之前講了那么多的環境搭建，現在終于可以學習源碼了。官方有一篇講解VFS的文檔，對理解sqlite3的VFS有很大的幫助：

http://www.sqlite.org/vfs.html

1.VFS簡介

      VFS也就是所謂的虛擬文件系統，因為sqlite3運行在不同的平臺上會有不同的文件系統，VFS就是對不同的文件系統做一個統一的接口。

      先來看一下一張圖：

            

這張圖展示了sqlite3的軟件層次結構，主要分為前端和后端，OS層位于最底層，是和系統的磁盤文件存儲直接打交道，在OS層里封裝了VFS。

Sqlit3的VFS體現了跨平臺的特性，雖然不同文件系統的實現是不一樣的，但是接口都是相同的。

2.VFS的組成

VFS最基本的對象是sqlite3_vfs結構體：

typedef struct sqlite3_vfs sqlite3_vfs;
typedef void (*sqlite3_syscall_ptr)(void);
struct sqlite3_vfs {
  int iVersion;            /* Structure version number (currently 3) */
  int szOsFile;            /* Size of subclassed sqlite3_file */
  int mxPathname;          /* Maximum file pathname length */
  sqlite3_vfs *pNext;      /* Next registered VFS */
  const char * zName;       /* Name of this virtual file system */
  void *pAppData;          /* Pointer to application-specific data */
  int (*xOpen)(sqlite3_vfs*, const char *zName, sqlite3_file*,
               int flags, int *pOutFlags);
  int (*xDelete)(sqlite3_vfs*, const char *zName, int syncDir);
  int (*xAccess)(sqlite3_vfs*, const char *zName, int flags, int *pResOut);
  int (*xFullPathname)(sqlite3_vfs*, const char *zName, int nOut, char *zOut);
  void *(*xDlOpen)(sqlite3_vfs*, const char *zFilename);
  void (*xDlError)(sqlite3_vfs*, int nByte, char *zErrMsg);
  void (*(*xDlSym)(sqlite3_vfs*,void*, const char *zSymbol))(void);
  void (*xDlClose)(sqlite3_vfs*, void*);
  int (*xRandomness)(sqlite3_vfs*, int nByte, char *zOut);
  int (*xSleep)(sqlite3_vfs*, int microseconds);
  int (*xCurrentTime)(sqlite3_vfs*, double*);
  int (*xGetLastError)(sqlite3_vfs*, int, char *);
  /*
  ** The methods above are in version 1 of the sqlite_vfs object
  ** definition.  Those that follow are added in version 2 or later
  */
  int (*xCurrentTimeInt64)(sqlite3_vfs*, sqlite3_int64*);
  /*
  ** The methods above are in versions 1 and 2 of the sqlite_vfs object.
  ** Those below are for version 3 and greater.
  */
  int (*xSetSystemCall)(sqlite3_vfs*, const char *zName, sqlite3_syscall_ptr);
  sqlite3_syscall_ptr (*xGetSystemCall)(sqlite3_vfs*, const char *zName);
  const char *(*xNextSystemCall)(sqlite3_vfs*, const char *zName);
  /*
  ** The methods above are in versions 1 through 3 of the sqlite_vfs object.
  ** New fields may be appended in future versions.  The iVersion
  ** value will increment whenever this happens.
  */
};

結構體里定義了一系列函數指針，幾個關鍵的地方是：
int szOsFile： file結構體的大小，繼承自sqlite3_file，分配空間時要用
sqlite3_vfs *pNext;：指向下一個vfs節點的指針
const char * zName：vfs的名字
void *pAppData：這個指針指向一個存儲了各種文件io操作方法的結構體地址，如win下是

typedef struct winVfsAppData winVfsAppData;
struct winVfsAppData {
  const sqlite3_io_methods *pMethod; /* The file I/O methods to use. */
  void *pAppData;                    /* The extra pAppData, if any. */
  BOOL bNoLock;                      /* Non-zero if locking is disabled. */
};
static winVfsAppData winAppData = {
  &winIoMethod,       /* pMethod */
  0,                  /* pAppData */
  0                   /* bNoLock */
};

要實現一個VFS實體，就是實現sqlite3_vfs和sqlite3_io_methods結構體里的一系列方法，即函數指針的實體函數的實現，sqlite3_file結構體作為一個文件句柄的傳入參數，在open時會將sqlite3_file指針強制轉為特定的file指針，該file結構體從sqlite3_file繼承，感覺有點像C++，sqlite3_file相當于一個基類，在不同VFS下有不同的派生類。

3.VFS的類型

在win下的vfs有win32、win32-longpath、win32-none和win32-longpath-none，默認使用的是win32 vfs；在類unix系統下的vfs有unix、unix-dotfil、unix-excl、unix-none等，默認使用的是unix vfs。sqlite3內核在初始化時調用sqlite3_os_init()函數來注冊vfs，sqlite3_os_init()在不同系統下有不同的實現。

除了上面這些在test文件里還實現了一些其他的vfs如

test_demovfs.c：最簡單的vfs,可以學習vfs的基本實現

test_onefile.c：用于嵌入式設備的vfs

test_quota.c:實現了一個名為quota的vfs、功能暫時不清楚，具體見官方文檔

test_multiplex.c:這個vfs好像是用來處理大文件，具體見官方文檔

test_journal.c：這個vfs主要測試回滾日志的存儲

test_vfs.c：這個文件主要實現文件系統出錯的模擬

4.VFS的注冊和使用

如果vfs沒有在sqlite3_os_init()里注冊，那么就要使用sqlite3_vfs_register函數來注冊，其實現如下：

int sqlite3_vfs_register(sqlite3_vfs *pVfs, int makeDflt){
  MUTEX_LOGIC(sqlite3_mutex *mutex;)
#ifndef SQLITE_OMIT_AUTOINIT
  int rc = sqlite3_initialize();
  if( rc ) return rc;
#endif
#ifdef SQLITE_ENABLE_API_ARMOR
  if( pVfs==0 ) return SQLITE_MISUSE_BKPT;
#endif
 
  MUTEX_LOGIC( mutex = sqlite3MutexAlloc(SQLITE_MUTEX_STATIC_MASTER); )
  sqlite3_mutex_enter(mutex);
  vfsUnlink(pVfs);
  if( makeDflt || vfsList==0 ){
    pVfs->pNext = vfsList;
    vfsList = pVfs;
  }else{
    pVfs->pNext = vfsList->pNext;
    vfsList->pNext = pVfs;
  }
  assert(vfsList);
  sqlite3_mutex_leave(mutex);
  return SQLITE_OK;
}

這個函數的傳入參數為要注冊的vfs地址pVfs和makeDflt，將pVfsv存儲到鏈表中，vfsList為頭節點，如果makeDflt不為0，那么pVfs作為頭節點，否則pVfs指向頭節點的下一個節點，這里添加節點時需要加鎖，防止多線程時被重入。

注冊后就可以通過調用sqlite3_open_v2()來替換vfs，下面以demo vfs為示例

    sqlite3_vfs_register(sqlite3_demovfs(), 1);//注冊
    int rc = sqlite3_open_v2("demo.db", &db, SQLITE_OPEN_READWRITE, "demo");//使用demo vfs替換默認的vfs

  在tcl下的使用時，先運行上篇講的tcl擴展程序，輸入以下命令
    register_demovfs #注冊demo vfs
    sqlite3 db example1.db -vfs demo #打開example1.db數據庫，并選擇demo vfs替換默認的vfs。
    db eval {CREATE TABLE t1(a TEXT, b INTEGER)} #新建表
db eval {
   INSERT INTO t1 VALUES('one',1);
   INSERT INTO t1 VALUES('two',2); 
   INSERT INTO t1 VALUES(NULL,3);
}  #插入行
    puts [db eval {SELECT * FROM t1}] #顯示表的所有行，最后輸出結果：
    one 1 two 2 {} 3

  關于sqlite3中tcl的使用參考以下文檔

http://nut.sourceforge.net/drh.html

http://www.sqlite.org/tclsqlite.html