Android ORM 框架之 greenDAO

概要

GreenDao简介

我相信，在平时的开发过程中，大家一定会或多或少地接触到 SQLite。然而在使用它时，我们往往需要做许多额外的工作，像编写 SQL 语句与解析查询结果等。所以，适用于 Android 的ORM 框架也就孕育而生，现在市面上主流的框架有 OrmLite、SugarORM、Active Android、Realm 与 GreenDAO。

greenDAO是一种Android数据库ORM（object/relational mapping）框架，与OrmLite、ActiveOrm、LitePal等数据库相比，单位时间内可以插入、更新和查询更多的数据，而且提供了大量的灵活通用接口。

这里写图片描述

简单的讲，greenDAO 是一个将对象映射到 SQLite 数据库中的轻量且快速的 ORM 解决方案。（greenDAO is a light & fast ORM solution that maps objects to SQLite databases.）
而关于 ORM （Object Relation Mapping - 对象关系映射）的概念，可参见 Wikipedia

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GREENDAO 设计的主要目标

• 一个精简的库

• 性能最大化

• 内存开销最小化

• 易于使用的 APIs

• 对 Android 进行高度优化

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GREENDAO 设计的主要特点

• greenDAO 性能远远高于同类的 ORMLite，具体测试结果可见官网

• greenDAO 支持 protocol buffer(protobuf) 协议数据的直接存储，如果你通过 protobuf 协议与服务器交互，将不需要任何的映射。

• 与 ORMLite 等使用注解方式的 ORM 框架不同，greenDAO 使用「Code generation」的方式，这也是其性能能大幅提升的原因。

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如何开始

引入GreenDao

直接在gradle中引入插件即可：

dependencies {  
    classpath 'org.greenrobot:greendao-gradle-plugin:3.1.0'  
}  

然后在module的gradle文件中添加greenDAO的插件，并引入相关类库，修改之后如下：

apply plugin: 'com.android.application'  
apply plugin: 'org.greenrobot.greendao'  
  
android {  
    ...  
    ...  
  
    greendao{  
        schemaVersion 1  
        targetGenDir 'src/main/java'  
    }  
}  
  
dependencies {  
    ...  
    ...  
  
    compile 'org.greenrobot:greendao:3.1.0'  
}  

小伙伴们注意首先是引入相关插件，然后在dependencies中引入greenDAO的类库。至于greenDAO中，schemaVersion表示数据库版本号，每次数据库升级的时候我们修改这里的版本号即可（修改这里的版本号，greenDAO会自动修改生成到DAOMaster中的版本号），targetGenDir表示greenDAO生成的DAOMaster和DaoSession的位置。OK，做完这一切我们就已经成功将greenDAO引入到我们的项目中了。

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数据库初始化

greenDAO需要提前生成Entity、DAO等文件，因此需要先建立一个java工程用于生成上述文件。具体可以参照 GitHub源码

1. 在Android Studio中选择File -> New -> New Module -> Java Library建立greenDAO Generate工程

2. 在新建的Java工程中新建一个Java类，该Java类用于生成项目所需的Entity、DAO等文件，以下是该类的模板代码：

public static void main(String[] args) throws Exception {
    Schema schema = new Schema(1000, "com.sadaharusong.daoexample");
    addNote(schema);
    new DaoGenerator().generateAll(schema, "./DaoExample/src/main/java");
}

private static void addNote(Schema schema) {
    Entity note = schema.addEntity("Note");
    note.addIdProperty().primaryKey().autoincrement();
    note.addStringProperty("text").notNull();
    note.addStringProperty("comment");
    note.addDateProperty("date");
}

在main方法中，

Schema schema = new Schema(3, "com.sadaharusong.daoexample");

该方法第一个参数用来更新数据库版本号，第二个参数为要生成的DAO类所在包路径。

然后进行建表和设置要生成DAO文件的目标工程的项目路径。

addNote(schema);
new DaoGenerator().generateAll(schema, "./DaoExample/src/main/java");

创建一个实体类Entity就是对应一张表，默认表名就是类名，也可以自定义表名

Entity note = schema.addEntity("Note");     // 默认表名为类名
note.setTableName("CustomNote");            // 自定义表名

greenDAO会自动根据实体类属性创建表字段，并赋予默认值。例如在数据库方面的表名和列名都来源于实体类名和属性名。默认的数据库名称是大写使用下划线分隔单词，而不是在Java中使用的驼峰式大小写风格。例如，一个名为“CREATIONDATE”属性将成为一个数据库列“CREATION_DATE”。

可以设置一个自增长ID列为主键，也可以设置其他各种类型的属性：

note.addIdProperty().primaryKey().autoincrement();   // 自增长ID为主键
note.addStringProperty("text").notNull();            // text列不能为空

3.执行Java工程，就可以生成项目所需的各种Entity、DAO等文件

在正式开始进行增删改查操作前还需要简单的初始化，代码如下：

DevOpenHelper helper = new DaoMaster.DevOpenHelper(this, "notes-db", null);
db = helper.getWritableDatabase();
daoMaster = new DaoMaster(db);
daoSession = daoMaster.newSession();
noteDao = daoSession.getNoteDao();

其中notes-db为数据库名称，DevOpenHelper文件继承SQLiteOpenHelper，数据库的创建和升级就是在其中完成，GreenDAO已经默认实现了，代码如下：

public static abstract class OpenHelper extends SQLiteOpenHelper {

    public OpenHelper(Context context, String name, CursorFactory factory) {
        super(context, name, factory, SCHEMA_VERSION);
    }

    @Override
    public void onCreate(SQLiteDatabase db) {
        Log.i("greenDAO", "Creating tables for schema version " + SCHEMA_VERSION);
        createAllTables(db, false);
    }
}

/** WARNING: Drops all table on Upgrade! Use only during development. */
public static class DevOpenHelper extends OpenHelper {
    public DevOpenHelper(Context context, String name, CursorFactory factory) {
        super(context, name, factory);
    }

    @Override
    public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion) {
        Log.i("greenDAO", "Upgrading schema from version " + oldVersion + " to " + newVersion + " by dropping all tables");
        dropAllTables(db, true);
        onCreate(db);
    }
}

可以看到在onCreate方法中调用了createAllTable方法，顾名思义就是创建所有的数据表，而在onUpgrade方法中先是删除所有的数据表，然后再调用onCreate方法，也可以在onUpgrade方法中实现自定义的数据库升级操作。

根据DevOpenHelper可以得到SQLiteDatabase对象，SQLiteDatabase是Android原生的数据库操作类，该类提供了大量操作数据库的方法，如果想在项目中调用Android原生的sql语句就可以用该类实现。

此外greenDAO还提供了两个类，一个是DaoMaster，一个是DaoSession，关于这两个类与各DAO文件的关系见下图：

这里写图片描述

DaoMaster包含了DevOpenHelper，上述createAllTables(db, false)和dropAllTables(db, true)也是DaoMaster提供的，DaoMaster可以新建DaoSession，DaoSession管理所有的DAO文件，并提供相应的getter方法。

XyzDao文件提供了大量的数据库操作方法，也是最常用的一个类，下面分别介绍数据库增删改查操作。

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数据库常用操作

插入数据

Note note = new Note(null, "title", "comment", new Date());
noteDao.insert(note);

greenDAO不仅提供了插入单条数据的方法，还提供了批量插入的方法，代码如下：

noteDao.insertInTx((Note[])noteList.toArray(new Note[noteList.size()]));

如果数据库中已有要插入的数据，那么上面的插入方法就会失败，可以调用insertOrReplace和insertOrReplaceInTx方法。跟踪源码可以发现，insert最终执行的sql语句是"INSERT INTO ..."，而insertOrReplace执行的sql语句是"INSERT OR REPLACE INTO ..."。

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删除数据

noteDao.delete(note);
noteDao.deleteByKey(note.getId());
noteDao.deleteByKeyInTx(deleteList);
noteDao.deleteAll();

delete方法需要传入Entity对象，deleteByKey方法需要传入主键，此处主键就是Note中的id属性，也即Java Generate工程中的

note.addIdProperty().primaryKey().autoincrement();

deleteByKeyInTx批量删除，参数为List，其包含需要删除的Entity的id，deleteAll表示删除所有数据。

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修改数据

更新单条数据：

note.setText("update_title");
note.setComment("update_comment");
noteDao.update(note);

批量更新数据：

noteDao.updateInTx(noteList);

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查询数据

List list1 = noteDao.queryRaw("where _id = ?", new String[]{"20"});

List list2 = noteDao.queryBuilder()
                                .where(NoteDao.Properties.Id.ge(10))
                                .limit(10000)
                                .offset(0)
                                .orderAsc(NoteDao.Properties.Date)
                                .list();

QueryBuilder qb = noteDao.queryBuilder();
qb.where(qb.and(NoteDao.Properties.Id.between(10, 15), NoteDao.Properties.Comment.eq("comment"))).list();

queryRaw基本上就是对Android原生的查询方法的简单封装，跟踪queryRaw查看其具体的实现，代码如下：

public List queryRaw(String where, String... selectionArg) {
    Cursor cursor = db.rawQuery(statements.getSelectAll() + where, selectionArg);
    return loadAllAndCloseCursor(cursor);
}

可以看到queryRaw就是将在原生的queryRaw的查询语句前加了"SELECT * FROM Note "，因此只需要再传入具体的查询条件即可。

queryBuilder方法采用build链式结构可以灵活地添加各种查询相关的约束，where包含具体的查询条件，limit表示查询数据的条目数量，offset表示查询数据的起始位置，orderAsc表示根据某一列进行排序，最后list得到查询结果。

greenDAO还提供了多重条件查询。db.and表示查询条件取"与"，db.or表示查询条件取"或"。

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关联查询

关联查询属于greenDAO比较高级的用法，目前greenDAO支持一对一、一对多，暂时不支持多对多。

一对一

在greenDAO generator中建模时，必须使一个属性作为外键，使用这个属性，你可以用Entity.addToOne方法增加to-one关系。 addToOne方法的参数是另一个实体，和本实体的外键属性。

/**
 * Adds a to-one relationship to the given target entity using the given given foreign key property (which belongs
 * to this entity).
 */
public ToOne addToOne(Entity target, Property fkProperty) {
    if (protobuf) {
        throw new IllegalStateException("Protobuf entities do not support realtions, currently");
    }

    Property[] fkProperties = {fkProperty};
    ToOne toOne = new ToOne(schema, this, target, fkProperties, true);
    toOneRelations.add(toOne);
    return toOne;
}

/** Convenience for {@link #addToOne(Entity, Property)} with a subsequent call to {@link ToOne#setName(String)}. */
public ToOne addToOne(Entity target, Property fkProperty, String name) {
    ToOne toOne = addToOne(target, fkProperty);
    toOne.setName(name);
    return toOne;
}

例如：user有一个photo属性，user和photo都是普通实体

Entity customer = schema.addEntity("Customer");
customer.addIdProperty();
customer.addStringProperty("name").notNull();

Entity photo = schema.addEntity("Photo");
Property photoIdProperty = customer.addLongProperty("photoId").getProperty();
customer.addToOne(photo, photoIdProperty, "photo");

这样就是customer有一个photo属性，并且可以直接操作Photo对象，customer类具有Photo属性的getPhoto/setPhoto方法。to-one关系中的getter方法在第一次加载目标实体的时候是懒汉式加载，之后的访问将返回先前已解析的对象。

注意外键属性（“photoId”）和实体对象的属性（“Photo”）绑在一起。如果你改变了photoId，下一次调用getPhoto()的时候就会用更新之后的id重新解析Photo实体。同样，如果设置了一个新的Photo实体，photoId属性也会被更新。

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一对多

在greenDAO中建立to-many模型的方法和数据库中的操作类似，首先需要在目标实体中增加一个属性，用于关联To-many关系中的资源实体，然后使用这个属性，添加到资源实体的To-many关系。

例如：客户/订单的例子，客户可以有多个订单，所以我们用To-Many关系模型，在数据库中，在订单表中创建customerID列，来创建1:N关系。这样的话，就可以使用客户的id查询客户的所有的订单。

Entity customer = schema.addEntity("Customer");
customer.addIdProperty();
customer.addStringProperty("name").notNull();

Entity order = schema.addEntity("Order");
order.setTableName("ORDERS"); // "ORDER" is a reserved keyword
order.addIdProperty();
Property orderDate = order.addDateProperty("date").getProperty();
Property customerId = order.addLongProperty("customerId").notNull().getProperty();
order.addToOne(customer, customerId);

ToMany customerToOrders = customer.addToMany(order, customerId);
customerToOrders.setName("orders");
customerToOrders.orderAsc(orderDate);

这样，我们可以在客户类中简单的调用生成的getOrders()方法获取订单，同样，也可以在订单类中调用生成的getCustomer方法获取客户信息。

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源码分析

greenDAO有别于其他通过反射机制实现的ORM框架，greenDAO需要一个Java工程事先生成需要的文件，而在每一个DAO文件中都已经自动组装好创建和删除数据表的sql语句。代码如下：

/** Creates the underlying database table. */
    public static void createTable(SQLiteDatabase db, boolean ifNotExists) {
    String constraint = ifNotExists? "IF NOT EXISTS ": "";
    db.execSQL("CREATE TABLE " + constraint + "\\"NOTE\\" (" + //
            "\\"_id\\" INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT ," + // 0: id
            "\\"TEXT\\" TEXT NOT NULL ," + // 1: text
            "\\"COMMENT\\" TEXT," + // 2: comment
            "\\"DATE\\" INTEGER);"); // 3: date
}

/** Drops the underlying database table. */
public static void dropTable(SQLiteDatabase db, boolean ifExists) {
    String sql = "DROP TABLE " + (ifExists ? "IF EXISTS " : "") + "\\"NOTE\\"";
    db.execSQL(sql);
}

根据之前介绍的用法知道，数据库需要提前做一些初始化

DevOpenHelper helper = new DaoMaster.DevOpenHelper(this, "notes-db", null);
db = helper.getWritableDatabase();
daoMaster = new DaoMaster(db);
daoSession = daoMaster.newSession();
noteDao = daoSession.getNoteDao();

此处的DevOpenHelper类的构造方法就包含了创建所有数据表的操作，代码在上面数据库常用用法处已经展示过，此处不再重复。

greenDAO的增删改查方法有一些是在Android原生的操作方法上进行了封装，比如说上面的查询方法queryRaw就是对原生的queryRaw进行简单的封装，对于上面链式查询的最终执行也是调用了Android原生的查询操作。

public List list() {
    checkThread();
    Cursor cursor = dao.getDatabase().rawQuery(sql, parameters);
    return daoAccess.loadAllAndCloseCursor(cursor);
}

同时还有一些方法是基于SQLiteStatement实现的，SQLiteStatement相比原生的execSQL方法还要快一些，并且最终执行时也开启了事务，性能又提升了很多。下面是插入数据的最终实现方法：

private long executeInsert(T entity, SQLiteStatement stmt) {
        long rowId;
    if (db.isDbLockedByCurrentThread()) {
        synchronized (stmt) {
            bindValues(stmt, entity);
            rowId = stmt.executeInsert();
        }
    } else {
        // Do TX to acquire a connection before locking the stmt to avoid deadlocks
        db.beginTransaction();
        try {
            synchronized (stmt) {
                bindValues(stmt, entity);
                rowId = stmt.executeInsert();
            }
            db.setTransactionSuccessful();
        } finally {
            db.endTransaction();
        }
    }
    updateKeyAfterInsertAndAttach(entity, rowId, true);
    return rowId;
}

可以看到先执行bindValues方法，该方法是一个抽象方法，需要业务方在DAO文件中实现，跟踪至NoteDao文件查看该方法代码如下：

@Override
protected void bindValues(SQLiteStatement stmt, Note entity) {
    stmt.clearBindings();

    Long id = entity.getId();
    if (id != null) {
        stmt.bindLong(1, id);            // 1为索引值，id为入库的值
    }
    stmt.bindString(2, entity.getText());

    String comment = entity.getComment();
    if (comment != null) {
        stmt.bindString(3, comment);
    }

    java.util.Date date = entity.getDate();
    if (date != null) {
        stmt.bindLong(4, date.getTime());
    }
}

这样就将SQLiteStatement需要的数据都进行了封装，然后执行stmt.executeInsert()方法即可完成数据库的插入操作。纵观整个数据插入流程，greenDAO借助SQLiteStatement完成了数据的插入，避免了其他框架利用反射拼装sql语句而造成的执行效率低下的问题。

感谢阅读。