SQLite原理与运用

SQLite是一个开源的关系型数据库,实现自包容、零配置、支持事务的SQL数据库引擎。其特点是高度便携、使用方便、结构紧凑、高效、可靠。并且SQLite是在世界上最广泛部署的 SQL 数据库引擎。SQLite 源代码不受版权限制。 本篇文章书要是记述了SQLite的基本架构以及SQLite的几种操作方式,其中比较重要的就是ADB Shell命令操作与SQL语句,另外在开发中还是Litepal这款开源ORM框架用的比较多一些,使用起来确实非常方便。

SQLite基本结构

image

接口由SQLite C API组成,程序与SQLite交互的基础就是用C语言编写的API,JDBC也只是JNI调用而已。

在编译器中,词法分析器与语法分析器把SQL翻译为语法树,Code Generator根据语法树生产SQLite的汇编代码,交给虚拟机执行。

虚拟机,与Java虚拟机执行class中的指令类似,SQLite的汇编代码由SQLite虚拟机来执行,由虚拟机负责SQL到数据存取的交互,关于虚拟机的更多内容可以查看官网《The Virtual Database Engine of SQLite》

更多关于SQLite架构的内容可以查看官网《 Architecture of SQLite 》, 里面介绍的比较详细。

SQLite数据类型

类型 类型说明
NULL 这个值为空值
VARCHAR(n) 长度不固定且其最大长度为 n 的字串,n不能超过 4000
CHAR(n) 长度固定为n的字串,n不能超过 254
INTEGER 值被标识为整数,依据值的大小可以依次被存储为1,2,3,4,5,6,7,8
REAL 所有值都是浮动的数值,被存储为8字节的IEEE浮动标记序号
TEXT 值为文本字符串,使用数据库编码存储(TUTF-8, UTF-16BE or UTF-16-LE)
BLOB 值是BLOB数据块,以输入的数据格式进行存储。如何输入就如何存储,不改变格式
DATA 包含了 年份、月份、日期
TIME 包含了 小时、分钟、秒

Android中操作SQLite

SQLite的SQL语句其实和普通SQL没什么特别的不同,Windows下可视化操作SQLite可以使用SQLite Expert Personal 4 - 这款工具,下载地址如下:http://www.sqliteexpert.com/v4/SQLiteExpertPersSetup64.exe。打开后即可通过图形化界面的方式操作SQLite,同样也可以通过SQL语句来操作:

# 建表
create table stu_info (
       id integer primary key autoincrement,
       name varchar(30) not null,
       age integer ,
       gender varchar(2) not null
)

# 插入数据
insert into stu_info(name, age, gender) values ('Mike', 24, '女');
insert into stu_info(name, age, gender) values ('Jone', 26, '男');
insert into stu_info(name, age, gender) values ('Tom', 28, '女');

# 查询数据
select * from stu_info;

# 删除数据
delete from stu_info where id = 13;

# 修改数据
update stu_info set name = 'Jack' where id = 10;

# 按条件查询
select * from stu_info where age = 24; 

现在主要还是看看在Android平台如何使用吧!SQLiteOpenHelper:Android平台里一个数据库辅助类,用于创建或打开数据库,并且对数据库的创建和版本进行管理。

SQLiteDatabase:用于管理和操作SQLite数据库,几乎所有的数据库操作,最终都将由这个类完成。

ADB Shell操作SQLite

打开CMD窗口,输入adb shell,找到sqlite文件,通过sqlite3 + sqlite文件名就可以进入sqlite shell:

image

命令 作用
.database 显示数据库信息
.tables 显示表名称
.schema 命令可以查看创建数据表时的SQL命令
.schema table_name 查看创建表table_name时的SQL的命令

SQLiteDatabase + SQL语句

下面这个例子是通过SQLiteDatabase + SQL语句来操作数据库,即需要自己手动拼接SQL,如果是插入数据、修改数据、删除数据都是用sqLiteDatabase.execSQL(insertSQL/updateSQL/deleteSQL)来完成的,查询数据时使用sqLiteDatabase.rawQuery()方法来完成,由于使用起来需要拼接SQL,稍微麻烦一点。

main_activity.xml




    

    

    
        
        
    

    
        

MainActivity.java

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private static final String TAG = "MainActivity";

    private EditText etId;
    private EditText etName;
    private EditText etAge;
    private String sex;
    private SQLiteDatabase sqLiteDatabase;
    private ListView lvData;

    // 申请权限请求码
    private static final int REQUEST_EXTERNAL_STORAGE = 1001;

    // 检查权限,这种写法主要是针对比较新的Android6.0及以后的版本
    public static void verifyStoragePermissions(Activity activity) {
        int writePermission = ActivityCompat.checkSelfPermission(activity, Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE);
        int readPermission = ActivityCompat.checkSelfPermission(activity, Manifest.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE);

        if (writePermission != PackageManager.PERMISSION_GRANTED
                || readPermission != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
            // 如果没有权限需要动态地去申请权限
            ActivityCompat.requestPermissions(
                    activity,
                    // 权限数组
                    new String[]{Manifest.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE, Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE},
                    // 权限请求码
                    REQUEST_EXTERNAL_STORAGE
            );
        }
    }

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        etId = findViewById(R.id.et_id);
        etName = findViewById(R.id.et_name);
        etAge = findViewById(R.id.et_age);

        // 单选框组件
        RadioGroup rgSex = findViewById(R.id.rg_sex);
        lvData = findViewById(R.id.lv_data);
        verifyStoragePermissions(this);
        /*
         * 构造参数:
         * 1、上下文
         * 2、数据库名称,默认位置应用的私有目录(内部存储的database文件夹)
         * 3、CursorFactory类型
         * 4、数据库版本
         */
        String path = Environment.getExternalStorageDirectory() + "/sqlite_demo.db";
        SQLiteOpenHelper helper = new SQLiteOpenHelper(this, path, null, 1){
            // 创建数据库
            @Override
            public void onCreate(SQLiteDatabase db) {
                Toast.makeText(MainActivity.this, "数据库创建", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                // 如果事先没有数据库的话,创建表的操作就可以在这里进行
                db.execSQL("create table stu_info (id integer primary key autoincrement, name varchar(30) not null, age integer,gender varchar(2) not null)");
            }
            // 版本号变化之后会调用这个方法
            @Override
            public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion) {
                Toast.makeText(MainActivity.this, "数据库升级", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            }
        };
        // 获取数据库对象
        sqLiteDatabase = helper.getWritableDatabase();
        // 设置单选框的监听
        rgSex.setOnCheckedChangeListener(new RadioGroup.OnCheckedChangeListener() {
            @Override
            public void onCheckedChanged(RadioGroup group, int checkedId) {
                switch (checkedId){
                    case R.id.rb_female:
                        sex = "女";
                        break;
                    case R.id.rb_male:
                        sex = "男";
                        break;
                }
            }
        });
        flushStuData();
    }

    private void flushStuData() {
        List stuList = new ArrayList<>();
        String selectSQL = "select * from stu_info";
        Cursor cursor = sqLiteDatabase.rawQuery(selectSQL, new String[]{});
        cursor.moveToFirst();
        while (!cursor.isAfterLast()){
            int id = cursor.getInt(0);
            String name = cursor.getString(1);
            int age = cursor.getInt(2);
            String sex = cursor.getString(3);
            stuList.add(new StudentInfo(id, name, age, sex));
            cursor.moveToNext();
        }
        cursor.close();
        lvData.setAdapter(new StuInfoAdapter(this, stuList));
    }


    public void operatorData(View view) {
        int viewId = view.getId();
        switch (viewId) {
            case R.id.btn_add:
                if(TextUtils.isEmpty(sex)) {
                    Toast.makeText(MainActivity.this, "请选择性别", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                    return;
                }
                String insertSQL = String.format(Locale.CHINA,"insert into stu_info(name, age, gender) values ('%s', %d, '%s')",
                        etName.getText().toString(),
                        Integer.parseInt(etAge.getText().toString()),
                        sex);
                Log.i(TAG, "operatorData: insertSQL = " + insertSQL);
                sqLiteDatabase.execSQL(insertSQL);
                // 刷新数据展示
                flushStuData();
                Toast.makeText(MainActivity.this, "添加成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                break;
            case R.id.btn_update:
                String idStr = etId.getText().toString();
                if(TextUtils.isEmpty(idStr)){
                    Toast.makeText(MainActivity.this, "请输入ID", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                    return;
                }
                int id = Integer.parseInt(idStr);
                String updateSQL = String.format(Locale.CHINA,
                        "update stu_info set name = '%s', age=%d, gender='%s' where id = %d",
                        etName.getText().toString(),
                        Integer.parseInt(etAge.getText().toString()),
                        sex, id);
                Log.i(TAG, "operatorData: updateSQL = " + updateSQL);
                sqLiteDatabase.execSQL(updateSQL);
                // 刷新数据展示
                flushStuData();
                Toast.makeText(MainActivity.this, "更新成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                break;
            case R.id.btn_delete:
                String deleteIdStr = etId.getText().toString();
                if(TextUtils.isEmpty(deleteIdStr)){
                    Toast.makeText(MainActivity.this, "请输入ID", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                    return;
                }
                String deleteSQL = String.format(Locale.CHINA, "delete from stu_info where id = %d", Integer.parseInt(deleteIdStr));
                Log.i(TAG, "operatorData: deleteSQL = " + deleteSQL);
                sqLiteDatabase.execSQL(deleteSQL);
                // 刷新数据展示
                flushStuData();
                Toast.makeText(MainActivity.this, "删除成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                break;
        }
    }
}

class StudentInfo {
    public int id;
    public String name;
    public int age;
    public String sex;

    public StudentInfo() {
    }

    public StudentInfo(int id, String name, int age, String sex) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.sex = sex;
    }
}

StuInfoAdapter.java

public class StuInfoAdapter extends BaseAdapter {
    private List stuList;
    private Activity context;

    public StuInfoAdapter(Activity context, List stuList) {
        this.stuList = stuList;
        this.context = context;
    }

    @Override
    public int getCount() {
        return stuList.size();
    }

    @Override
    public Object getItem(int position) {
        return stuList.get(position);
    }

    @Override
    public long getItemId(int position) {
        return position;
    }

    @Override
    public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
        ViewHolder viewHolder;
        if(convertView == null){
            LayoutInflater inflater = context.getLayoutInflater();
            convertView = inflater.inflate(R.layout.stu_item, null);
            viewHolder = new ViewHolder();
            viewHolder.tvName = convertView.findViewById(R.id.tv_item_name);
            viewHolder.tvId = convertView.findViewById(R.id.tv_item_id);
            viewHolder.tvAge = convertView.findViewById(R.id.tv_item_age);
            viewHolder.tvSex = convertView.findViewById(R.id.tv_item_sex);
            convertView.setTag(viewHolder);
        }else {
            viewHolder = (ViewHolder) convertView.getTag();
        }
        StudentInfo studentInfo = stuList.get(position);
        viewHolder.tvId.setText(String.valueOf(studentInfo.id));
        viewHolder.tvName.setText(studentInfo.name);
        viewHolder.tvSex.setText(studentInfo.sex);
        viewHolder.tvAge.setText(String.valueOf(studentInfo.age));
        return convertView;
    }

    // ViewHolder
    static class ViewHolder{
        TextView tvId;
        TextView tvName;
        TextView tvSex;
        TextView tvAge;
    }
}

最好不要忘记申明读写的权限(以及在Android6.0以后的动态权限申请),最后效果展示如下:

image

在Android 中使用SQLiteDatabase的静态方法openOrCreateDatabase(String path,SQLiteDatabae.CursorFactory factory)打开或者创建一个数据库。它会自动去检测是否存在这个数据库,如果存在则打开,不存在则创建一个数据库;创建成功则返回一个SQLiteDatabase对象,否则抛出异常FileNotFoundException。

还有需要注意的就是,查询数据返回的结果是Cursor,当我们使用SQLiteDatabase.query()方法时,会得到一个Cursor对象,Cursor指向的就是每一条数据。它提供了很多有关查询的方法,具体方法如下:

方法名称 方法描述
getCount() 获得总的数据项数
isFirst() 判断是否第一条记录
isLast() 判断是否最后一条记录
moveToFirst() 移动到第一条记录
moveToLast() 移动到最后一条记录
move(int offset) 移动到指定记录
moveToNext() 移动到下一条记录
moveToPrevious() 移动到上一条记录
getColumnIndexOrThrow(String columnName) 根据列名称获得列索引
getInt(int columnIndex) 获得指定列索引的int类型值
getString(int columnIndex) 获得指定列缩影的String类型值

这个可以参考在代码示例中flushStuData()方法中的使用:

private void flushStuData() {
    List stuList = new ArrayList<>();
    // 参数解释:表名、要查询的字段、列条件、列条件参数、GroupBy、having、orderBy
    Cursor cursor = sqLiteDatabase.query("stu_info", null, null, null, null, null, null);
    if(cursor.moveToFirst()){
        do{
            int id = cursor.getInt(0);
            String name = cursor.getString(1);
            int age = cursor.getInt(2);
            String sex = cursor.getString(3);
            stuList.add(new StudentInfo(id, name, age, sex));
        } while (cursor.moveToNext());
    }
    cursor.close();
    lvData.setAdapter(new StuInfoAdapter(this, stuList));
}

通过API来操作数据库

SQLiteDatabase也提供了insert()、delete()、update()、query()方法专门用于插入、删除、更新和查询,通过这种API的操作方式就需要编写SQL语句了,只需要传入对应的参数,即可完成CRUD操作。还是通过上面的例子,改动的地方无非就是操作数据的部分而已:

// ...

// 查询
private void flushStuData() {
    List stuList = new ArrayList<>();
    // 参数解释:表名、要查询的字段、列条件、列条件参数、GroupBy、having、orderBy
    Cursor cursor = sqLiteDatabase.query("stu_info", null, null, null, null, null, null);
    if(cursor.moveToFirst()){
        do{
            int id = cursor.getInt(0);
            String name = cursor.getString(1);
            int age = cursor.getInt(2);
            String sex = cursor.getString(3);
            stuList.add(new StudentInfo(id, name, age, sex));
        } while (cursor.moveToNext());
    }
    cursor.close();
    lvData.setAdapter(new StuInfoAdapter(this, stuList));
}


public void operatorData(View view) {
    int viewId = view.getId();
    switch (viewId) {
        // 添加
        case R.id.btn_add:
            // 参数解释:操作表的名称、可以为空的列、参数
            ContentValues values = new ContentValues();
            // Key - value
            values.put("name", etName.getText().toString());
            values.put("age", Integer.parseInt(etAge.getText().toString()));
            values.put("gender", sex);
            // 插入成功,返回数据的ID
            long infoId = sqLiteDatabase.insert("stu_info", null, values);
            // 刷新数据展示
            flushStuData();
            Toast.makeText(MainActivity.this, "添加成功,Id = " + infoId, Toast.LENGTH_SHORT).show();
            break;
        // 更新
        case R.id.btn_update:
            String idStr = etId.getText().toString();
            ContentValues updateValues = new ContentValues();
            // Key - value
            updateValues.put("name", etName.getText().toString());
            updateValues.put("age", Integer.parseInt(etAge.getText().toString()));
            updateValues.put("gender", sex);
            int info = sqLiteDatabase.update("stu_info", updateValues, "id=?", new String[]{idStr});
            // 刷新数据展示
            flushStuData();
            Toast.makeText(MainActivity.this, "更新成功,影响行数:" + info, Toast.LENGTH_SHORT).show();
            break;
        // 删除
        case R.id.btn_delete:
            String deleteIdStr = etId.getText().toString();
            int delete = sqLiteDatabase.delete("stu_info", "id=?", new String[]{deleteIdStr});
            // 刷新数据展示
            flushStuData();
            Toast.makeText(MainActivity.this, "删除成功,影响行数:" + delete, Toast.LENGTH_SHORT).show();
            break;
    }
}

// ...

image

使用LitePal操作SQLite

上面使用SQLiteDatabase来操作SQLite数据库的方法,使用起来真的很不方便,像我这种习惯使用ORM框架的人来说,SQLiteDatabase的操作方式简直太过于复杂,所以现在来看看Litepal这款开源框架吧,使用完过后自己也来尝试造一轮子,可以参考:https://github.com/huyongli/T...

环境搭建

首先引入依赖:

implementation 'org.litepal.android:core:1.4.1'

接下来需要配置 litepal.xml 文件。右击 app/src/main 目录 —>New—>Directory,创建一个 assets 目录,在assets目录下新建litepal.xml文件:



    
    
    
    
    
    

最后还需要修改一下 AndroidManifest.xml 中的代码:



    
        
            
            
        
    

现在 Litepal 的配置工作已经做完了,让我们开始正式使用它吧!

建库建表

现在开始声明一个JavaBean,也就是我们要存储的数据:

public class Book {
    private int id;
    private String name;
    private String author;

    public Book(){ }

    public Book(int id, String author, String name) {
        this.id = id;
        this.author = author;
        this.name = name;
    }
    // Getter and Setter ...
}

并且在配置文件中配置它的映射模型:



    
    
    
    
    
    
        
    

在Activity启动时创建数据库:

// 创建数据库
SQLiteDatabase database = LitePal.getDatabase();

image

虽然有三张表,其中android_matedata表仍然不用管,table_schema表是litepal内部使用的,也可以直接忽视,Book表就是根据配置的Book类自动生成的表,是不是很方便?

数据库升级

而且Litepal很好的解决了数据库升级问题,使用SQLiteOpenHelper来升级数据库的方式:升级数据库的时候我们需要先把之前的表drop掉,然后再重新创建才行。这其实是一个非常严重的问题,因为这样会造成数据丢失,每当升级一次数据库,之前表中的数据就全没了。虽然可以通过复杂的逻辑控制来避免这种情况,但是维护成本很高。而有了LitePal,这些就都不再是问题了,使用LitePal来升级数据库非常非常简单,你完全不用思考任何的逻辑,只需要改你想改的任何内容,然后将版本号加1就行了。

比如,将图书表的中再添加一个价格的字段,再新建一张分类表:

public class Book {
    private int id;
    private String name;
    private String author;
    private int price;
    
    // ...
}

public class Category {
    private int id;
    private String name;
    private long count;
    
    // ...
}

同样需要配置映射模型:



    
    
    
    
    
    
        
        
    

image

由此可见,book表中新增了一个price列,并且新创建了category表。

CRUD操作

下面来看看使用Litepal来对数据进行CRUD是多么方便吧:

首先需要让数据模型对象,也就是定义的Javabean来继承DataSupport

public class Book extends DataSupport {
    ...
}

下面直接通过查看log日志的方式来验证LitePal框架的CRUD:

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private static final String TAG = "MainActivity";
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        // 创建数据库
        SQLiteDatabase database = LitePal.getDatabase();

        // 添加数据
        Book book = new Book("Think In Java", "Tim", 58);
        boolean saveRet = book.save();
        Log.i(TAG, "onCreate: saveRet = " + saveRet);
        new Book("Think In C/C++", "Tom", 38).save();
        Log.i(TAG, "onCreate: 添加数据成功");

        // 查询数据
        List bookList = DataSupport.findAll(Book.class);
        Book[] books = new Book[bookList.size()];
        bookList.toArray(books);
        Log.i(TAG, "onCreate: books = " + Arrays.toString(books));

        // 删除数据
        int delete = DataSupport.delete(Book.class, books[0].getId());
        Log.i(TAG, "onCreate: 删除数据成功,delete = " + delete);
        
        // 查询数据
        bookList = DataSupport.findAll(Book.class);
        books = new Book[bookList.size()];
        bookList.toArray(books);
        Log.i(TAG, "onCreate: books = " + Arrays.toString(books));

        // 修改数据
        Book cppBook = new Book("Think In C/C++", "Tom", 28);
        int update = cppBook.update(2);
        Log.i(TAG, "onCreate: 修改数据成功,update = " + update);

        // 查询数据
        bookList = DataSupport.findAll(Book.class);
        books = new Book[bookList.size()];
        bookList.toArray(books);
        Log.i(TAG, "onCreate: books = " + Arrays.toString(books));
    }
}

image

上面演示了具体的操作,其实还有很多高级查询方法,这里不再赘述,如果用到可以参考作者的博客《Android数据库高手秘籍》

博客原文:https://zouchanglin.cn/2020/1...

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