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SQLite / LiteDB 单文件数据库为何“清空表后仍占几 GB”？——原理解析与空间回收实战

news 2025/7/21 21:49:11

关键词： SQLite、LiteDB、VACUUM、WAL、auto_vacuum、文件瘦身、数据库维护

在嵌入式或桌面、IoT 网关等场景，很多同学都会选择单文件数据库（SQLite、LiteDB、SQL CE…）。
最近群里一位朋友反馈：

“我的 test.db 已经把业务数据全删光，但文件依旧 3.8 GB！
甚至重启程序也没变小，这是为啥？”

别急，这并不是磁盘“被占用不释放”，而是单文件数据库按页管理、延迟回收的正常机制。本文将：

揭秘删除数据后文件仍超大的五大原因
手把手演示在 Linux / Windows 下 VACUUM / Rebuild 压缩操作
给出线上环境自动瘦身与写放大平衡的最佳实践

1 原理：删除 ≠ 收缩，空闲页仍在文件里

以 SQLite 为例：

固定页 (Page) 结构 – 默认 4 KiB。
DELETE / DROP TABLE 时，记录被打上 unused flag，所在页被挂到 freelist。
文件尾部不会立即截断，因此操作系统看到的文件大小不变。
在 WAL 模式 下，.db-wal 日志同样采用追加写，旧数据也留在磁盘。
只有执行 VACUUM （或 auto_vacuum=FULL 时的新页写满）才会真正搬运存活数据 → 重写文件 → 释放未用 page。

LiteDB（.NET 生态）等其他单文件 DB 也采用相似策略，名字不同（如 Rebuild()）而已。

2 五大常见原因对照表

#	文件仍巨大的原因	是否“异常”	解决手段
1	空闲页积累：大量删除后未 `VACUUM`	⚠️ 正常	`VACUUM;`
2	WAL 日志残留：`.db-wal` + `.db-shm` 未 checkpoint	⚠️ 正常	`PRAGMA wal_checkpoint(TRUNCATE);` 后 `VACUUM;`
3	预扩容：曾设置 `max_page_count`、或工具一次写满	✅ 设计如此	取消限制 → `VACUUM;`
4	隐藏/历史表：程序保留备份、软删除表	取决于需求	删除对象 → `VACUUM;`
5	非 SQLite：LiteDB、ESENT、LevelDB 等	⚠️ 正常	对应的 `Shrink`/`Compact` API

3 手动压缩：三步到位

?? 注意：VACUUM 会生成 同大小临时文件，磁盘需有足够空间并加排他锁，务必在维护时间执行！

# 进入 sqlite3 shell
sqlite3 test.db-- 1) 看看是否在 WAL 模式
PRAGMA journal_mode;-- 2) 手动触发 checkpoint（若是 WAL）
PRAGMA wal_checkpoint(TRUNCATE);-- 3) 查看空闲页统计
PRAGMA freelist_count;-- 4) 真正压缩
VACUUM;.quit

若使用 LiteDB（C#）：

using (var db = new LiteDatabase("test.db"))
{db.Rebuild(); // 等价于 VACUUM
}

压缩后，你会发现文件大小立刻降到 “活跃数据 + 索引” 所需空间。

4 线上环境的最佳实践

启用 WAL

PRAGMA journal_mode=WAL;

并定时

PRAGMA wal_checkpoint(TRUNCATE);

开启 incremental_vacuum + 定期触发
```
PRAGMA auto_vacuum=INCREMENTAL;
PRAGMA incremental_vacuum;      -- 可以指定页数
```
这样每晚只回收 N 页，避免一次性 I/O 峰值。
写扩散 vs. 瘦身平衡
- 全量 VACUUM：文件最小、查询碎片最少，但重写成本高。
- auto_vacuum=INCREMENTAL：每日轻量回收，I/O 峰值低。
  结合业务 QPS、磁盘 IOPS 选择折中方案。
监控 freelist_count + 文件大小
通过 PRAGMA freelist_count; 与 Node 导出指标，当空闲页阈值 > 30 % 时触发压缩任务。

5 FAQ

问题	解答
VACUUM 会锁表吗？	会对整个 DB 加排他锁，期间所有读写被阻塞。WAL 模式也不例外。
磁盘不足怎么压缩？	可先复制到大磁盘、《或》用 `VACUUM INTO 'new.db';` 再替换。
WAL 文件多大合理？	官方建议 < 1 GiB；通过 `PRAGMA wal_checkpoint(TRUNCATE)` 清空到 ~0 字节。
能否自动释放？	设置 `auto_vacuum=FULL`，但写放大会增 I/O；线上更常用 `INCREMENTAL`。