SQLite在存儲在外部的數據庫是以B-Tree來組織的。關于B-tree的細節，參考
**
** Donald E. Knuth, THE ART OF COMPUTER PROGRAMMING, Volume 3:
** "Sorting And Searching", pages 473-480. Addison-Wesley
** Publishing Company, Reading, Massachusetts.
**
基本思想是文件包含的每一頁都包括N個數據庫入口和N+1個指向子頁的指針。文件分成很多頁存儲。為什么這么干，因為內存分頁管理機制鬧得。外存中每個頁就是B樹的一個節點。
----------------------------------------------------------------
| Ptr(0) | Key(0) | Ptr(1) | Key(1) | ... | Key(N-1) | Ptr(N) |
----------------------------------------------------------------
Ptr(0)指向的頁上的所有的key的值都小于Key(0)。所有Ptr(1)指向的頁和子頁的所有的key的值都大于Key(0)，小于Key(1)。所有Ptr(N)指向的頁和子頁的key的值都大于Key(N-1)，等等。

為了知道一個特定的key，需要從磁盤上以O(long(M))來讀取，其中M是樹的階數。內存中找不到了，就發生缺頁中斷。
主要是解決內存中找不到的問題。一方面換出來一些。一方面換進去一些。換進去的時候要找到他們再硬盤的哪個頁面上啊。
（B樹的優點就是適合于用塊兒存儲的存儲設備上。）利用所以，可以知道他們們在哪個頁面上。

在SQLite的實現中，一個文件可以含有1個或的過獨立的BTree。每一個BTree由它的根頁的索引來標識。所有入口的key和數據組成了有效負荷(payload)。數據庫的一頁有一個固定的有效負荷總量。如果負荷大于了預先設定的值，那么剩余的字節就會被存儲在溢出頁上。一個入口的有效負荷再加上前向指針（the preceding pointer）構成了一格(cell)。每一頁都有一個小頭部，包含了Ptr(N)指針和其它一些信息，例如key和數據的大小。

格式細節
一個文件分成了多個頁。第一頁叫做頁1，第二頁叫做頁2，一次類推。頁的個數為0表示沒有頁。頁的大小可以從512 到 65536。每一頁或者是一個btree頁，或者是一個freelist頁，或者是一個溢出頁。
第一頁一定是一個btree頁。第一頁的前面100個字節包含了一個特殊的首部(文件頭)，它是這個文件的描述。
文件頭的個數如下：
** OFFSET SIZE DESCRIPTION
** 0 16 Header string（首部字符串）: "SQLite format 3\000"
** 16 2 Page size in bytes（頁的字節數）.
** 18 1 File format write version（文件寫操作的版本）
** 19 1 File format read version （文件讀操作的版本）
** 20 1 Bytes of unused space at the end of each page（每一頁結尾未使用的字節）
** 21 1 Max embedded payload fraction（最大的嵌入有效負荷分片）
** 22 1 Min embedded payload fraction（最小的嵌入有效負荷分片）
** 23 1 Min leaf payload fraction（最小的頁有效負荷分片）
** 24 4 File change counter （文件變化計數器）
** 28 4 Reserved for future use （保留字節）
** 32 4 First freelist page （第一個freelist頁）
** 36 4 Number of freelist pages in the file （本文件中freelist頁的個數）
** 40 60 15 4-byte meta values passed to higher layers（）
**
所有的整數都是大端的。

每次修改文件時，文件變化計數器都會增加。這個計數器可以讓其他進程知道何時文件被修改了，他們的cache是否需要清理。

最大嵌入有效負荷分片是一頁的所有可用空間，被標準B-tree（非葉數據）表的單獨的一個所能使用的總量。值255代表100%。默認情況下，一格(cell)的最大量被限制為，至少有4格才能填滿一頁。因此，默認的最大嵌入負荷分片是64。

如果一頁的有效負荷大于了最大有效負荷，那么剩下的數據就要被存儲到溢出頁。一旦分配了一個溢出頁，有可能會有許多數據也被轉移到這個溢出頁，但是不會讓格cell的大小小于最小嵌入有效負荷分片的。

最小頁有效負荷分片與最小嵌入有效負荷分片類似，但是它是應用于LEAFDATA tree中的葉節點。一個LEAFDATA的最大有效負荷分片為100%（或者是值255），它不用再首部指定。

BTree的每一頁被分為三部分：首部，格（cell）指針數組，和格cell的內容。頁1還會在頁首部有100字節的文件頭。
**
** |----------------|
** | file header | 100 bytes. Page 1 only.
** |----------------|
** | page header | 8 bytes for leaves. 12 bytes for interior nodes
** |----------------|
** | cell pointer | | 2 bytes per cell. Sorted order.
** | array | | Grows downward
** | | v
** |----------------|
** | unallocated |
** | space |
** |----------------| ^ Grows upwards
** | cell content | | Arbitrary order interspersed with freeblocks.
** | area | | and free space fragments.
** |----------------|
**
頁首部如下圖所示：
**
** OFFSET SIZE DESCRIPTION
** 0 1 Flags. 1: intkey, 2: zerodata, 4: leafdata, 8: leaf
** 1 2 byte offset to the first freeblock
** 3 2 number of cells on this page
** 5 2 first byte of the cell content area
** 7 1 number of fragmented free bytes
** 8 4 Right child (the Ptr(N) value). Omitted on leaves.
**
標志位定義了這個BTree頁的格式。葉leaf標志意味著這一頁沒有孩子children。zerodata0數據表示這一頁只含有key，沒有數據；intkey標志意味著key是一個整數，而且是被存儲在格cell首部的key大小處，而不是在有效負荷區域。

格cell指針數組從頁首部開始。格cell指針數組包含0個或多余2個字節的數字，這個數字代表格cell內容區域中的格cell內容從文件起始位置的偏移量。格cell指針式有序的。系統盡力保證空閑空間位于最后一個格cell指針之后，這樣可以保證新的格cell可以很快的添加，而不用重新整理（defragment）這一頁。

格cell內容存儲在頁的末尾，且是向文件的起始方向增長。

在格cell內容區域中的未使用的空間被收集到鏈表freeblocks上。每一個freeblock至少有4個字節。第一個freeblock的偏移在頁首部給出了。Freeblock是增序的。因為一個freeblock至少有4個字節，所有在格cell內容區域的3個或是哦啊與3個的未用空間不能存在于freeblock鏈表上。這些3個或少于3個的空閑空間被稱為碎片。所有碎片的總個數被記錄下來，存儲于頁首部的偏移7的位置。

** SIZE DESCRIPTION
** 2 Byte offset of the next freeblock
** 2 Bytes in this freeblock
**

格cell是可變長度的。格cell被存儲于頁的末尾格cell內容區域。指向格cell的cell指針數組緊跟在頁首部的后面。格cell不必是連續或者有序的，但是格cell指針是連續和有序的。

格cell內容充分利用了可變長度整數。可變長度整數是從1到9個字節，每個字節的低7位被使用。整個整數由8位的字節組成，其中第一個字節的第8位被清零。整數最重要的字節出現在第一個。可變長度整數一般不多于9個字節。作為一種特殊情況，第九個字節的所有8個字節都會被認為是數據。這就允許了64位整數變編碼為9個字節。
** 0x00 becomes 0x00000000
** 0x7f becomes 0x0000007f
** 0x81 0x00 becomes 0x00000080
** 0x82 0x00 becomes 0x00000100
** 0x80 0x7f becomes 0x0000007f
** 0x8a 0x91 0xd1 0xac 0x78 becomes 0x12345678
** 0x81 0x81 0x81 0x81 0x01 becomes 0x10204081
本篇文章來源于 Linux公社網站(www.jfrwli.cn) 原文鏈接：http://www.jfrwli.cn/Linux/2012-11/75009.htm