【SQLite 内核】单文件格式与页面头
内容提要
本文介绍SQLite单文件格式：前100字节为数据库头，记录页大小、版本、计数器等自描述字段；B-Tree页头用1字节区分4种页类型，cell指针数组与内容区相向增长；页1固定为schema根页。通过hexdump实测验证字段，并澄清页大小不可随意更改、页1非用户表等常见误解。
延伸解读
页大小为何不能随意修改
页大小是文件级常量，所有页的物理偏移量都由它决定，因此不支持混合页大小。只有空库才能直接设置，已有数据必须用 VACUUM 重建整个文件。此外，65536 字节的页大小用特殊值 1 表示，这是格式中的编码陷阱，容易误读。
page 1 的真实身份
page 1 恒为 sqlite_schema 表的根页，并非用户表。用户表的根页号记录在 schema 行中，通常从 2 开始，但并非固定。实测中，表 t 的根页为 2，通过 EXPLAIN 的 OpenRead 指令可验证。
cell 布局的动态增长机制
cell pointer array 与 content area 相向增长，插入新 cell 时只需在数组尾部追加指针、在内容区顶部写入数据，无需移动已有 cell。这种设计保证了插入的高效性，但中间空闲区会逐渐缩小，理解这一点有助于后续理解 B-Tree 分裂与页填充。
Q&A
SQLite数据库文件的页大小有什么限制？为什么65536字节的页大小用特殊值1表示？
SQLite数据库的页大小必须是2的整数次幂，范围从512到65536字节。由于页大小字段只有2字节，最大只能表示65535，因此规范规定当该字段值为1时，代表页大小为65536字节。
SQLite数据库文件的前100字节是什么？包含哪些关键字段？
前100字节是数据库头（database header），包含魔数（"SQLite format 3\0"）、页大小、读写版本、预留空间、文件变更计数器、数据库页数、freelist信息、schema cookie、文本编码、用户版本、应用ID等自描述字段。
SQLite的B-Tree页面头中，页类型标志有哪些？分别代表什么？
页类型标志有4种：0x0d（13）表示叶子表B-Tree，0x05（5）表示内部表B-Tree，0x0a（10）表示叶子索引B-Tree，0x02（2）表示内部索引B-Tree。内部页额外包含一个4字节的右子页指针。
SQLite中cell pointer array和content area是如何布局的？为什么插入操作不需要移动已有数据？
cell pointer array从页头之后向页尾方向增长，而cell内容区从页尾向页头方向增长，两者相向增长。插入新cell时，只需在pointer array尾部追加一个指针，并在content area顶部写入新内容，无需移动已有数据，逻辑顺序由pointer array维护。
为什么SQLite的page 1固定是sqlite_schema表的根页？用户表的根页号如何确定？
page 1固定是sqlite_schema表的根页，这是硬编码规则。用户表和索引的根页号记录在sqlite_schema的行中，通常第一个建的表落在page 2，但这不是规范保证的固定值，会随空间分配变化。
SQLite的file change counter和schema cookie有什么区别？
file change counter记录写事务提交的次数，任何INSERT/UPDATE/COMMIT都会使其加1；schema cookie只在DDL（如CREATE TABLE、DROP INDEX）后加1。两者是独立的计数器。
SQLite的页大小可以随意更改吗？如何更改？
页大小不能随意更改。只有在数据库为空（尚无行数据）时，设置PRAGMA page_size才会立即生效；已有数据的库要改页大小，必须配合VACUUM重建整个文件，因为文件格式不支持混合页大小。
SQLite的overflow页是什么？它的作用是什么？
当一条记录太大装不进单个页时，多出的部分会溢出到overflow页链。每个overflow页开头4字节是下一个overflow页的页号（0表示链尾）。overflow阈值的计算保证叶子页至少能容纳4个cell，避免B-Tree退化。
