么快」下沉到「路径怎么走」的读者。
• 从 PG / InnoDB 过来，想理解砍掉服务器层之后还剩什么的读者。
• 需要在 SQLite / DuckDB / RocksDB 之间做嵌入式选型的工程师。

在知识栈中的位置

一、这个领域最值得关注的 5 个问题

1. 单文件 + 单写者约束下，一次 SELECT 如何零 IPC 落到页面？ → 第 1–5 篇。
2. Rollback Journal 与 WAL 如何改变读写并发与恢复路径？ → 第 7–8 篇。
3. SQLite 的锁状态机允许什么级别的并行？ → 第 9–10 篇。
4. 无独立服务进程时，计划器与索引如何兑现「足够好」的 OLTP？ → 第 11–12 篇。
5. 何时选 SQLite 而非 PG / DuckDB / RocksDB？ → 第 16–17 篇。

二、篇目依赖关系与推荐阅读路径

flowchart TD
  A["01 Embedded overview"] --> B["02 File format"]
  B --> C["03 Pager cache"]
  C --> D["04 B-Tree"]
  D --> E["05 VDBE"]
  E --> F["06 SQL compile"]
  C --> G["07 Rollback journal"]
  G --> H["08 WAL checkpoint"]
  H --> I["09 Locking"]
  I --> J["10 Transactions"]
  F --> K["11 Planner"]
  D --> L["12 Indexes"]
  K --> L
  J --> M["13 ATTACH"]
  H --> N["14 Integrity"]
  N --> O["15 Backup"]
  J --> P["16 PG InnoDB compare"]
  L --> Q["17 Selection"]
  P --> Q
  O --> Q

三、目录与每篇价值点

第一部分：全景与存储路径

1. 嵌入式行存全景：单文件、单写者、零 IPC
   • 生态位地图；与性能单篇、服务器行存、LSM 分工；17 篇路线。
2. 单文件格式与页面头
   • Database header、page size、页类型；file format 锚点。
3. Pager 与 Page Cache
   • 读改写契约、脏页与缓存边界。
4. B-Tree 遍历与分裂
   • 表/索引 B-Tree、cell 布局；Bayer & McCreight 谱系。
5. VDBE 字节码执行
   • sqlite3_step 循环、寄存器与游标。

第二部分：编译与日志

6. SQL 编译管线
   • prepare → 分析 → 代码生成。
7. Rollback Journal 模式
   • 写时拷贝、提交点与 journal 变体。
8. WAL 与 checkpoint
   • -wal/-shm、帧格式、checkpoint 策略。

第三部分：并发与事务

9. 锁状态与 shared cache
   • SHARED → RESERVED → PENDING → EXCLUSIVE。
10. 事务与隔离
    • DEFERRED/IMMEDIATE/EXCLUSIVE；与 ANSI 隔离对照。

第四部分：计划、索引与多库

11. 查询计划器与统计
    • sqlite_stat*、代价估计、EXPLAIN QUERY PLAN。
12. 索引与 covering scan
    • 覆盖索引与自动索引边界。
13. ATTACH / 多库边界
    • 跨库事务与「单文件」叙事的张力。

第五部分：完整性、备份与选型

14. 完整性检查与损坏恢复
    • PRAGMA integrity_check 与修复边界。
15. 在线备份与 sqlite3_backup
    • Hot copy API 与文件级拷贝的语义差。
16. 与 PG / InnoDB 机制对照
    • 进程、WAL、锁、缓冲池对照；不写排名。
17. 选型与阅读地图
    • SQLite vs PG vs DuckDB vs RocksDB；系列收束。

四、与相邻系列的分工

参考

• 系列规划（PLAN.md）
• 数据库内核索引
• 全部系列索引
• SQLite 性能单篇
• PostgreSQL 内核

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