Berkeley DB概述
Berkeley DB是由美國Sleepycat Software公司開發(fā)的一套開放源碼的嵌入式數(shù)據(jù)庫的程序庫（database library），
它為應(yīng)用程序提供可伸縮的、高性能的、有事務(wù)保護(hù)功能的數(shù)據(jù)管理服務(wù)。Berkeley DB為數(shù)據(jù)的存取和管理提供了一組
簡潔的函數(shù)調(diào)用API接口。
它是一個經(jīng)典的C-library模式的toolkit，為程序員提供廣泛豐富的函數(shù)集，是為應(yīng)用程序開發(fā)者提供工業(yè)級強(qiáng)度的
數(shù)據(jù)庫服務(wù)而設(shè)計的。其主要特點如下：
嵌入式（Embedded）：它直接鏈接到應(yīng)用程序中，與應(yīng)用程序運行于同樣的地址空間中，因此，無論是在網(wǎng)絡(luò)上不同
計算機(jī)之間還是在同一臺計算機(jī)的不同進(jìn)程之間，數(shù)據(jù)庫操作并不要求進(jìn)程間通訊。
Berkeley DB為多種編程語言提供了API接口，其中包括C、C++、Java、Perl、Tcl、Python和PHP，所有的數(shù)據(jù)庫操作
都在程序庫內(nèi)部發(fā)生。多個進(jìn)程，或者同一進(jìn)程的多個線程可同時使用數(shù)據(jù)庫，有如各自單獨使用，底層的服務(wù)如加鎖、
事務(wù)日志、共享緩沖區(qū)管理、內(nèi)存管理等等都由程序庫透明地執(zhí)行。
輕便靈活（Portable）：它可以運行于幾乎所有的UNIX和Linux系統(tǒng)及其變種系統(tǒng)、Windows操作系統(tǒng)以及多種嵌入式實
時操作系統(tǒng)之下。它在32位和64位系統(tǒng)上均可運行，已經(jīng)被好多高端的因特網(wǎng)服務(wù)器、臺式機(jī)、掌上電腦、機(jī)頂盒、網(wǎng)絡(luò)
交換機(jī)以及其他一些應(yīng)用領(lǐng)域所采用。一旦Berkeley DB被鏈接到應(yīng)用程序中，終端用戶一般根本感覺不到有一個數(shù)據(jù)庫
系統(tǒng)存在。
可伸縮（Scalable）：這一點表現(xiàn)在很多方面。Database library本身是很精簡的（少于300KB的文本空間），但它
能夠管理規(guī)模高達(dá)256TB的數(shù)據(jù)庫。它支持高并發(fā)度，成千上萬個用戶可同時操縱同一個數(shù)據(jù)庫。Berkeley DB能以足夠小
的空間占用量運行于有嚴(yán)格約束的嵌入式系統(tǒng)，也可以在高端服務(wù)器上耗用若干GB的內(nèi)存和若干TB的磁盤空間。
Berkeley DB在嵌入式應(yīng)用中比關(guān)系數(shù)據(jù)庫和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫要好，有以下兩點原因：
（1）因為數(shù)據(jù)庫程序庫同應(yīng)用程序在相同的地址空間中運行，所以數(shù)據(jù)庫操作不需要進(jìn)程間的通訊。在一臺機(jī)器的
不同進(jìn)程間或在網(wǎng)絡(luò)中不同機(jī)器間進(jìn)行進(jìn)程通訊所花費的開銷，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于函數(shù)調(diào)用的開銷；
（2）因為Berkeley DB對所有操作都使用一組API接口，因此不需要對某種查詢語言進(jìn)行解析，也不用生成執(zhí)行計劃，
大大提高了運行效.
BerkeleyDB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
Berkeley DB由五個主要的子系統(tǒng)構(gòu)成.包括: 存取管理子系統(tǒng)、內(nèi)存池管理子系統(tǒng)、事務(wù)子系統(tǒng)、鎖子系統(tǒng)以及日志子系統(tǒng)。
其中存取管理子系統(tǒng)作為Berkeley DB數(shù)據(jù)庫進(jìn)程包內(nèi)部核心組件，而其他子系統(tǒng)都存在于Berkeley DB數(shù)據(jù)庫進(jìn)程包的外部。
每個子系統(tǒng)支持不同的應(yīng)用級別。
1.數(shù)據(jù)存取子系統(tǒng)
數(shù)據(jù)存取（Access Methods）子系統(tǒng)為創(chuàng)建和訪問數(shù)據(jù)庫文件提供了多種支持。Berkeley DB提供了以下四種文件存儲方法：
哈希文件、B樹、定長記錄（隊列）和變長記錄（基于記錄號的簡單存儲方式），應(yīng)用程序可以從中選擇最適合的文件組織結(jié)構(gòu)。
程序員創(chuàng)建表時可以使用任意一種結(jié)構(gòu)，并且可以在同一個應(yīng)用程序中對不同存儲類型的文件進(jìn)行混合操作。
在沒有事務(wù)管理的情況下，該子系統(tǒng)中的模塊可單獨使用，為應(yīng)用程序提供快速高效的數(shù)據(jù)存取服務(wù)。
數(shù)據(jù)存取子系統(tǒng)適用于不需事務(wù)只需快速格式文件訪問的應(yīng)用。
2.內(nèi)存池管理子系統(tǒng)
內(nèi)存池（Memory pool）子系統(tǒng)對Berkeley DB所使用的共享緩沖區(qū)進(jìn)行有效的管理。它允許同時訪問數(shù)據(jù)庫的多個進(jìn)程或者
進(jìn)程的多個線程共享一個高速緩存，負(fù)責(zé)將修改后的頁寫回文件和為新調(diào)入的頁分配內(nèi)存空間。
它也可以獨立于Berkeley DB系統(tǒng)之外，單獨被應(yīng)用程序使用，為其自己的文件和頁分配內(nèi)存空間。
內(nèi)存池管理子系統(tǒng)適用于需要靈活的、面向頁的、緩沖的共享文件訪問的應(yīng)用。
3.事務(wù)子系統(tǒng)
事務(wù)（Transaction）子系統(tǒng)為Berkeley DB提供事務(wù)管理功能。它允許把一組對數(shù)據(jù)庫的修改看作一個原子單位，
這組操作要么全做，要么全不做。在默認(rèn)的情況下，系統(tǒng)將提供嚴(yán)格的ACID事務(wù)屬性，但是應(yīng)用程序可以選擇不使用系統(tǒng)所作的
隔離保證。該子系統(tǒng)使用兩段鎖技術(shù)和先寫日志策略來保證數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的正確性和一致性。
它也可以被應(yīng)用程序單獨使用來對其自身的數(shù)據(jù)更新進(jìn)行事務(wù)保護(hù)。事務(wù)子系統(tǒng)適用于需要事務(wù)保證數(shù)據(jù)的修改的應(yīng)用。
4.鎖子系統(tǒng)
鎖（Locking）子系統(tǒng)為Berkeley DB提供鎖機(jī)制，為系統(tǒng)提供多用戶讀取和單用戶修改同一對象的共享控制。
數(shù)據(jù)存取子系統(tǒng)可利用該子系統(tǒng)獲得對頁或記錄的讀寫權(quán)限；事務(wù)子系統(tǒng)利用鎖機(jī)制來實現(xiàn)多個事務(wù)的并發(fā)控制。
該子系統(tǒng)也可被應(yīng)用程序單獨采用。鎖子系統(tǒng)適用于一個靈活的、快速的、可設(shè)置的鎖管理器。
5.日志子系統(tǒng)
日志（Logging）子系統(tǒng)采用的是先寫日志的策略，用于支持事務(wù)子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)，保證數(shù)據(jù)一致性。
它不大可能被應(yīng)用程序單獨使用，只能作為事務(wù)子系統(tǒng)的調(diào)用模塊。
以上幾部分構(gòu)成了整個Berkeley DB數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。各部分的關(guān)系如下圖所示：
在這個模型中，應(yīng)用程序直接調(diào)用的是數(shù)據(jù)存取子系統(tǒng)和事務(wù)管理子系統(tǒng)，這兩個系統(tǒng)進(jìn)而調(diào)用更下層的內(nèi)存管理子系統(tǒng)、
鎖子系統(tǒng)和日志子系統(tǒng)。
由于幾個子系統(tǒng)相對比較獨立，所以應(yīng)用程序在開始的時候可以指定哪些數(shù)據(jù)管理服務(wù)將被使用?？梢匀渴褂?，
也可以只用其中的一部分。例如，如果一個應(yīng)用程序需要支持多用戶并發(fā)操作，但不需要進(jìn)行事務(wù)管理，那它就可以
只用鎖子系統(tǒng)而不用事務(wù)。有些應(yīng)用程序可能需要快速的、單用戶、沒有事務(wù)管理功能的B樹存儲結(jié)構(gòu)，那么應(yīng)用程序
可以使鎖子系統(tǒng)和事務(wù)子系統(tǒng)失效，這樣就會減少開銷。
BerkeleyDB存儲功能概述
Berkeley DB所管理數(shù)據(jù)的邏輯組織單位是若干個獨立或有一定關(guān)系的數(shù)據(jù)庫(database)，
每個數(shù)據(jù)庫由若干記錄組成，這些記錄全都被表示成(key，value)的形式.
如果把一組相關(guān)的(key，value)對也看作一個表的話，那么每一個數(shù)據(jù)庫只允許存放一個table，
這一點不同于一般的關(guān)系數(shù)據(jù)庫。實際上，在Berkeley DB中所提到的“數(shù)據(jù)庫”，相當(dāng)于一般關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的表；
而“key/data”對相當(dāng)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的行(rows)；Berkeley DB不提供關(guān)系數(shù)據(jù)庫中列直接訪問的功能，
而是在“key/data”對中的data項中通過實際應(yīng)用來封裝字段(列)。
在物理組織上，每一個數(shù)據(jù)庫在創(chuàng)建的時候可以由應(yīng)用程序根據(jù)其數(shù)據(jù)特點來選擇一種合適的存儲結(jié)構(gòu)。
可供選擇的四種文件存儲結(jié)構(gòu)分別是：哈希文件、B樹、定長記錄(隊列)和變長記錄(基于記錄號的簡單存儲方式)。
一個物理的文件中可以只存放一個單獨的數(shù)據(jù)庫，也可以存放若干相關(guān)或不相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，而且這些數(shù)據(jù)庫
可以分別采用除隊列之外任意不同的組織方式，以隊列組織的數(shù)據(jù)庫只能單獨存放于一個文件，不能同其他存儲類型混合存放。
一個文件除了受最大文件長度和存儲空間的約束之外，理論上可以存儲任意多個數(shù)據(jù)庫。
因此系統(tǒng)定位一個數(shù)據(jù)庫通常需要兩個參數(shù)——“文件名”和“數(shù)據(jù)庫名”，這也是Berkeley DB不同于
一般關(guān)系數(shù)據(jù)庫的地方。
Berkeley DB存儲系統(tǒng)為應(yīng)用程序提供了一系列的接口函數(shù)，用于對數(shù)據(jù)庫的管理和操作。其中包括：
(1)數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、打開、關(guān)閉、刪除、重命名等，以及對數(shù)據(jù)的檢索和增刪改操作；
(2)提供一些附加的功能，例如讀取數(shù)據(jù)庫狀態(tài)信息、讀取所在文件的信息、讀取所在數(shù)據(jù)庫環(huán)境的信息、
清空數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容、數(shù)據(jù)庫的同步備份、版本升級、提示出錯信息等等；
(3)系統(tǒng)還提供了游標(biāo)機(jī)制，用于存取和訪問成組的數(shù)據(jù)，以及對兩個或多個相關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行關(guān)聯(lián)和等值連接操作；
(4)系統(tǒng)還給出了一些接口函數(shù)用于對存取策略進(jìn)行優(yōu)化配置，比如應(yīng)用程序可以自己設(shè)置B樹的排序比較函數(shù)、
每頁中存放key的最少數(shù)目，哈希桶的填充因子、哈希函數(shù)、哈希表最大長度，隊列的最大長度，數(shù)據(jù)庫存放的字節(jié)順序，
底層存儲頁的大小，內(nèi)存分配函數(shù)，高速緩存的大小，定長記錄的大小和填充位，變長記錄所用的分隔符等等。
Firebird DB 簡介
Firebird Embeded Database。作為一款單文件型小型數(shù)據(jù)庫，Firebird 具有很多吸引人的特征，比如支持事務(wù)、支持存儲過程、觸發(fā)器等，而且 Embeded 版本的 Firebird 在 .NET 開發(fā)中只需要拷貝兩個文件：一個 fbembed.dll （非托管但不需要注冊的動態(tài)鏈接庫）和一個 ADO.NET Data Provider 的 FirebirdSql.Data.Firebird.dll。這些特征都非常適合那些需要在客戶端存儲一些數(shù)據(jù)，但又不想安裝數(shù)據(jù)庫（比如MSDE）軟件的情形。
據(jù)稱，在國外，需要使用客戶端數(shù)據(jù)庫的情況中，有30%左右的開發(fā)者選擇Access，有30%的開發(fā)者選擇MSDE 2000，有30%的開發(fā)者選擇Embedded Firebird，剩余10%選擇其他小型數(shù)據(jù)庫，如SQLite，MySQL 等。
上面所說的Access，MSDE 2000，Embedded Firebird，SQLite等都是可以免費再分發(fā)（free redistributable）的數(shù)據(jù)庫。相比而言，MSDE 2000 顯著缺點是需要安裝，最大優(yōu)點是和服務(wù)器端的 SQL Server 編程模型一致，開發(fā)便利。Access的顯著缺點是功能較少，不支持事務(wù)等常用功能，最大優(yōu)點是簡單、多數(shù)開發(fā)者都很熟悉，部署也很方便。SQLite支持事務(wù)，也是一款單文件數(shù)據(jù)庫，比較不足的是 .NET Data Provider 還不是很成熟。Firebird則同時具有：單文件、部署簡單不需安裝（只需 XCOPY 兩個文件）、支持事務(wù)、存儲過程、觸發(fā)器，.NET Data Provider比較穩(wěn)定成熟等優(yōu)點。
Firebird 本身有SuperServer和Embedded版本之分，后者只能本機(jī)訪問，不接受TCP連接。對于開發(fā)者而言，從Embedded數(shù)據(jù)庫切換到SuperServer，只需更改數(shù)據(jù)庫連接串中的ServerType值就行。
SQLite DB
SQLite的源代碼是C，其源代碼完全開放。SQLite第一個Alpha版本誕生于2000年5月。今年5月，SQLite又迎來了一個新的里程一SOLite 3。
SQLite有以下特性：支持ACID事務(wù)；零配置一無需安裝和管理配置；儲存在單一磁盤文件中的一個完整的數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)庫文件可以在不同字節(jié)順序的機(jī)器間自由共享；支持?jǐn)?shù)據(jù)庫大小至2TB；足夠小，全部源碼大致3萬行c代碼，250KB；比目前流行的大多數(shù)數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)的操作要快；提供了對事務(wù)功能和并發(fā)處理的支持，應(yīng)用Transaction既保證了數(shù)據(jù)的完整性，也會提高運行速度，因為多條語句一起提交給數(shù)據(jù)庫的速度會比一條一條的提交方式更快；獨立，沒有額外依賴。SQL語言很大程度上實現(xiàn)了ANSI SQL92標(biāo)準(zhǔn)，特別是支持視圖、觸發(fā)器、事務(wù)，支持嵌套SQL
eXtremeDB 內(nèi)存式實時數(shù)據(jù)庫
eXtremeDB 是美國 McObject 公司的產(chǎn)品。該公司位于華盛頓州，在編譯器、實時編程、數(shù)據(jù)管理及內(nèi)核級驅(qū)動程序方面有 30 多年的從業(yè)經(jīng)驗。
McObject 產(chǎn)品包括 eXtremeDB 內(nèi)存式數(shù)據(jù)庫、 SQL 功能支持 eXtremeSQL 、交易日志支持 eXtremeLog 、高可用性支持 eXtremeHA 及 eXtremeWS 嵌入式 Web Server 等。其中 eXtremeDB 是其基本產(chǎn)品； eXtremeSQL 提供 SQL 支持功能； eXtremeLog 提供交易日志支持功能； eXtremeHA 為 eXtremeDB 提供高可用性功能； eXtremeWS 與 eXtremeDB 無縫集成，使得用戶可以通過 Web 方式訪問、使用數(shù)據(jù)庫
eXtremeDB 與同類產(chǎn)品不同之處首先在于它不基于任何文件系統(tǒng)。
實時數(shù)據(jù)庫不是一個特別新的概念，主要以管理實時數(shù)據(jù)為目的。這些實時數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)大多借鑒企業(yè)數(shù)據(jù)庫的概念，進(jìn)行面向?qū)崟r應(yīng)用的優(yōu)化，如通過 RAM Disk 或 Cache 等機(jī)制減少對磁盤的訪問從而提高數(shù)據(jù)庫的性能。這種優(yōu)化一定程度上改進(jìn)了數(shù)據(jù)庫的速度，但由于不是特地為實時數(shù)據(jù)管理而設(shè)計，依然要保留諸如緩存、文件 I/O 操作等機(jī)制，對實時性能的提升幅度有限，不能完全滿足實際工作的需要，大多數(shù)用戶還是使用自己設(shè)計的數(shù)據(jù)庫管理程序管理實時數(shù)據(jù)。歷史上，為了管理實時數(shù)據(jù)， McObject 公司經(jīng)常要進(jìn)行企業(yè)數(shù)據(jù)庫的裁減。由于這樣的工作量很大，最終促使 McObject 公司推出了 eXtremeDB 這一專門以實時數(shù)據(jù)管理為市場的新產(chǎn)品。
eXtremeDB 與同類產(chǎn)品不同之處還在于 eXtremeDB 是內(nèi)聯(lián)庫結(jié)構(gòu)，而大多數(shù)同類產(chǎn)品采用的是 C/S 結(jié)構(gòu)。 C/S 結(jié)構(gòu)管理實時數(shù)據(jù)的一個不利之處在于由此引入的任務(wù)間通信不確定性。而內(nèi)聯(lián)庫剔除了這種不定性。
作為實時數(shù)據(jù)庫， eXtremeDB 是如何提高其實時性能的？
作為面向?qū)崟r數(shù)據(jù)管理的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)， eXtremeDB 通過以下措施提高其實時性能：
根據(jù)用戶數(shù)據(jù)特征生成 API ；數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存中不基于任何文件系統(tǒng)，取消了文件 I/O 操作的開銷；省略了 Cache 開銷；由于不基于文件系統(tǒng)，系統(tǒng)優(yōu)化不再以減少文件訪問為目的，而是以減少 CPU 開銷為目的，因此是更高層次的優(yōu)化；如同實時操作系統(tǒng)一樣，交易賦予優(yōu)先級，保證關(guān)鍵交易的實時性。
是的， eXtremeDB 是嵌入式數(shù)據(jù)庫。其基本開銷可以小到 60K 字節(jié)左右；管理實時數(shù)據(jù)的空間的額外開銷只有 20 ％。由于 API 是根據(jù)用戶數(shù)據(jù)特征產(chǎn)生的，調(diào)用這些 API 就可以使用 eXtremeDB 管理實時數(shù)據(jù)，因此， eXtremeDB 天然地與用戶程序集成在一起。所以， eXtremeDB 是嵌入式數(shù)據(jù)庫。這里，有一點要補充說明一下，有些基于文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫由于尺寸可以剪裁，因此，在運行的時候可以在 Flash 或 RAM Disk 上工作。這樣的數(shù)據(jù)庫可以說是可嵌入的；而 eXtremeDB 不依賴文件系統(tǒng)、完全嵌入在應(yīng)用程序中，因此才是真正嵌入式的。
嵌入式系統(tǒng)通常是緊湊系統(tǒng)，即小系統(tǒng)。對于大量實時數(shù)據(jù)需要管理的情形， eXtremeDB 是否勝任？
這一點要特別指出： eXtremeDB 首先是一個實時數(shù)據(jù)庫，而后才是嵌入式數(shù)據(jù)庫。由于實時數(shù)據(jù)管理對時間空間效率的要求非常高，完成同樣工作的資源要求更少。因此，在資源緊湊型系統(tǒng)中， eXtremeDB 就的優(yōu)點就顯示出來了。所以， eXtremeDB 開銷超小并與應(yīng)用程序天然集成實現(xiàn)嵌入，這并不意味著 eXtremeDB 只能管理小系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。 eXtremeDB 是嵌入式的，但并不要求應(yīng)用系統(tǒng)是嵌入式的。應(yīng)用系統(tǒng)可以是嵌入式系統(tǒng)如手機(jī)、家庭網(wǎng)管、機(jī)頂盒、數(shù)字電視等，也可以是桌面系統(tǒng)或服務(wù)器系統(tǒng)如核心路由器、呼叫中心、金融交易系統(tǒng)等。大系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)管理更是 eXtremeDB 的長處，這一點已經(jīng)在國內(nèi)外的實際使用中得到了印證。
mSQL嵌入式數(shù)據(jù)庫
mSQL(mini SQL)是一個單用戶數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，個人使用免費，商業(yè)使用收費。由于它的短小精悍，使其開發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng)特別受到互聯(lián)網(wǎng)用戶青睞。mSQL(mini SQL)是一種小型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫,性能不是太好,對SQL語言的支持也不夠完全,但在一些網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用中是足夠了。由于mSQL較簡單，在運行簡單的SQL語句時速度比MySQL略快，而MySQL在線程和索引上下了功夫,運行復(fù)雜的SQL語句時比mSQL,PostgreSQL等都要快一些。MSQL的網(wǎng)址是：http://www.hughes.com.au ，最新版本是2005年5月8日發(fā)布的3.7。MSQL的標(biāo)志是一個鹿。
mSQL的技術(shù)特點：
安全性方面,mSQL通過ACL文件設(shè)定各主機(jī)上各用戶的訪問權(quán)限,缺省是 全部可讀/寫。mSQL缺乏 ANSI SQL 的大多數(shù)特征，它僅僅實現(xiàn)了一個最最少的API，沒有事務(wù)和參考完整性。mSQL與Lite（一種類似C的腳本語言，與分發(fā)一起發(fā)行）緊密結(jié)合，可以得到一個稱為 W3-mSQL的一個網(wǎng)站集成包，它是JDBC、ODBC、Perl和PHP API。
