使用Python开发SQLite代理服务器

SQLite数据库使用单个磁盘文件，并且不需要像Oracle、MSSQL、MySQL等数据库管理系统那样启动服务，使用非常灵活方便。但是SQLite也有个很严重的问题，就是没有相应的服务，也没有监听任何端口，因此相应的程序只能访问本地数据库。也就是说，无法分离程序和数据库，只能把程序和数据库放在同一台计算机上。

本文使用Python开发了一个SQLite数据库的服务程序，可以完美地分离程序和数据库。技术要点是Socket编程，在数据库服务器上运行服务程序，该服务程序监听特定端口、执行代理程序发来的SQL语句并返回结果；代理程序负责接收客户端的SQL语句并转发给服务器，然后再把服务器返回的结果转发给客户端。在具体使用时可以在本文代码基础上进行简化和扩展。

服务程序：

##
# 服务器程序，接收代理服务器转发来的SQL指令，并返回结果
#

import sqlite3
import socket
import struct


def getData(sql):
    '''通过给定的SQL SELECT语句返回结果'''
    with sqlite3.connect(r'database.db') as conn:
        cur = conn.cursor()
        cur.execute(sql)
        result = cur.fetchall()
    return result


def doSql(sql):
    '''适用于DELETE/UPDATE/INSERT INTO语句，返回影响的记录条数'''
    with sqlite3.connect(r'database.db') as conn:
        cur = conn.cursor()
        result = cur.execute(sql)
    return result.rowcount


# 创建socket对象，默认使用IPV4+TCP
sockServer = socket.socket()
sockServer.bind(('', 3030))
sockServer.listen(1)

while True:
    # 接收客户端连接
    try:
        conn, addr = sockServer.accept()
    except:
        continue
   
    sql = conn.recv(1024).decode('gbk').lower()
   
    if sql.startswith(('update','delete','insert')):
        try:
            # 首先发送要发送的字节总数量
            # 然后再发送真实数据
            result = str(doSql(sql)).encode('gbk')
            conn.send(struct.pack('i', len(result)))
            conn.send(result)
        except:
            message = b'error'
            conn.send(struct.pack('i', len(message)))
            conn.send(message)
    elif sql.startswith('select'):
        try:
            result = str(getData(sql)).encode('gbk')
            conn.send(struct.pack('i', len(result)))
            conn.send(result)
        except:
            message = b'error'
            conn.send(struct.pack('i', len(message)))
            conn.send(message)

代理程序：

##
# 代理服务器，在SQLite数据库服务器和客户端之间进行指令和数据的转发
# 这样可以把数据库和程序放到两个服务器上进行分离
##

import socket
from threading import Thread
import struct


sockServer = socket.socket()
sockServer.bind(('',5050))
sockServer.listen(50)


def agent(conn):
    # 接收客户端发来的指令，并进行过滤
    sql = conn.recv(1024)
    if not sql.decode('gbk').startswith(('select', 'delete', 'insert','update')):
        message = b'not a sql statement'
        conn.send(struct.pack('i', len(message)))
        conn.send(message)
        return
    else:
        sockClient = socket.socket()
        # 尝试连接服务器
        try:
            sockClient.connect(('10.2.1.3', 3030))
        except:
            message = b'Server not alive'
            conn.send(struct.pack('i', len(message)))
            conn.send(message)
            return
           
        # 向服务程序转发SQL语句
        sockClient.send(sql)

        # 数据量大小，使用sturct序列化一个整数需要4个字节
        size = sockClient.recv(4)
        conn.send(size)

        size = struct.unpack('i', size)[0]
        while True:
            if size == 0:
                break
            elif size > 4096:
                data = sockClient.recv(4096)
                conn.send(data)
                size -= len(data)
            else:
                data = sockClient.recv(size)
                conn.send(data)
                size -= len(data)
        sockClient.close()
    conn.close()


while True:
    conn, _ = sockServer.accept()
    Thread(target=agent, args=(conn,)).start()

模拟客户端程序：

##
# 模拟客户端，向SQLite代理服务器发送指令并接收数据
#

import sqlite3
import socket
import struct


while True:
    sql = input('输入一个要执行的SQL语句：\n')
    # 没有输入，进入下一次循环
    if sql.strip() == '':
        continue
   
    # 输入exit或quit，退出客户端
    if sql in ('exit', 'quit'):
        break

    # 建立socket，尝试连接
    sockClient = socket.socket()
    try:
        sockClient.connect(('10.2.1.3', 5050))       
    except:
        print('服务器异常，请检查')
    else:
        # 发送远程SQL语句
        sockClient.send(sql.encode('gbk'))
        size = sockClient.recv(4)
        size = struct.unpack('i', size)[0]
       
        data = b''
        while True:
            if size == 0:
                break
            elif size > 4096:
                # 注意断包和粘包
                # 虽然设置了4096，但是不一定能够接收4096字节

                #即使缓冲区的数据远多于4096
                t = sockClient.recv(4096)
                data += t
                size -= len(t)
            else:
                t = sockClient.recv(size)
                data += t
                size -= len(t)
        data = data.decode('gbk')
        try:
            data = eval(data)
        except:
            pass
        sockClient.close()
        print(data)