Android SQLite 数据库开发核心探索

Android 自带的数据库系统是 SQLite，SQLite 是 C 和 C++ 实现，因此 Android 在 Framework 层封装了一层 Java 接口。主要的封装类型为 SQLiteOpenHelper、SQLiteDatabase 以及 Cursor。不管如何封装，最后都是将 SQL 语句提交到 SQLite 中执行。

1. SQLiteOpenHelper

该类封装了 SQLite 数据库的创建与升级等工作，通过该类也可以获取到实际操作数据库的 SQLiteDatabase 对象。

通常我们会继承 SQLiteOpenHelper 类，然后实现它的 onCreate、onUpgrade 函数，这两个函数分别在创建数据库、数据库升级时调用。因此可以在 onCreate 函数中创建表，在 onUpgrade 时升级数据库。

代码大致如下：

public class SQLiteDbHelper extends SQLiteOpenHelper {

    public static final String DB_NAME = "database.db";

    public static final int DB_VERSION = 1;


    public SQLiteDbHelper(Context context, String name, SQLiteDatabase.CursorFactory factory, int version) {
        // 构造函数中指定数据库名与版本号
        super(context, DB_NAME, factory, DB_VERSION);
    }

    @Override
    public void onCreate(SQLiteDatabase db) {

        // 在这里通过 db.execSQL 函数执行 SQL 语句创建所需要的表
    }

    @Override
    public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion) {

        // 数据库版本号变更会调用 onUpgrade 函数，在这根据版本号进行升级数据库
        switch (oldVersion) {
            case 1:
                // do something
                break;

            default:
                break;
        }
    }

    @Override
    public void onOpen(SQLiteDatabase db) {
        super.onOpen(db);
        if (!db.isReadOnly()) {
            // 启动外键
            db.execSQL("PRAGMA foreign_keys = 1;");

            //或者这样写
            String query = String.format("PRAGMA foreign_keys = %s", "ON");
            db.execSQL(query);
        }
    }
}

可以看到，每个方法都有一个 SQLiteDatabase 参数，所以真正操作数据库的类型不是 SQLiteOpenHelper，而是 SQLiteDatabase。

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2. SQLiteDatabase

SQLiteDatabase 是 SQLite 数据库的管理类，提供了对 SQLite 数据库操作的接口，例如数据库的增、删、查、改。下面我们来看看它的核心接口。

2.1 插入数据

SQLiteDatabase 插入数据的接口为 insertWithOnConflict，它的声明如下：

public long insertWithOnConflict(String table, String nullColumnHack,
            ContentValues initialValues, int conflictAlgorithm) 

参数 1 表示要操作的表名，参数 2 当参数 3 为空时将表中的字段值置为 null，参数 3 为表中各字段的键值对（键的名字与表中的字段名要一致），参数 4 为当插入数据发生冲突时如何解决。

参数 4 conflictAlgorithm 的可选值有 6 种，这些策略是声明在 SQLiteDatabase 类中。

策略	说明
CONFLICT_NONE	忽略冲突
CONFLICT_ROLLBACK	停止执行当前事务，并将数据恢复到操作前的状态
CONFLICT_ABORT	停止执行当前事务，不过先前执行的操作造成的数据变动会被保留
CONFLICT_FAIL	停止执行当前事务，不过先前执行的操作造成的数据变动会被保留
CONFLICT_IGNORE	本次数据更改不会生效，但是后续的 SQL 语句会继续执行
CONFLICT_REPLACE	当插入或者修改数据时违反了唯一性原则，新的数据会替换旧的数据

2.2 删除数据

public int delete(String table, String whereClause, String[] whereArgs) 

delete 函数的参数 1 为表名，参数 2 为 where 条件，参数 3 为 where 条件语句中的字段值。其实参数 2 就是定义 column 限制条件的字符串，参数 3 则是定义参数的值。

下面我们来实现一个删除数据操作：

// 原生的 sql 语句
delete from students where name = 'Jerry' and cls_id = 2;


// 通过 delete 函数实现
db.delete("students", "name = ? and cls_id = ?", 
new String[] {"Jerry", "2"});

whereClause 中的占位符 “?” 会被替换为 whereArgs 中的值，最终拼接为原生的 SQL 语句。

2.3 修改数据

public int updateWithOnConflict(String table, ContentValues values,
            String whereClause, String[] whereArgs, int conflictAlgorithm) 

参数 1 是表名，参数 2 是要更新的数据的键值对，参数 3 为 where 语句，参数 4 是 where 语句中的参数值，参数 5 是发生冲突时的处理策略。

2.4 查询数据

public Cursor query(String table, String[] columns, String selection,
            String[] selectionArgs, String groupBy, String having,
            String orderBy, String limit) {

参数名	作用
table	要操作的表名
columns	要获取的字段数组
selection	条件语句，也就是 where 那部分
selectionArgs	where 语句中的字段值
groupBy	与 SQL 中的 group by 语句一样
having	Group by 中的 having 语句
orderBy	SQL 语句中的排序语句
limit	限制返回的数据数量与偏移量

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3. Cursor

当执行查询语句时，返回的数据类型为 Cursor。它是一个提供了随机读写访问数据库查询结果集的接口。Cursor 不是线程安全的，因此当在多线程中访问 Cursor 对象时要手动进行同步，避免出现线程安全问题。

常用的 Cursor 函数如下：

函数名	作用
getString(index)	通过字段的索引获取一个 String 类型的字段
getColumnIndex(String columnName)	通过字段名查询该字段在数据库中的索引
getCount()	在该 Cursor 中有多少条数据
MoveToFirst()	将光标移到第一个数据的位置上
MoveToLast()	将光标移到最后一个数据的位置上
MoveToNext()	将光标移到下一个数据的位置上
IsClosed()	判断光标是否已经关闭
IsFirst	光标是否在第一个数据的位置上
IsLast()	光标是否在最后一个数据的位置上
Close()	关闭光标。在使用完 Cursor 之后一定要关闭光标。

• 通过 index 获取其他类型的数据与 getString(int index) 类似，只是函数名不一样，如 getInt(int index) 为获取整型的字段值。

• 通过索引获取字段值效率较高，因此，通常通过字段名获取索引 - getColumnIndex(String columnName)，然后再通过索引获取字段值 - getString(int index)。

如何通过 Cursor 获取所有数据？

Cursor 中定义了一个光标位置，该光标默认指向第一个数据。用户可以通过 getString、getInt、getDouble 等函数获取到各个字段的值，然后通过 moveToNext 函数不断移动光标获取下一个数据，不断重复该过程就可以获取到所有数据。

以获取 students 表的数据为例子：

    private void queryStudents() {
        SQLiteDbHelper helper = new SQLiteDbHelper(getApplicationContext());
        SQLiteDatabase database = helper.getWritableDatabase();

        // 相当于 select * from students 语句
        Cursor cursor = database.query("students", null, null, null,
                null, null, null, null);

        // 不断移动光标获取值
        while (cursor.moveToNext()) {
            // 直接通过索引获取字段值
            int stuId = cursor.getInt(0);

            // 先获取 name 的索引值，然后再通过索引获取字段值
            String stuName = cursor.getString(cursor.getColumnIndex("name"));
            Log.e("", "id: " + stuId + " name: " + stuName);

        }
        // 关闭光标
        cursor.close();
    }

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4. Android 中的数据库事务

使用事务的两大好处是原子提交和更优性能。SQLite 默认会为每个插入、更新操作创建一个事务，并且在每次插入、更新后立即提交。

例如：连续插入 1000 次数据，那么实际的执行过程是重复 1000 次：创建事务 —> 执行语句 —> 提交。
如果使用数据库的事务，那么这个过程就会优化为：创建事务 —> 执行 1000 条语句 —> 提交，这样创建事务和提交这个过程只做一次，这种一次性事务可以使性能大幅提升。尤其当数据库位于 SD 卡时，时间上能节省两个数量级左右。

Android 中使用数据库事务的代码一般如下：

    private void beginTransaction() {
        SQLiteDbHelper helper = new SQLiteDbHelper(getApplicationContext());
        SQLiteDatabase database = helper.getWritableDatabase();

        database.beginTransaction();
        try {
            // 这里执行数据库操作
            // 如果执行成功则调用 setTransactionSuccessful 函数
            database.setTransactionSuccessful();
        } finally {
            database.endTransaction();
        }
    }