SQLite là gì? A-Z về Đặc điểm, Lợi ích & So với MySQL/PostgreSQL

Nếu bạn là một lập trình viên mới vào nghề hay một sinh viên CNTT đang tìm hiểu về cơ sở dữ liệu, chắc hẳn bạn đã từng nghe đến thuật ngữ “SQLite”. SQLite được mệnh danh là một trong những hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS) phổ biến nhất thế giới. Vậy điều gì đã làm nên sự đặc biệt của nó? Hãy cùng Fastbyte tìm hiểu mọi điều về SQLite trong bài viết này nhé.

SQLite là gì?

SQLite là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ mã nguồn mở, SQLite không cần một máy chủ (server) riêng biệt để hoạt động, thay vào đó, nó được nhúng trực tiếp vào ứng dụng mà nó phục vụ. Toàn bộ cơ sở dữ liệu, bao gồm cả định nghĩa và dữ liệu, được lưu trữ trong một tệp tin duy nhất trên thiết bị của người dùng.

Với kiến trúc “serverless”, SQLite khác biệt hoàn toàn so với các DBMS truyền thống như MySQL hay PostgreSQL giúp loại bỏ hoàn toàn các bước cài đặt và cấu hình phức tạp. Bạn chỉ cần thêm thư viện SQLite vào dự án của mình là đã có thể bắt đầu sử dụng. Đây chính là lý do khiến SQLite trở thành lựa chọn hàng đầu cho các ứng dụng cần sự gọn nhẹ và dễ dàng triển khai.

Cách hoạt động của SQLite

Cơ chế hoạt động của SQLite vô cùng độc đáo. Khi bạn sử dụng SQLite, bạn không kết nối đến một máy chủ từ xa, thay vào đó, bạn trực tiếp tương tác với tệp tin cơ sở dữ liệu trên máy cục bộ của bạn.

Hệ thống SQLite bao gồm một thư viện C nhỏ gọn, được tích hợp thẳng vào ứng dụng. Khi ứng dụng cần truy cập dữ liệu, nó sẽ gọi các hàm trong thư viện này, thư viện sẽ đọc và ghi dữ liệu trực tiếp vào một tệp tin duy nhất, thường có định dạng .sqlite hoặc .db.

Quá trình này không yêu cầu một tiến trình máy chủ nào chạy ngầm, mọi thao tác đều được xử lý cục bộ, ngay bên trong ứng dụng. Nhờ vậy, SQLite giúp tiết kiệm tài nguyên hệ thống đáng kể và mang lại tốc độ truy cập dữ liệu nhanh chóng, đặc biệt với các tệp tin có dung lượng nhỏ.

Lý do nên sử dụng SQLite là gì?

Theo thống kê, hệ quản trị SQLite là cơ sở dữ liệu được triển khai rộng rãi nhất trên thế giới. Dưới đây là những lý do cốt lõi khiến nó trở nên phổ biến đến vậy, giải quyết trực tiếp những vấn đề mà các lập trình viên thường gặp phải:

• Dễ dàng triển khai và sử dụng: Bạn không cần phải lo lắng về việc cài đặt, cấu hình máy chủ hay quản lý quyền truy cập. Chỉ cần một tệp tin duy nhất là bạn đã có thể bắt đầu.
• Không cần quản trị: SQLite không yêu cầu người dùng phải có kiến thức chuyên sâu về quản trị hệ thống. Các tác vụ như sao lưu, phục hồi hay tối ưu hiệu suất đều đơn giản hơn rất nhiều.
• Tính di động cao (Portable): Toàn bộ cơ sở dữ liệu nằm gọn trong một tệp tin giúp bạn dễ dàng sao chép, di chuyển hoặc chia sẻ cơ sở dữ liệu giữa các máy tính khác nhau.
• Được nhúng sẵn: SQLite được tích hợp mặc định trong nhiều hệ điều hành và ngôn ngữ lập trình. Chẳng hạn, SQLite là một phần của Android, iOS, macOS và được hỗ trợ sẵn trong các phiên bản Python gần đây.

Với những ưu điểm này, không ngạc nhiên khi hệ quản trị SQLite được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng di động, desktop và thiết bị IoT. Đây là giải pháp hoàn hảo cho các dự án cá nhân hoặc những ứng dụng không cần quản lý dữ liệu tập trung.

Đặc điểm nổi bật của SQLite

SQLite sở hữu nhiều đặc điểm nổi bật giúp nó khác biệt so với các hệ quản trị cơ sở dữ liệu khác. Dưới đây là những tính năng chính mà bạn cần biết:

• Nhẹ và gọn: Thư viện lõi rất nhỏ (thường vài trăm KB — kích thước thực tế phụ thuộc build và platform)  giúp các ứng dụng sử dụng SQLite có dung lượng thấp, phù hợp với các thiết bị di động và IoT có tài nguyên hạn chế.
• Mã nguồn mở (Open Source): Mã nguồn của SQLite là mã nguồn mở và hoàn toàn miễn phí cho phép cộng đồng phát triển và đóng góp, đảm bảo tính ổn định và bảo mật của hệ thống.
• Không máy chủ (Serverless): Như đã đề cập, SQLite không cần một tiến trình máy chủ riêng. Nó hoạt động như một thư viện, giảm thiểu độ phức tạp và tài nguyên hệ thống.
• Tuân thủ chuẩn ACID: SQLite tuân thủ các thuộc tính ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability), đảm bảo tính toàn vẹn và đáng tin cậy của dữ liệu trong các giao dịch. Đây là một đặc điểm quan trọng cho mọi hệ quản trị cơ sở dữ liệu.
• Dễ dàng sử dụng: SQLite sử dụng ngôn ngữ truy vấn SQL quen thuộc. Nếu bạn đã có kiến thức về SQL, bạn sẽ không gặp khó khăn gì khi làm việc với SQLite.
• Hỗ trợ đa nền tảng: SQLite có thể chạy trên nhiều hệ điều hành khác nhau như Windows, macOS, Linux, Android và iOS.
• Hỗ trợ phần lớn chuẩn SQL, nhưng không có hỗ trợ trực tiếp cho FULL OUTER JOIN (cần dùng workaround).
• Tích hợp dễ dàng vào ứng dụng dưới dạng thư viện mã nguồn mở viết bằng ANSI-C.
• Trong các tác vụ đọc/ghi cục bộ với tệp nhỏ, SQLite rất nhanh; nhưng với workload nhiều người dùng đồng thời thì DB client-server có lợi thế.
• SQLite có giới hạn lý thuyết rất lớn (tùy phiên bản/build và filesystem), nhưng hiệu suất có thể giảm khi DB rất lớn.

Nhờ những đặc điểm này, SQLite trở thành lựa chọn lý tưởng cho các nhà phát triển muốn xây dựng những ứng dụng nhỏ gọn, hiệu quả và dễ dàng triển khai.

Những lựa chọn thay thế cho SQLite

Mặc dù SQLite là một giải pháp tuyệt vời, nhưng tùy vào mục đích sử dụng mà bạn có thể cân nhắc các lựa chọn khác. Dưới đây là một số hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu có thể thay thế hoặc bổ sung cho SQLite:

• MySQL & PostgreSQL: Đây là hai DBMS quan hệ truyền thống và mạnh mẽ nhất. Chúng rất phù hợp cho các ứng dụng web quy mô lớn, cần quản lý nhiều người dùng đồng thời.
• MariaDB: Là một nhánh (fork) của MySQL, MariaDB cũng có những tính năng tương tự và thường được coi là một sự thay thế đáng tin cậy.
• Firebird: Một DBMS quan hệ khác, cũng có thể hoạt động ở chế độ nhúng tương tự như SQLite nhưng với một số tính năng phức tạp hơn.
• MongoDB (NoSQL): Nếu bạn không cần một cơ sở dữ liệu quan hệ, MongoDB là một lựa chọn NoSQL phổ biến. Nó lưu trữ dữ liệu dưới dạng tài liệu (document) và rất linh hoạt.
• Realm: Đây là một cơ sở dữ liệu dành riêng cho thiết bị di động, được tối ưu hóa cho hiệu suất và dễ sử dụng.
• Core Data (iOS): Một framework của Apple để quản lý dữ liệu trên các thiết bị iOS, macOS.

Mỗi hệ thống có ưu và nhược điểm riêng, vệc lựa chọn công cụ phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của dự án của bạn.

Sự khác nhau giữa SQLite với MySQL và PostgreSQL

Để giúp bạn có cái nhìn rõ ràng nhất giữa SQLite với MySQL và PostgreSQL, Fastbyte đã tổng hợp sự khác biệt chính trong bảng dưới đây:

Ưu nhược điểm của SQLite nên biết

Mỗi công cụ đều có hai mặt của nó. Hiểu rõ ưu và nhược điểm của SQLite sẽ giúp bạn đưa ra quyết định đúng đắn cho dự án của mình.

Ưu điểm của SQLite

Một số ưu điểm nổi bật của SQLite như:

• Gọn nhẹ và dễ dàng tích hợp: Thư viện nhỏ gọn, không cần cấu hình phức tạp, bạn có thể thêm vào bất kỳ dự án nào một cách nhanh chóng.
• Không cần cấu hình và quản trị: Việc không có máy chủ giúp loại bỏ các tác vụ quản trị, giúp lập trình viên tập trung vào việc phát triển ứng dụng.
• Tốc độ truy cập nhanh: Với các truy vấn đơn giản trên tệp tin có dung lượng nhỏ, SQLite cung cấp tốc độ truy cập rất nhanh vì dữ liệu được xử lý ngay trên thiết bị.
• Tính di động cao: Toàn bộ cơ sở dữ liệu nằm trong một tệp tin duy nhất, giúp việc sao lưu và di chuyển trở nên vô cùng thuận tiện.

Nhược điểm của SQLite

Ngoài những lợi ích, SQLite cũng tồn tại một số hạn chế. Những hạn chế của SQLite như:

• Không phù hợp cho ứng dụng đa người dùng: SQLite chỉ hỗ trợ một người dùng truy cập ghi đồng thời. Nếu có nhiều người cùng ghi vào cơ sở dữ liệu, có thể xảy ra tình trạng khóa tệp tin.
• Hạn chế về bảo mật: SQLite không có hệ thống quản lý quyền người dùng. Nếu tệp tin cơ sở dữ liệu bị lộ, dữ liệu bên trong có thể bị truy cập dễ dàng.
• Khả năng xử lý đồng thời kém: Do kiến trúc không có máy chủ, SQLite có thể gặp vấn đề về hiệu suất khi xử lý nhiều truy vấn ghi cùng lúc.

Khi nào nên dùng SQLite thay vì DBMS truyền thống?

SQLite không phải là giải pháp cho mọi vấn đề, nhưng nó là lựa chọn hoàn hảo trong những trường hợp sau:

• Ứng dụng di động và desktop: SQLite là cơ sở dữ liệu mặc định trên Android và iOS, nó lý tưởng để lưu trữ dữ liệu cục bộ trên các thiết bị này, ví dụ như danh bạ, lịch sử tin nhắn hay cấu hình ứng dụng.
• Thiết bị IoT (Internet of Things): Các thiết bị IoT thường có tài nguyên hạn chế, SQLite với kích thước nhỏ gọn và không cần máy chủ là giải pháp hoàn hảo để lưu trữ dữ liệu cảm biến.
• Các dự án cá nhân nhỏ: Nếu bạn đang làm một dự án cá nhân, một ứng dụng nhỏ hay một bản demo, SQLite sẽ giúp bạn tiết kiệm thời gian đáng kể.
• Lưu trữ dữ liệu tạm thời (Cache) và ứng dụng offline: SQLite có thể được dùng để lưu cache cho các ứng dụng web, giúp tăng tốc độ tải trang. Nó cũng rất hiệu quả cho các ứng dụng cần hoạt động mà không có kết nối internet.

Các lệnh trong SQLite

Có hai loại lệnh chính trong hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS) SQLite: các lệnh SQL tiêu chuẩn và các lệnh dot (dấu chấm) dành riêng cho công cụ dòng lệnh sqlite3.

1. Các lệnh SQL

SQLite hỗ trợ phần lớn các lệnh SQL tiêu chuẩn để thao tác với cơ sở dữ liệu. Các lệnh này được phân loại dựa trên chức năng của chúng:

Ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu (DDL – Data Definition Language)

Các lệnh này dùng để tạo và quản lý cấu trúc của cơ sở dữ liệu, bảng, và các đối tượng khác.

• CREATE: Dùng để tạo các đối tượng mới trong cơ sở dữ liệu.
  • CREATE TABLE: Tạo một bảng mới.
  • CREATE INDEX: Tạo một chỉ mục cho bảng.
  • CREATE VIEW: Tạo một khung nhìn.
• ALTER TABLE: Dùng để sửa đổi cấu trúc của một bảng đã tồn tại, ví dụ: thêm, xóa, hoặc sửa đổi cột.
• DROP: Dùng để xóa các đối tượng đã tồn tại khỏi cơ sở dữ liệu.
  • DROP TABLE: Xóa một bảng.
  • DROP INDEX: Xóa một chỉ mục.

Ngôn ngữ thao tác dữ liệu (DML – Data Manipulation Language)

Các lệnh này dùng để thêm, xóa, sửa đổi và truy vấn dữ liệu trong các bảng.

• INSERT INTO: Thêm một bản ghi mới vào bảng.
• SELECT: Truy vấn dữ liệu từ một hoặc nhiều bảng. Đây là một trong những lệnh được sử dụng nhiều nhất.
• UPDATE: Sửa đổi dữ liệu của các bản ghi đã tồn tại trong bảng.
• DELETE FROM: Xóa các bản ghi khỏi bảng.

2. Các lệnh Dot (Meta-commands)

Đây là các lệnh đặc thù của giao diện dòng lệnh sqlite3 và chúng luôn bắt đầu bằng một dấu chấm (.). Các lệnh này không phải là một phần của ngôn ngữ SQL.

• .help: Hiển thị danh sách tất cả các lệnh dot có sẵn cùng với mô tả của chúng.
• .open: Mở một tệp cơ sở dữ liệu SQLite.
• .tables: Liệt kê tất cả các bảng trong cơ sở dữ liệu hiện tại.
• .schema: Hiển thị câu lệnh CREATE của một hoặc tất cả các bảng.
• .quit hoặc .exit: Thoát khỏi công cụ dòng lệnh sqlite3.
• .mode: Thay đổi chế độ hiển thị đầu ra của các truy vấn (ví dụ: column, csv, html).
• .import: Nhập dữ liệu từ một tệp văn bản vào một bảng.
• .dump: Đổ toàn bộ nội dung cơ sở dữ liệu hoặc một bảng cụ thể dưới dạng các câu lệnh SQL.

Khi sử dụng các lệnh SQL trong giao diện sqlite3, hãy nhớ kết thúc mỗi lệnh bằng một dấu chấm phẩy (;), trong khi các lệnh dot thì không cần.

Giải đáp thắc mắc thường gặp về SQLite (FAQs)

SQLite có miễn phí không?

SQLite hoàn toàn miễn phí và là phần mềm mã nguồn mở. Bạn có thể sử dụng cho cả mục đích cá nhân và thương mại mà không phải trả bất kỳ chi phí nào.

SQLite có an toàn không?

Về mặt lý thuyết, SQLite không có cơ chế bảo mật cấp độ người dùng như MySQL. Tuy nhiên, nếu tệp tin cơ sở dữ liệu được mã hóa và bảo vệ đúng cách, dữ liệu vẫn an toàn.

Có thể dùng SQLite với các ngôn ngữ lập trình nào?

SQLite có thể dùng với hầu hết các ngôn ngữ lập trình phổ biến. Python có thư viện sqlite3 tích hợp sẵn. Các ngôn ngữ khác như Java, C#, PHP, JavaScript (Node.js) đều có các thư viện hỗ trợ mạnh mẽ.

SQLite có thể xử lý bao nhiêu dữ liệu?

Mặc dù SQLite được thiết kế cho các dự án nhỏ, nhưng nó có thể xử lý cơ sở dữ liệu có dung lượng lên đến hàng terabyte. Tuy nhiên, hiệu suất sẽ giảm dần khi kích thước tệp tin tăng lên.