TinyDb 0.4.0

<p align="center"> <h1 align="center">TinyDb</h1> <p align="center"> <strong>轻量级 AOT 兼容的嵌入式 NoSQL 数据库</strong> </p> <p align="center"> <a href="https://opensource.org/licenses/MIT"><img src="https://img.shields.io/badge/License-MIT-yellow.svg" alt="License: MIT"></a> <a href="https://www.nuget.org/packages/TinyDb"><img src="https://img.shields.io/nuget/v/TinyDb.svg" alt="NuGet"></a> <a href="https://www.nuget.org/packages/TinyDb"><img src="https://img.shields.io/nuget/dt/TinyDb.svg" alt="NuGet Downloads"></a> <a href="https://app.codecov.io/gh/j4587698/TinyDb"><img src="https://codecov.io/gh/j4587698/TinyDb/graph/badge.svg" alt="codecov"></a> <img src="https://img.shields.io/badge/.NET-8.0%20|%209.0%20|%2010.0-blue.svg" alt=".NET Version"> <img src="https://img.shields.io/badge/AOT-Compatible-green.svg" alt="AOT Compatible"> </p> <p align="center"> <a href="./README.md">中文</a> | <a href="./README_EN.md">English</a> </p> </p>

AOT 优先声明

TinyDb 是一个 AOT 优先、受 LiteDB 启发的单文件嵌入式 NoSQL 数据库：

• 以 AOT 为准：一切功能以 NativeAOT 编译后的行为为准，不提供任何回退逻辑。
• 开发一致性：保障开发期（非 AOT/JIT）与 AOT 发布后的行为一致。
• 非 AOT 场景建议：如果你的应用不需要 NativeAOT，推荐直接使用 LiteDB（生态更成熟、特性更完整）。

特性亮点

• 单文件数据库 - 所有数据存储在一个文件中，部署简单
• 100% AOT 兼容 - 完全支持 Native AOT 编译，无反射依赖
• 源代码生成器 - 编译时生成序列化代码，零运行时开销
• LINQ 查询 - 完整的 LINQ 支持，类型安全的查询体验
• ACID 事务 - 完整的事务支持，保证数据一致性
• 密码保护 - 内置数据库级别加密保护
• 高性能索引 - B+树索引，支持快速数据检索
• 跨平台 - 支持 Windows、Linux、macOS

快速开始

安装

dotnet add package TinyDb

定义实体

using TinyDb.Attributes;
using TinyDb.Bson;

[Entity("users")]
public partial class User
{
    [Id]
    public ObjectId Id { get; set; } = ObjectId.NewObjectId();

    [Index]
    public string Name { get; set; } = "";

    [Index(Unique = true)]
    public string Email { get; set; } = "";

    public int Age { get; set; }

    [BsonIgnore]  // 此属性不会被序列化
    public string? TempToken { get; set; }

    public DateTime CreatedAt { get; set; } = DateTime.UtcNow;
}

基本 CRUD 操作

using TinyDb.Core;

// 创建/打开数据库
using var db = new TinyDbEngine("myapp.db");
var users = db.GetCollection<User>();

// 插入
var user = new User { Name = "张三", Email = "zhangsan@example.com", Age = 25 };
users.Insert(user);

// 查询
var found = users.Find(u => u.Age > 20).ToList();
var one = users.FindOne(u => u.Email == "zhangsan@example.com");

// 更新
user.Age = 26;
users.Update(user);

// 删除
users.Delete(user.Id);

LINQ 查询

// 复杂查询
var results = users.Query()
    .Where(u => u.Age >= 18 && u.Age <= 30)
    .Where(u => u.Name.StartsWith("张"))
    .OrderByDescending(u => u.CreatedAt)
    .Skip(10)
    .Take(20)
    .ToList();

// 聚合查询
var count = users.Query().Where(u => u.Age > 20).Count();
var exists = users.Query().Any(u => u.Email.Contains("@gmail.com"));

密码保护

// 创建加密数据库
var options = new TinyDbOptions { Password = "MySecurePassword123!" };
using var secureDb = new TinyDbEngine("secure.db", options);

// 访问加密数据库
using var db = new TinyDbEngine("secure.db", new TinyDbOptions { Password = "MySecurePassword123!" });

事务支持

using var db = new TinyDbEngine("myapp.db");
var users = db.GetCollection<User>();
var orders = db.GetCollection<Order>();

// 开启事务
db.BeginTransaction();
try
{
    users.Insert(new User { Name = "新用户" });
    orders.Insert(new Order { UserId = "...", Amount = 99.99m });
    db.Commit();  // 提交事务
}
catch
{
    db.Rollback();  // 回滚事务
    throw;
}

高级特性

属性标注

支持的数据类型

• 基本类型: int, long, double, decimal, bool, string, DateTime, Guid
• 可空类型: int?, DateTime? 等
• 集合类型: List<T>, T[], Dictionary<string, T>
• 嵌套对象: 支持复杂对象嵌套
• 特殊类型: ObjectId, BsonDocument

配置选项

var options = new TinyDbOptions
{
    Password = "密码",           // 数据库密码（可选）
    PageSize = 8192,            // 页面大小（默认 8KB）
    CacheSize = 1000,           // 缓存页数
    EnableJournaling = true,    // 启用 WAL 日志
    Timeout = TimeSpan.FromMinutes(5), // 操作超时时间
    Logger = (level, message, ex) =>
    {
        Console.WriteLine($"[{level}] {message}");
        if (ex != null) Console.WriteLine(ex);
    }
};

Logger 是可选回调，签名为 Action<TinyDbLogLevel, string, Exception?>，支持级别：Debug、Information、Warning、Error、Critical。

性能数据

以下为 BenchmarkDotNet 最新实测均值（QuickIndexBenchmark，2026-02-28）：

注： 测试环境为 AMD EPYC 7763 2.44GHz，.NET 9.0.12。该组基准使用 EnableJournaling=false，用于对比核心读写路径。

版本历史

v0.4.0 (当前)

• 依赖精简：移除 Microsoft.IO.RecyclableMemoryStream、System.IO.Hashing、System.IO.Pipelines 外部依赖，改为内置最小兼容实现。
• 性能优化：减少 ToArray 等中间分配，优化批量写入与无索引全表扫描路径。

v0.3.2

• 查询 API 增强：新增 Find 重载，支持更灵活的查询调用方式。

v0.3.1

• 并发一致性修复：新增集合级写入串行化，避免高并发写入下的索引冲突与提交竞态。
• 错误传播强化：对关键数据安全路径（如 Flush、页切换、新页回退失败等）不再吞异常，直接抛出给上层处理。
• 扫描性能优化：Raw 扫描从“整集合完整快照”改为按页紧凑快照（Snapshot(false)），降低扫描额外开销。
• 可观测性增强：新增 TinyDbOptions.Logger 回调配置，支持 TinyDbLogLevel 分级日志。

v0.3.0

• 性能飞跃：通过 Span 与池化缓冲区（Pooled Buffers）实现零/低分配序列化，内存分配降低 90%+
• 核心重构：引入高性能响应式组提交（Reactive Group Commit）与锁剥离（Lock Stripping）技术
• 元数据重构：深度重构元数据管理系统，提升架构清晰度与扩展性
• 查询优化：支持谓词下推（Predicate Push-down）与排序/分页下推，提升 BSON 扫描效率
• 异步支持：新增真正的异步读取 API 接口

v0.2.0

• 完善 [BsonIgnore] 属性支持
• 新增 AOT 兼容的序列化测试
• 修复源生成器相关问题
• 2610 个测试全部通过

v0.1.5

• 完善 DbRef 引用支持
• 增强嵌套类 Entity 支持
• 性能优化

项目结构

TinyDb/
├── TinyDb/                    # 核心库
├── TinyDb.SourceGenerator/    # 源代码生成器
├── TinyDb.Tests/              # 测试项目
├── TinyDb.Demo/               # 演示项目
└── TinyDb.UI/                 # 可视化管理工具

运行演示

dotnet run --project TinyDb.Demo

开发环境

• .NET 8.0 / 9.0 / 10.0
• C# 12+
• 推荐 IDE: Rider / Visual Studio 2022

贡献

欢迎提交 Issue 和 Pull Request！

# 运行测试
dotnet test

# AOT 编译测试
dotnet publish -c Release -r win-x64 --self-contained -p:PublishAot=true

许可证

MIT License - 可自由用于商业项目

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