Android学习笔记36：使用SQLite方式存储数据
在Android中一共提供了5种数据存储方式，分别为：
（1）Files：通过FileInputStream和FileOutputStream对文件进行操作。具体使用方法可以参阅博文《Android学习笔记34：使用文件存储数据》。
（2）Shared Preferences：常用来存储键值对形式的数据，对系统配置信息进行保存。具体使用方法可以参阅博文《Android学习笔记35：使用Shared Preferences方式存储数据》。
（3）Content Providers：数据共享，用于应用程序之间数据的访问。
（4）SQLite：Android自带的轻量级关系型数据库，支持SQL语言，用来存储大量的数据，并且能够对数据进行使用、更新、维护等操作。
（5）Network：通过网络来存储和获取数据。
本篇博文介绍第四种方式，通过Android自带的SQLite数据库存储数据。
1.SQLite简介
SQLite是一款开源的、嵌入式关系型数据库，第一个版本Alpha发布于2000年。SQLite在便携性、易用性、紧凑性、高效性和可靠性方面有着突出的表现。
SQLite和C/S模式的数据库软件不同，它是一款嵌入式数据库，没有独立运行的进程，与所服务的应用程序在应用程序进程空间内共生共存。它的代码与应用程序代码也是在一起的，或者说嵌入其中，作为托管它的程序的一部分。因此不存在数据库的客户端和服务器，使用SQLite一般只需要带上它的一个动态库，就可以享受它的全部功能。
数据库服务器在程序中的好处是不需要网络配置或管理。将数据库客户端与服务器运行在同一个进程中，可以省去不少的操作及麻烦：不用担心防火墙或者地址解析；不用浪费时间管理复杂的授权和权限；可以减少网络调用相关的消耗；可以简化数据库管理并使程序更容易部署。
SQLite数据库通过数据库级上的独占性和共享锁来实现独立事务处理。这意味着多个进程可以在同一时间从同一数据库读取数据，但是只有一个可以写入数据。在某个进程向数据库执行写操作之前，必须获得独占锁定。在发出独占锁定后，其他的读写操作将不会再发生。
此外，SQLite数据库中的所有信息（比如表、视图、触发器等）都包含在一个文件内，方便管理和维护。SQLite数据库还支持大部分操作系统，除电脑上使用的操作系统之外，很多手机上使用的操作系统同样可以运行。同时，SQLite数据库还提供了多语言的编程接口，供开发者使用。
2.SQL基本命令
SQL是与关系型数据库通信的唯一方式。它专注于信息处理，是为构建、读取、写入、排序、过滤、映射、分组、聚集和通常的管理信息而设计的声明式语言。
在讲解SQL基本命令之前，有必要先了解一下SQLite所支持的数据类型都有哪些。
2.1 SQLite支持的数据类型
SQLite采用动态数据存储类型，会根据存入的值自动进行判断。SQLite支持以下5种数据类型：
（1）NULL：空值
（2）INTEGER：带符号的整型
（3）REAL：浮点型
（4）TEXT：字符串文本
（5）BLOB：二进制对象
2.2 SQL基本命令
表是探索SQLite中SQL的起点，也是关系型数据库中信息的标准单位，所有的操作都是以表为中心的。那么如何使用SQL命令创建一张表呢？
2.2.1创建表
表是由行和列组成的，列称为字段，行称为记录。
使用CREATE命令可以创建表，CREATE命令的一般格式为：
CREATE [TEMP/TEMPORARY] TABLE table_name (column_definitions [, constraints]);
其中，[]中的内容是可选的，用TEMP或TEMPORARY关键字声明的表是临时表，这种表只存活于当前会话，一旦连接断开，就会被自动销毁。如果没有明确指出创建的表是临时表，则创建的是基本表，将会在数据库中持久存在，这也是数据库中最常见的表。
CREATE TABLE命令至少需要一个表名和一个字段名，上述命令中的table_name表示表名，表名必须与其他标识符不同。column_definitions由用逗号分隔的字段列表组成，每个字段定义包括一个名称、一个域（类型）和一个逗号分隔的字段约束。其中，域是指存储在该列的信息的类型，约束用来控制什么样的值可以存储在表中或特定的字段中。
一条创建表的命令示例如下：
1 CREATE TABLE tab_student (studentId INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, 2 studentName VARCHAR(20), 3 studentAge INTEGER);
如上，我们创建了一个名为tab_student的表，该表包含3个字段：studentId、 studentName和studentAge，其数据类型分别为：INTEGER、VARCHAR和INTEGER。
此外，通过使用关键字PRIMARY KEY，我们指定了字段studentId所在的列是主键。主键确保了每一行记录在某种方式上与表中的其他行记录是不同的（唯一的），进而确保了表中的所有字段都是可寻址的。
SQLite为主键提供自增长功能，当定义字段类型为INTEGER PRIMARY KEY时，SQLite将为该字段创建默认值，该默认值确保整数值是唯一的。SQLite使用64-bit单符号整数主键，因此，该字段的最大值是9,223,372,036,854,775,807。当达到最大值时，SQLite会自动搜索该字段还未使用的值，并作为要插入的值。从表中删除记录时，rowid可能被回收并在后面的插入中使用。因此，新创建的rowid不一定是按照严格顺序增长的。如果想要SQLite使用唯一的自动主键值，而不是填补空白，可以在主键定义INTEGER PRIMARY KEY中加入关键字AUTOINCREMENT。AUTOINCREMENT关键字阻止rowid回收，它将为新插入的记录产生新的（不是回收的）rowid。
2.2.2插入记录
使用INSERT命令可以一次插入一条记录，INSERT命令的一般格式为：
INSERT INTO tab_name (column_list) VALUES (value_list);
其中，tab_name指明将数据插入到哪个表中，column_list是用逗号分隔的字段名称，这些字段必须是表中存在的，value_list是用逗号分隔的值列表，这些值是与column_list中的字段一一对应的。
比如，向刚才创建的tab_student表中插入一条记录，便可以使用如下的语句完成：
INSERT INTO tab_student (studentId, studentName, studentAge) VALUES (1, “jack”, 23);
通过以上的语句，便插入了一条studentName=”jack”, studentAge=”23”的记录，该记录的主键为studentId=1。
2.2.3更新记录
使用UPDATE命令可以更新表中的记录，该命令可以修改一个表中一行或者多行中的一个或多个字段。UPDATE命令的一般格式为：
UPDATE tab_name SET update_list WHERE predicate;
其中，update_list是一个或多个字段赋值的列表，字段赋值的格式为column_name=value。WHERE子句使用断言识别要修改的行，然后将更新列应用到这些行。
比如，要更新刚才插入到tab_student表中的记录，便可以使用如下的语句完成：
UPDATE tab_student SET studentName=”tom”, studentAge=”25” WHERE studentId=1;
通过以上的语句，便可以将刚才插入的主键为studentId=1的记录更新为studentName=”tom”, studentAge=”25”了。
2.2.4删除记录
使用DELETE命令可以删除表中的记录，DELETE命令的一般格式为：
DELETE FROM table_name WHERE predicate;
其中，table_name指明所要删除的记录位于哪个表中。和UPDATE命令一样，WHERE子句使用断言识别要删除的行。
比如，要删除刚才插入的记录，便可以使用如下的语句完成：
DELETE FROM tab_student WHERE studentId=1;
2.2.5查询记录
SELECT命令是查询数据库的唯一命令。SELECT命令也是SQL命令中最大、最复杂的命令。
SELECT命令的通用形式如下：
SELECT [distinct] heading
FROM tables
WHERE predicate
GROUP BY columns
HAVING predicate
ORDER BY columns
LIMIT count,offset;
其中，每个关键字（如FROM、WHERE、HAVING等）都是一个单独的子句，每个子句由关键字和跟随的参数构成。GROUP BY和HAVING一起工作可以对GROUP BY进行约束。ORDER BY使记录集在返回之前按一个或多个字段的值进行排序，可以指定排序方式为ASC（默认的升序）或DESC（降序）。此外，还可以使用LIMIT限定结果集的大小和范围，count指定返回记录的最大数量，offset指定偏移的记录数。
在上述的SELECT命令通用形式中，除了SELECT之外，所有的子句都是可选的。目前最常用的SELECT命令由三个子句组成：SELECT、FROM、WHERE，其基本语法形式如下：
SELECT heading FROM tables WHERE predicate;
比如，要查询刚才插入的记录，便可以使用如下的语句完成：
SELECT studentId, studentName, studentAge FROM tab_student WHERE studentId=1;
至此，我们介绍了SQL中最基本和最常用的CREATE、INSERT、UPDATE、DELETE和SELECT命令。当然了，这里只是对其进行了简单的介绍，有关SQLite中SQL命令的详细使用方法，可以参阅《SQLite权威指南》一书的第三章和第四章。
3.数据库操作辅助类SQLiteOpenHelper
Android提供了一个重要的类SQLiteOpenHelper，用于辅助用户对SQLite数据库进行操作。
SQLiteOpenHelper的构造函数原型如下：
public SQLiteOpenHelper(Context context, String name, SQLiteDatabase.CursorFactory factory, int version);
其中，参数context表示应用程序运行的环境，包含应用程序所需的共享资源。参数name表示Android的数据库名字。参数factory是SQLiteDatabase.CursorFactory类对象，用于存储查询Android SQLite数据库的结果集。参数version表示应用程序所用的数据库的版本，该版本并非SQLite的真正版本，而是指定应用程序中的SQLite数据库的版本，当该版本号发生变化时，将会触发SQLiteOpenHelper类中的onUpgrade()或onDowngrade()方法。
SQLiteOpenHelper类的所有方法如图1所示。
图1 SQLiteOpenHelper类的方法
其中，close()方法用于关闭SQLiteOpenHelper对象中的SQLite数据库；getReadableDatabase()方法和getWriteableDatabase()方法类似，getReadableDatabase()方法以只读状态打开SQLiteOpenHelper对象中指定的SQLite数据库，任何想要修改数据库的操作都是不允许的；getWriteableDatabase()方法也是打开数据库，但是允许数据库正常的读/写操作；在一个不存在的数据库上调用任何方法时，都会隐式的调用SQLiteOpenHelper对象的onCreate()方法；当应用程序第一次访问数据库时，则会调用onOpen()方法，但是，如果版本号发生了变化的话，则会调用onUpgrade()或onDowngrade()方法。
4.数据库类SQLiteDatabase
SQLiteDatabase类用来完成对数据库的操作任务，比如表的选择、插入、更新和删除语句等。
SQLiteDatabase类中常用的用于执行SQL语句的方法有以下一些。
（1）execSQL()方法：
public void execSQL (String sql);
public void execSQL (String sql, Object[] bindArgs);
（2）query()方法：
public Cursor query (String table, String[] columns, String selection, String[] selectionArgs, String groupBy, String having,String orderBy, String limit);
public Cursor query (boolean distinct, String table, String[] columns, String selection, String[] selectionArgs, String groupBy, String having, String orderBy, String limit, CancellationSignal cancellationSignal);
public Cursor query (String table, String[] columns, String selection, String[] selectionArgs, String groupBy, String having,String orderBy);
public Cursor query (boolean distinct, String table, String[] columns, String selection, String[] selectionArgs, String groupBy, String having, String orderBy, String limit);
（3）queryWithFactory()方法：
public Cursor queryWithFactory (SQLiteDatabase.CursorFactory cursorFactory, boolean distinct, String table, String[]columns, String selection, String[] selectionArgs, String groupBy, String having, String orderBy, String limit,CancellationSignal cancellationSignal);
public Cursor queryWithFactory (SQLiteDatabase.CursorFactory cursorFactory, boolean distinct, String table, String[]columns, String selection, String[] selectionArgs, String groupBy, String having, String orderBy, String limit);
（4）rawQuery()方法：
public Cursor rawQuery (String sql, String[] selectionArgs, CancellationSignal cancellationSignal);
public Cursor rawQuery (String sql, String[] selectionArgs);
（5）rawQueryWithFactory()方法：
public Cursor rawQueryWithFactory (SQLiteDatabase.CursorFactory cursorFactory, String sql, String[] selectionArgs,String editTable);
public Cursor rawQueryWithFactory (SQLiteDatabase.CursorFactory cursorFactory, String sql, String[] selectionArgs,String editTable, CancellationSignal cancellationSignal);
其中，execSQL()方法都有一个参数sql，这个参数是一个SQL语句。第二个参数bindArgs接收一个数组，数组中的每个成员捆绑了一个查询。execSQL()方法用于运行那些没有返回值的查询语句，比如创建、插入、更新和修改表。
query()方法和queryWithFactory()方法是在数据库中运行一些轻量级的单查询语句，参数包括table、columns、groupBy、having、orderBy、limit等SQL语句关键字。这些方法允许将SQL语句传递给相关方法，而不必直接使用SQL语句。
rawQuery()方法和rawQueryWithFactory()方法也都有一个参数sql，用于执行SQL查询语句，返回值是Cursor对象。这两个方法都有一个版本能够接收一个字符串数组selectionArgs作为参数，通过这个参数，SQLiteDatabase对象将把捆绑的SQL语句中的问号（？）用这个数组中的值代替，并按照一一对应的位置关系进行取代。
SQLiteDatabase类提供了大约50个方法，除此之外还有一些用于打开数据库的方法（如openDatabase()、openOrCreateDatabase()等），用于管理SQLite事务的方法（如beginTransaction()、endTransaction()等），用于测试数据库是否被锁住的方法（如isDbLockedByCurrentThread()、isDbLockedByOtherThread()等），以及获取数据库基本信息的方法（如getMaximumSiza()、getVersion()等）。这里就不一一介绍了，具体可以参阅SQLiteDatabase类的API帮助文档。
5.游标类Cursor
在Android中，查询数据是通过Cursor类来实现的，当我们使用SQLiteDatabase.query()或SQLiteDatabase.rawQuery()方法时，会得到一个Cursor对象，Cursor指向的就是每一条记录，它提供了很多有关查询的方法，如图2所示。
图2 Cursor类的常用方法
6.封装接口
有了以上的基础，我们便可以按照MVC的架构，封装一个接口层，在该接口层中实现对SQLite数据库的具体操作。
以下分别以添加数据、更新数据、查询数据为例讲解其具体的实现方法。在实现这些方法之前，我们首先需要创建一张表。这里我创建了一个名为MySQLiteOpenHelper的类，让它继承自SQLiteOpenHelper类，并实现了SQLiteOpenHelper类的onCreate()方法，在该方法里实现创建一张表的操作，具体源代码如下：
1 /* 2 * Function : 创建表 3 * Author : 博客园-依旧淡然 4 */ 5 public void onCreate(SQLiteDatabase db) { 6 db.execSQL("CREATE TABLE tab_student (studentId INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, " +
"studentName VARCHER(20), " +
"studentAge INTEGER)"); 7 }
通过以上的代码，我们创建了一张名为“tab_student”的表，并在该表中创建了三个字段，分别为：studentId、studentName和studentAge。并且指定了studentId字段作为该表的主键。
6.1添加数据
添加数据可以使用SQLiteDatabase.execSQL(String sql, Object[] bindArgs)方法来实现，具体如下：
1 /* 2 * Function : 添加数据 3 * Author : 博客园-依旧淡然 4 */ 5 public void addStudentInfo(Student student) { 6 db = mySQLiteOpenHelper.getWritableDatabase(); 7 db.execSQL("INSERT INTO tab_student (studentId, studentName, studentAge) values (?, ?, ?)", 8 new Object[] {student.getStudentId(), student.getStudentName(), student.getStudentAge()}); 9 }
其中，通过第二个参数bindArgs，使SQL语句中的问号（？）与这个数组中的值形成一一对应关系，从而将值写入到“tab_student”表中的对应字段中。
6.2更新数据
更新数据的方法与添加数据的方法大致相同，具体如下：
1 /* 2 * Function : 更新数据 3 * Author : 博客园-依旧淡然 4 */ 5 public void updateStudentInfo(Student student) { 6 db = mySQLiteOpenHelper.getWritableDatabase(); 7 db.execSQL("UPDATE tab_student SET studentName = ?, studentAge = ? WHERE studentId = ?", new Object[] {student.getStudentName(), student.getStudentAge(), student.getStudentId()}); 8 }
6.3查询数据
查询数据时，因为需要返回查询的结果，所以需要使用SQLiteDatabase.rawQuery()方法将查询的结果返回，具体如下：
1 /* 2 * Function : 查询数据 3 * Author : 博客园-依旧淡然 4 */ 5 public Student findStudentInfo(int id) { 6 db = mySQLiteOpenHelper.getWritableDatabase(); 7 String sql = "SELECT studentId, studentName, studentAge FROM tab_student WHERE studentId = ?"; 8 Cursor cursor = db.rawQuery(sql, new String[] {String.valueOf(id)}); 9 if(cursor.moveToNext()) { 10 return new Student(cursor.getInt(cursor.getColumnIndex("studentId")),
cursor.getString(cursor.getColumnIndex("studentName")), 11 cursor.getInt(cursor.getColumnIndex("studentAge"))); 12 } 13 return null; 14 }
可以看出，通过使用SQLiteDatabase.rawQuery()方法可以将查询到的结果存入Cursor对象中。然后，我们可以使用Cursor对象的getXXX()方法将查询结果从Cursor对象中取出来。
当然了，我们还可以根据实际的需要，去实现更多的接口方法，比如，删除数据、获取数据列表、获取数据个数等等。
封装好了以上的这些接口方法，便可以很方便的在程序中直接调用这些方法，不必再去关心底层数据库的调用，而将精力放在UI界面的设计实现上。
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