使用Python备份SQLite数据库的完整过程(附详细代码)_Python

1. 引言：为什么备份 sqlite 数据库至关重要？

数据是任何应用程序的核心资产。无论是个人项目还是商业应用，数据的丢失都可能带来灾难性后果。对于 sqlite 数据库而言，备份更是不可或缺的实践。

1.1 sqlite 数据库的特点

文件型数据库：sqlite 数据库以单个文件形式存储在文件系统中（通常是 .db 或 .sqlite 扩展名）。
零配置、嵌入式：无需独立的服务器进程，直接嵌入到应用程序中。
高可用性：在应用程序内部直接访问数据，但在数据丢失时恢复复杂。

1.2 备份的常见场景与挑战

数据损坏：硬件故障、操作系统崩溃、程序错误等都可能导致数据库文件损坏。
意外删除或修改：用户或应用程序的错误操作可能导致数据丢失或错误修改。
迁移与升级：在数据库迁移到新系统或进行 schema 升级前，备份是安全保障。
版本控制：为数据库的不同状态创建快照。

对于 sqlite 这种文件型数据库，最简单的备份方式似乎是直接复制文件。然而，如果数据库在复制过程中处于活跃写入状态，直接复制可能导致备份文件不一致或损坏。这就是 sqlite3.connection.backup() 方法发挥作用的地方。

2. 核心方法：sqlite3.connection.backup()

python sqlite3 模块提供了一个名为 backup() 的强大方法，它允许你在数据库运行时进行安全、一致的备份。

2.1backup()方法的工作原理

backup() 方法实现了 sqlite 数据库的在线备份 api。它通过以下方式工作：

它在一个源数据库连接和一个目标数据库连接之间进行操作。
它会逐页地将源数据库的数据复制到目标数据库。
在复制过程中，它会确保数据的一致性，这意味着即使在备份期间源数据库有写入操作，备份文件也是一个在某个时间点上一致的快照。
这个过程是非阻塞的，源数据库在备份期间可以继续进行读写操作。

2.2backup()的优势：原子性、一致性、非阻塞

原子性：备份操作要么完全成功，要么不成功（如果失败则不会留下损坏的备份文件）。
一致性：生成的备份文件是源数据库在备份开始时的一个完整、一致的副本，即使在备份过程中源数据库被修改。
非阻塞：源数据库可以继续接受读写请求，不会因为备份操作而被锁定。

2.3 方法签名与参数

source_connection.backup(target_connection, *, pages=-1, progress=none, name='main', sleep=0.250)

target_connection: 目标数据库的 sqlite3.connection 对象。备份的数据将写入这个连接。
pages: 每次迭代复制的最大页数。默认为 -1，表示一次性复制所有剩余页。对于大型数据库，可以设置一个较小的正整数来分批复制，以便在备份过程中进行其他操作或更新进度。
progress: 一个可选的 callable 对象 (函数或方法)，用于报告备份进度。它会在每次复制一批页后被调用。该 callable 接受三个整数参数：
1. status: 当前已复制的页数。
2. remaining: 剩余未复制的页数。
3. total: 数据库的总页数。
name: 要备份的源数据库的名称。默认为 'main'。这在处理附加数据库 (attached databases) 时有用。
sleep: 在每次 pages 批次复制后，进程休眠的时间（秒）。默认为 0.250 秒。这可以减少备份操作对源数据库性能的影响。

3. 分步实现：使用backup()进行备份

3.1准备：创建示例源数据库

首先，我们需要一个包含一些数据的 sqlite 数据库文件作为源，以便进行备份。

import sqlite3
import os

source_db = "my_app.db"
backup_db = "my_app_backup.db"

def create_sample_db(db_filepath):
    """创建并填充一个示例sqlite数据库。"""
    print(f"\n--- creating sample database: {db_filepath} ---")
    conn = sqlite3.connect(db_filepath)
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute('''
        create table if not exists users (
            id integer primary key autoincrement,
            name text not null,
            email text unique,
            age integer
        );
    ''')
    # 插入一些数据，如果表为空
    cursor.execute("select count(*) from users;")
    if cursor.fetchone()[0] == 0:
        cursor.execute("insert into users (name, email, age) values ('alice', 'alice@example.com', 30);")
        cursor.execute("insert into users (name, email, age) values ('bob', 'bob@example.com', 25);")
        cursor.execute("insert into users (name, email, age) values ('charlie', 'charlie@example.com', 35);")
        conn.commit()
        print(f"  inserted 3 sample users into '{db_filepath}'.")
    else:
        print(f"  '{db_filepath}' already contains data. skipping insertion.")
    conn.close()

def cleanup_files(*filenames):
    """删除指定的文件。"""
    print("\n--- cleaning up files ---")
    for filename in filenames:
        if os.path.exists(filename):
            os.remove(filename)
            print(f"  deleted file: {filename}")

3.2建立源数据库连接

打开源数据库文件，获得一个 sqlite3.connection 对象。

source_conn = sqlite3.connect(source_db)

3.3建立目标备份数据库连接

打开目标备份文件（如果文件不存在，sqlite3.connect() 会自动创建它）。

backup_conn = sqlite3.connect(backup_db)

3.4执行备份操作

调用源连接对象的 backup() 方法，并传入目标连接。

try:
    source_conn.backup(backup_conn)
    print(f"backup of '{source_db}' to '{backup_db}' completed successfully.")
except sqlite3.error as e:
    print(f"error during backup: {e}")

3.5关闭连接与资源管理

无论备份成功与否，都应该关闭两个数据库连接，释放资源。

finally:
    if source_conn:
        source_conn.close()
    if backup_conn:
        backup_conn.close()

4. python 代码示例

import sqlite3
import os

# --- configuration ---
source_db = "my_application.db"
backup_db = "my_application_backup.db"

# --- helper functions (defined above, repeated for clarity) ---
def create_sample_db(db_filepath):
    """创建并填充一个示例sqlite数据库。"""
    print(f"\n--- creating sample database: {db_filepath} ---")
    conn = sqlite3.connect(db_filepath)
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute('''
        create table if not exists users (
            id integer primary key autoincrement,
            name text not null,
            email text unique,
            age integer
        );
    ''')
    cursor.execute("select count(*) from users;")
    if cursor.fetchone()[0] == 0:
        cursor.execute("insert into users (name, email, age) values ('alice', 'alice@example.com', 30);")
        cursor.execute("insert into users (name, email, age) values ('bob', 'bob@example.com', 25);")
        cursor.execute("insert into users (name, email, age) values ('charlie', 'charlie@example.com', 35);")
        conn.commit()
        print(f"  inserted 3 sample users into '{db_filepath}'.")
    else:
        print(f"  '{db_filepath}' already contains data. skipping insertion.")
    conn.close()

def cleanup_files(*filenames):
    """删除指定的文件。"""
    print("\n--- cleaning up files ---")
    for filename in filenames:
        if os.path.exists(filename):
            os.remove(filename)
            print(f"  deleted file: {filename}")

# --- core backup function ---
def perform_backup(source_db_path, backup_db_path):
    """
    使用 sqlite3.connection.backup() 方法备份 sqlite 数据库。
    """
    print(f"\n--- starting backup from '{source_db_path}' to '{backup_db_path}' ---")
    source_conn = none
    backup_conn = none
    try:
        source_conn = sqlite3.connect(source_db_path)
        backup_conn = sqlite3.connect(backup_db_path)
        
        # 执行备份操作
        source_conn.backup(backup_conn)
        
        print(f"backup of '{source_db_path}' to '{backup_db_path}' completed successfully.")
        return true
    except sqlite3.error as e:
        print(f"error during backup: {e}")
        return false
    except exception as e:
        print(f"an unexpected error occurred: {e}")
        return false
    finally:
        if source_conn:
            source_conn.close()
        if backup_conn:
            backup_conn.close()

# --- verification function ---
def verify_backup(db_filepath):
    """验证备份数据库是否存在并包含数据。"""
    print(f"\n--- verifying backup: {db_filepath} ---")
    if not os.path.exists(db_filepath):
        print(f"  error: backup file '{db_filepath}' does not exist.")
        return false

    conn = none
    try:
        conn = sqlite3.connect(db_filepath)
        cursor = conn.cursor()
        cursor.execute("select count(*) from users;")
        row_count = cursor.fetchone()[0]
        print(f"  backup file '{db_filepath}' exists and contains {row_count} rows in 'users' table.")
        
        # 打印一些示例数据
        cursor.execute("select id, name, email, age from users limit 2;")
        sample_data = cursor.fetchall()
        print("  sample data from backup:")
        for row in sample_data:
            print(f"    id: {row[0]}, name: {row[1]}, email: {row[2]}, age: {row[3]}")
        return true
    except sqlite3.error as e:
        print(f"  error accessing backup database '{db_filepath}': {e}")
        return false
    finally:
        if conn:
            conn.close()

# --- main execution ---
# cleanup_files(source_db, backup_db) # clean up previous runs
# create_sample_db(source_db)
# if perform_backup(source_db, backup_db):
#     verify_backup(backup_db)
# cleanup_files(source_db, backup_db) # clean up after execution

5. 最佳实践与注意事项

5.1错误处理 (try-except)

始终将备份操作包装在 try...except sqlite3.error 块中，以捕获可能发生的数据库错误。如果使用 with 语句管理连接，它可以简化资源释放，但在 backup() 方法中，由于涉及两个连接，手动 finally 块确保关闭所有连接更为稳妥。

5.2备份进度监控 (使用progress回调)

对于大型数据库，备份可能需要一段时间。提供一个 progress 回调函数可以向用户显示备份进度。

def backup_progress(status, remaining, total):
    """
    备份进度回调函数。
    :param status: 已复制的页数。
    :param remaining: 剩余未复制的页数。
    :param total: 数据库的总页数。
    """
    print(f"\r  copied: {status} pages, remaining: {remaining} pages, total: {total} pages "
          f"({(status/total)*100:.2f}%)", end='')

# 在 perform_backup 函数中调用
# source_conn.backup(backup_conn, progress=backup_progress)
# print() # 备份完成后换行

5.3文件路径管理

唯一文件名：为备份文件添加时间戳或版本号，以防止覆盖，并能够回溯到不同时间点的备份。例如 my_app_backup_2023-10-27_10-30-00.db。
备份目录：将所有备份存储在一个专门的备份目录中，方便管理和清理。

5.4替代方案：简单的文件复制 (shutil.copyfile)

如果你确定在备份时数据库没有被任何进程写入，或者数据库是一个只读文件，那么直接使用 shutil.copyfile() 是一种简单快速的方法。

import shutil

def simple_file_copy_backup(source_path, backup_path):
    """
    简单的文件复制备份，仅在源数据库未被写入时安全。
    """
    print(f"\n--- performing simple file copy backup from '{source_path}' to '{backup_path}' ---")
    if not os.path.exists(source_path):
        print(f"  error: source database '{source_path}' does not exist.")
        return false
    try:
        shutil.copyfile(source_path, backup_path)
        print(f"  successfully copied '{source_path}' to '{backup_path}'.")
        return true
    except exception as e:
        print(f"  error during file copy: {e}")
        return false

# --- 严重警告 ---
# 仅当确定源数据库在复制期间不会有任何写入操作时才使用此方法。
# 否则，你可能会得到一个损坏或不一致的备份文件。
# 对于正在使用的数据库，始终优先使用 sqlite3.connection.backup()。

5.5备份压缩(zipfile,shutil.make_archive)

sqlite 数据库文件可能很大。为了节省存储空间和方便传输，可以考虑对备份文件进行压缩。

import zipfile

def compress_backup(db_filepath, zip_filepath):
    """将数据库文件压缩成zip文件。"""
    print(f"\n--- compressing '{db_filepath}' to '{zip_filepath}' ---")
    try:
        with zipfile.zipfile(zip_filepath, 'w', zipfile.zip_deflated) as zf:
            zf.write(db_filepath, os.path.basename(db_filepath))
        print(f"  successfully compressed '{db_filepath}' to '{zip_filepath}'.")
        return true
    except exception as e:
        print(f"  error compressing backup: {e}")
        return false

# example usage:
# if perform_backup(source_db, backup_db):
#     compress_backup(backup_db, backup_db + ".zip")

5.6自动化与调度

在生产环境中，备份通常是自动化任务。你可以使用：

linux/macos: cron 任务调度器来定时执行 python 备份脚本。
windows: 任务计划程序 (task scheduler) 来定时执行 python 备份脚本。

5.7存储位置与恢复策略

异地存储：将备份文件存储在与源数据库不同的物理位置（例如，网络共享、云存储、外部硬盘），以防止整个系统故障导致数据丢失。
多个备份版本：保留多个时间点的备份，以便在需要时可以选择恢复到某个特定的历史状态。
测试恢复：定期测试备份文件的可恢复性，确保备份有效。

5.8从备份恢复

恢复通常只是将备份文件复制回原始数据库的位置。但在复制之前，请确保原始数据库文件被关闭或删除，并且备份文件是正确的。

def restore_from_backup(backup_db_path, target_db_path):
    """
    从备份文件恢复数据库。
    警告：这将覆盖目标路径的现有数据库！
    """
    print(f"\n--- restoring from '{backup_db_path}' to '{target_db_path}' ---")
    if not os.path.exists(backup_db_path):
        print(f"  error: backup file '{backup_db_path}' does not exist.")
        return false
    try:
        # 确保目标数据库连接已关闭
        if os.path.exists(target_db_path):
            os.remove(target_db_path) # 删除旧的（或损坏的）数据库
            print(f"  deleted existing database at '{target_db_path}'.")
        shutil.copyfile(backup_db_path, target_db_path)
        print(f"  successfully restored '{backup_db_path}' to '{target_db_path}'.")
        return true
    except exception as e:
        print(f"  error during restoration: {e}")
        return false

6. 综合代码示例：包含进度监控和验证

import sqlite3
import os
import shutil # for file copy operations and cleanup
import datetime # for timestamping backup files

# --- configuration ---
source_db = "production_app.db"
backup_dir = "backups" # directory to store backups
zip_dir = "compressed_backups" # directory to store compressed backups

# --- 1. helper functions ---
def create_sample_db(db_filepath):
    """creates and populates a sample sqlite database."""
    print(f"\n--- creating sample database: {db_filepath} ---")
    conn = none
    try:
        conn = sqlite3.connect(db_filepath)
        cursor = conn.cursor()
        cursor.execute('''
            create table if not exists inventory (
                id integer primary key autoincrement,
                item_name text not null,
                quantity integer default 0,
                last_updated text
            );
        ''')
        cursor.execute("select count(*) from inventory;")
        if cursor.fetchone()[0] == 0:
            cursor.execute("insert into inventory (item_name, quantity, last_updated) values ('laptop', 150, '2023-10-26 10:00:00');")
            cursor.execute("insert into inventory (item_name, quantity, last_updated) values ('monitor', 200, '2023-10-26 11:30:00');")
            cursor.execute("insert into inventory (item_name, quantity, last_updated) values ('keyboard', 300, '2023-10-26 12:00:00');")
            conn.commit()
            print(f"  inserted 3 sample items into '{db_filepath}'.")
        else:
            print(f"  '{db_filepath}' already contains data. skipping insertion.")
    except sqlite3.error as e:
        print(f"  database error during sample db creation: {e}")
    finally:
        if conn:
            conn.close()

def cleanup_dirs(*dirs):
    """deletes directories and their contents."""
    print("\n--- cleaning up directories ---")
    for dir_path in dirs:
        if os.path.exists(dir_path):
            shutil.rmtree(dir_path)
            print(f"  deleted directory: {dir_path}")

def cleanup_files(*filenames):
    """deletes specified files."""
    for filename in filenames:
        if os.path.exists(filename):
            os.remove(filename)
            print(f"  deleted file: {filename}")

def get_backup_filename(base_name, timestamp=true, extension=".db"):
    """生成带时间戳的备份文件名。"""
    if timestamp:
        current_time = datetime.datetime.now().strftime("%y%m%d_%h%m%s")
        return f"{base_name}_{current_time}{extension}"
    return f"{base_name}{extension}"

# --- 2. backup progress callback ---
def backup_progress_callback(status, remaining, total):
    """prints backup progress to the console."""
    percentage = (status / total) * 100 if total > 0 else 0
    print(f"\r  progress: {status}/{total} pages ({percentage:.2f}%) "
          f"remaining: {remaining} pages", end='', flush=true)

# --- 3. core backup function ---
def perform_db_backup(source_db_path, backup_dir_path):
    """
    使用 sqlite3.connection.backup() 方法备份 sqlite 数据库，并包含进度监控。
    备份文件将存储在 backup_dir_path 目录下，并带有时间戳。
    """
    if not os.path.exists(backup_dir_path):
        os.makedirs(backup_dir_path)
        print(f"  created backup directory: {backup_dir_path}")

    base_name = os.path.basename(source_db_path).replace(".db", "")
    backup_filename = get_backup_filename(base_name)
    target_backup_path = os.path.join(backup_dir_path, backup_filename)
    
    print(f"\n--- starting online backup from '{source_db_path}' to '{target_backup_path}' ---")
    source_conn = none
    backup_conn = none
    try:
        source_conn = sqlite3.connect(source_db_path)
        backup_conn = sqlite3.connect(target_backup_path)
        
        # 执行备份操作，包含进度回调
        source_conn.backup(backup_conn, pages=1, progress=backup_progress_callback, sleep=0.05) # small pages for visible progress
        
        print("\nbackup completed successfully.")
        return target_backup_path
    except sqlite3.error as e:
        print(f"\nerror during backup: {e}")
        if os.path.exists(target_backup_path):
            os.remove(target_backup_path) # clean up partial backup on error
            print(f"  removed incomplete backup file: {target_backup_path}")
        return none
    except exception as e:
        print(f"\nan unexpected error occurred during backup: {e}")
        return none
    finally:
        if source_conn:
            source_conn.close()
        if backup_conn:
            backup_conn.close()

# --- 4. verification function ---
def verify_db_backup(db_filepath):
    """verifies the backup database exists and contains data."""
    print(f"\n--- verifying backup: {db_filepath} ---")
    if not os.path.exists(db_filepath):
        print(f"  error: backup file '{db_filepath}' does not exist.")
        return false

    conn = none
    try:
        conn = sqlite3.connect(db_filepath)
        cursor = conn.cursor()
        cursor.execute("select count(*) from inventory;")
        row_count = cursor.fetchone()[0]
        print(f"  backup file '{db_filepath}' exists and contains {row_count} rows in 'inventory' table.")
        
        cursor.execute("select id, item_name, quantity from inventory limit 2;")
        sample_data = cursor.fetchall()
        print("  sample data from backup:")
        for row in sample_data:
            print(f"    id: {row[0]}, item: {row[1]}, quantity: {row[2]}")
        return true
    except sqlite3.error as e:
        print(f"  error accessing backup database '{db_filepath}': {e}")
        return false
    except exception as e:
        print(f"  an unexpected error occurred during verification: {e}")
        return false
    finally:
        if conn:
            conn.close()

# --- 5. compression function ---
def compress_db_backup(db_filepath, compressed_dir_path):
    """compresses a database file into a .zip archive."""
    if not os.path.exists(compressed_dir_path):
        os.makedirs(compressed_dir_path)
        print(f"  created compressed backup directory: {compressed_dir_path}")

    zip_filename = os.path.basename(db_filepath) + ".zip"
    target_zip_path = os.path.join(compressed_dir_path, zip_filename)
    
    print(f"\n--- compressing '{db_filepath}' to '{target_zip_path}' ---")
    try:
        with zipfile.zipfile(target_zip_path, 'w', zipfile.zip_deflated) as zf:
            zf.write(db_filepath, os.path.basename(db_filepath)) # write with just filename inside zip
        print(f"  successfully compressed '{db_filepath}' to '{target_zip_path}'.")
        return target_zip_path
    except exception as e:
        print(f"  error compressing backup: {e}")
        return none

# --- main program execution ---
def main():
    cleanup_dirs(backup_dir, zip_dir)
    cleanup_files(source_db) # ensure source db is clean if it was left from previous run

    create_sample_db(source_db) # create the source database with some data

    # perform backup using sqlite3.connection.backup()
    backup_file_path = perform_db_backup(source_db, backup_dir)
    
    if backup_file_path:
        verify_db_backup(backup_file_path) # verify the created backup
        
        # optionally, compress the backup file
        compressed_file_path = compress_db_backup(backup_file_path, zip_dir)
        if compressed_file_path:
            print(f"\ncompressed backup available at: {compressed_file_path}")
            
    print("\n--- program finished ---")
    # cleanup_dirs(backup_dir, zip_dir) # uncomment to delete backup files after run
    # cleanup_files(source_db) # uncomment to delete source db after run

if __name__ == "__main__":
    main()

7. 总结

为您详尽解析了在 python 中使用 sqlite3 模块备份 sqlite 数据库的方法。

核心要点回顾:

sqlite3.connection.backup() 是在数据库活跃时进行安全、一致备份的最佳实践，它保证了原子性和非阻塞性。
进度监控：使用 progress 回调函数可以为大型数据库备份提供用户反馈。
错误处理：始终捕获 sqlite3.error 以确保程序的健壮性。
文件名和目录管理：为备份文件添加时间戳，并组织到专门的备份目录中，便于管理。
文件复制 (shutil.copyfile) 仅适用于确定数据库未被写入的场景，否则存在数据损坏风险。
压缩：使用 zipfile 等模块可以有效减小备份文件大小。
自动化和异地存储：考虑将备份过程自动化，并将备份文件存储在安全、独立的位置。

通过掌握这些方法和最佳实践，您将能够构建一个可靠的备份策略，有效保护您的 sqlite 数据库数据免受意外丢失。

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使用Python备份SQLite数据库的完整过程(附详细代码)

2026年02月10日 • Python •我要评论