适合嵌入式设备的数据库

FlashDB简介

FlashDB是一款高度优化的嵌入式数据库，专注于提供嵌入式产品的数据存储解决方案。与传统的基于文件系统的数据库不同，FlashDB充分利用Flash存储的特性，以确保出色的性能和可靠性。在占用极少资源的同时，它还尽可能地延长了Flash的使用寿命。

FlashDB提供两种主要数据库模式：

• 键值数据库：这是一种非关系型数据库，它以键值对的形式存储数据，其中键是唯一标识符。键值数据库操作简洁高效，且具有很强的可扩展性。
• 时序数据库：这是一种时间序列数据库，它按照时间顺序存储数据。时序数据库的数据带有时间戳，适合存储大量数据，并具有出色的插入和查询性能。

 

欲了解更多信息，请访问项目链接：FlashDB

应用场景

随着物联网产品种类的增加，运行时产生的数据种类和总量也在不断增加。FlashDB提供了多样化的数据存储解决方案，具有占用资源少、存储容量大的特点，非常适合用于物联网产品。以下是FlashDB的主要应用场景：

键值数据库：

• 存储产品参数
• 保存用户配置信息
• 管理小型文件

时序数据库：

• 存储动态产生的结构化数据，如温湿度传感器采集的环境监测信息、智能手环实时记录的人体健康信息等。
• 记录运行日志，包括产品历史的运行日志和异常告警记录等。

三、主要特性

• 资源占用极低，内存占用几乎为 0 ;
• 支持 多分区，多实例 。数据量大时，可细化分区，降低检索时间；
• 支持 磨损平衡 ，延长 Flash 寿命；
• 支持 掉电保护 功能，可靠性高；
• 支持 字符串及 blob 两种 KV 类型，方便用户操作；
• 支持 KV 增量升级 ，产品固件升级后， KVDB 内容也支持自动升级；
• 支持 修改每条 TSDB 记录的状态，方便用户进行管理；

四、举例

*使用键值数据库存储UUID：*

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#define FDB_LOG_TAG "[main]"

static pthread_mutex_t kv_locker;
static uint32_t init_data = 0;
static struct fdb_kvdb kvdb = { 0 };

static struct fdb_default_kv_node default_kv_table[] = 
{
    {"init_data", &init_data, sizeof(init_data)}, 
};

static void lock(fdb_db_t db)
{
    pthread_mutex_lock((pthread_mutex_t *)db->user_data);
}

static void unlock(fdb_db_t db)
{
    pthread_mutex_unlock((pthread_mutex_t *)db->user_data);
}

int main(void)
{
    fdb_err_t result;
    bool file_mode = true;
    uint32_t sec_size = 4096, db_size = sec_size * 4;
    struct fdb_default_kv default_kv;
    struct fdb_blob blob;

    // 默认 KV 集合
    default_kv.kvs = default_kv_table;
    default_kv.num = sizeof(default_kv_table) / sizeof(default_kv_table[0]);

    // 设置加解锁函数
    pthread_mutex_init(&kv_locker, NULL);
    fdb_tsdb_control(&tsdb, FDB_TSDB_CTRL_SET_LOCK, (void *)lock);
    fdb_tsdb_control(&tsdb, FDB_TSDB_CTRL_SET_UNLOCK, (void *)unlock);

    // 设置扇区
    fdb_kvdb_control(&kvdb, FDB_KVDB_CTRL_SET_SEC_SIZE, &sec_size);

    // 设置数据库最大大小
    fdb_kvdb_control(&kvdb, FDB_KVDB_CTRL_SET_MAX_SIZE, &db_size);
    
    // 设置文件模式
    fdb_kvdb_control(&kvdb, FDB_KVDB_CTRL_SET_FILE_MODE, &file_mode);
    
    // 设置数据库文件夹
    mkdir("fdb_kvdb1", 0777);

    // 初始化KV数据库
    result = fdb_kvdb_init(&kvdb, "env", "fdb_kvdb1", &default_kv, &kv_locker);
    if (result != FDB_NO_ERR) 
    {
        return -1;
    }

    // 写入UUID
    char uuid_str[64] = "3F2504E0-4F89-11D3-9A0C-0305E82C3301";
    fdb_kv_set(&kvdb, "uuid", uuid_str);
    FDB_INFO("create the 'uuid' blob KV, value is: %s\n", uuid_str);

    // 读取UUID
    char *return_value = NULL;
    char dst_uuid_str[64] = {0};
    return_value = fdb_kv_get(&kvdb, "uuid");
    if (return_value != NULL) 
    {
        strncpy(dst_uuid_str, return_value, sizeof(dst_uuid_str));
        FDB_INFO("get the 'uuid' value is: %s\n", dst_uuid_str);
    }

    return 0;
}

fdb_kvdb_init为初始化kv数据库的接口，需要传参：

在初始化kv数据库之前，可根据实际需要调用fdb_kvdb_control接口对数据库进行一些控制设置操作。支持的命令控制字如下：

#define FDB_KVDB_CTRL_SET_SEC_SIZE     0x00             /**
#define FDB_KVDB_CTRL_GET_SEC_SIZE     0x01             /**
#define FDB_KVDB_CTRL_SET_LOCK         0x02             /**
#define FDB_KVDB_CTRL_SET_UNLOCK       0x03             /**
#define FDB_KVDB_CTRL_SET_FILE_MODE    0x09             /**
#define FDB_KVDB_CTRL_SET_MAX_SIZE     0x0A             /**
#define FDB_KVDB_CTRL_SET_NOT_FORMAT   0x0B             /**

这个demo基于Linux系统运行，需要设置成文件模式，存储到文件中进行测试。

初始化 KVDB 前通常需要通过 control 函数设置 加锁回调 与 解锁回调 。对于裸机平台，加锁与解锁回调通常设置为关中断与开中断函数。而 RTOS 平台一般使用 mutex 互斥锁或 二值信号量 的 take 及 release 动作作为加锁与解锁的方式。

更多例子及说明，可以查阅源码及相关文档：

 

https://github.com/armink/FlashDB

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