Android编程权威指南（第二版）学习笔记（十四）—— 第14章 SQLite 数据库

本章主要讲了如何使用 SQLite 进行持久化存储，包含了 CRUD 四个操作，使用基础的 SQLiteOpenHelper 与 Cursor 构造程序

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为什么要用数据库而不是文本文件来存储数据呢？
因为如果用普通的文本文件（比如 txt）存储数据，每次读取时都要读取整个文件的内容，完成修改后再全部保存，一旦数据量较大，将十分耗费时间和资源。

SQLite是类似于MySQL的开源关系型数据库。不同于其他数据库的是,SQLite使用单个文件存储数据,使用SQLite库读取数据。Android标准库包含SQLite库以及配套的一些Java辅助类。

1. 定义 Schema（架构）

本应用需要保存的应该是一个 Crime 的全部数据，比如一个表格可以下表这样。

_id	uuid	title	date	solved
1	13090624138324	Stolen yougurt	13090636733242	0
2	13090274859392	Dirty sink	13090732131909	1

程序员的一个目标，或者说信条，就是“不要重复造轮子”，也就是说，多花时间思考复用代码的编写和调用，避免在应用中到处使用重复代码。
基于上述准则，我们可以使用能统一定义模型层对象的高级 ORM（对象关系映射）工具，不过对于本章代码来说，因为需要掌握更加基础的内容，将会自己实现数据库操作。

首先创建一个 Package，名为 database， 然后定义数据架构类 CrimeDbSchema.java

// CrimeDbSchema.java
public class CrimeDbSchema {
    public static final class CrimeTable {
        public static final String NAME = "crimes";

        public static final class Cols {
            public static final String UUID = "uuid";
            public static final String TITLE = "title";
            public static final String DATE = "date";
            public static final String SOLVED = "solved";
        }
    }
}

这里有一个小 Tip，Android Studio 中有输入一长串前缀的 Live Template，比如要输入public static final String，只需要打 psfs 即可。

2. 初始创建数据库

一般来说，在实际开发中，打开一个数据库之前，由于不知道其是否存在，是否有更新，所以要经过如下步骤：

1. 确认目标数据库是否存在。
2. 如果不存在，首先创建数据库，然后创建数据库表以及必需的初始化数据。
3. 如果存在，打开并确认数据库架构是否为最新版本
4. 如果是旧版，就运行相关代码升级到最新版本

在 Android 中，提供了一个SQLiteOpenHelper类用于处理这些打开数据库时繁杂的工作。我们可以创建一个SQLiteOpenHelper的子类用于对自己的数据库进行处理，比如：

public class CrimeBaseHelper extends SQLiteOpenHelper {
    public static final int VERSION = 1;
    public static final String DATABASE_NAME = "crimeBase.db";

    public CrimeBaseHelper(Context context) {
        super(context, DATABASE_NAME, null, VERSION);
    }

	// 如果数据库不存在，就调用该函数创建一个数据库
    @Override
    public void onCreate(SQLiteDatabase db) {
    	 // 一定要注意语句之间的空格，因为语句是一个字符串
    	 // 如果没有空格，对于 SQL 来说，就是无意义的语句
    	 // 比如下面的 table 后面一定要接一个空格
        db.execSQL("create table " + CrimeTable.NAME + "(" +
                " _id integer primary key autoincrement, " +
                CrimeTable.Cols.UUID + ", " +
                CrimeTable.Cols.TITLE + ", " +
                CrimeTable.Cols.DATE + ", " +
                CrimeTable.Cols.SOLVED +
                ")"
        );
    }

	// 如果版本升级了，就调用 onUpgrade() 函数
	@Override
    public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion) {

    }
}

由于数据库结构调整太麻烦，在实际开发中最好的做法应该是直接删除数据库文件（最方便的就是卸载程序） :)

3. 打开数据库

然后在 Model 层（在这里是 CrimeLab 单例）中打开数据库

mContext = context.getApplicationContext();
mDataBase = new CrimeBaseHelper(mContext)
		.getWritableDatabase();

4. 写入数据库（插入与更新）

4.1 使用 ContentValues

负责处理数据库写入和更新操作的辅助类是 ContentValues 类。它是个键值存储类，类似于 Java 的 HashMap（查看源码可以发现它就是一个 HashMap）和前面用过的 Bundle。不同的是, ContentValues 专门用于处理SQLite数据。我们需要一个 Model 层的方法，把 Model 层数据转换为ContentValues，由于在 Model 层外，对数据的操作应该只有对 Model 对象的操作，所以这个方法应该是私有的。示例如下：

private static ContentValues getContentValues(Crime crime) {
    ContentValues values = new ContentValues();
    values.put(Cols.UUID, crime.getId().toString());
    values.put(Cols.TITLE, crime.getTitle());
    values.put(Cols.DATE, crime.getDate().getTime());
    values.put(Cols.SOLVED, crime.isSolved() ? 1 : 0);
    
    return values;
}

4.2 插入和更新记录

4.2.1 插入记录

准备好了 ContentValues，就可以进行写入数据了，调用SQLiteDatabase.insert(…)方法即可。

public void addCrime(Crime c) {
    ContentValues values = getContentValues(c);
    /**
     * SQLiteDatabase.insert(String table, String nullColumnHack, ContentValues values)
     * 第一个参数是表名，第三个参数是键值对
     * 第二个参数则是当 values 为全空时插入空行
     * 如果设为 null，则 values 为全空时不插入空行
     */
    mDatabase.insert(CrimeTable.NAME, null, values);
}

4.2.2 更新记录

更新记录使用的是SQLiteDatabase.update(…)方法。

public void updateCrime(Crime crime) {
    String uuidString = crime.getId().toString();
    ContentValues values = getContentValues(crime);

    mDatabase.update(CrimeTable.NAME, values,
            Cols.UUID + "=?",
            new String[] {uuidString});
}

update 方法的原型是：

SQLiteDatabase.update(String table, // 表名
				ContentValues values, // 键值对
				// where 后面接的语句，一般是 "columnName = ?"
				String whereClause, 
				// whereClause 中 ? 代表的语句，可以有多个
				String[] whereArgs
);

可以看到，实际上后面两个参数的意思就是 where columnName = columnValue，那么为什么要留出两个参数而不用一个参数解决呢?

这样做是为了防范 SQL 脚本注入，因为 String 如果本身就带了 SQL 语句，如果不加处理放进数据库执行，就有可能造成灾难性的后果（比如直接 drop 掉所有的表）

5. 读取数据库

读取数据库用到的是 query() 方法，这个方法有许多个重载版本，我们使用下面的版本：

public Cursor query(
	String table, 			// 表名
	String[] columns,		// 选中的列名，为 null 时选中所有列
	String where,			// where 语句
	String[] whereArgs,		// where 语句的参数
	String groupBy,			// 分组
	String having,			// 与合计函数一起使用的 having
	String orderBy,			// 顺序
	String limit)			// 限制数量

可以看到返回的是一个 Cursor 对象，下面来探究一下 Cursor 对象

5.1 Cursor 与 CursorWrapper

Cursor 是个神奇的表数据处理工具，其任务就是封装数据表中的原始字段值。从Cursor获取数据的代码大致如下所示:

String uuidString = cursor.getString(cursor.getColumnIndex(CrimeTable.Cols.UUID));

每次要取出一条记录中的一列，都要重复写一次上述代码，所以我们使用 CursorWrapper 建立一个 Cursor 的子类，在其中封装可以转换对象的方法。
比如一个类可以这么写：

public class CrimeCursorWrapper extends CursorWrapper {
    public CrimeCursorWrapper(Cursor cursor) {
        super(cursor);
    }

    public Crime getCrime() {
    	//这里是从得到的 CursorWrapper 中取出数据
        String uuidString = getString(getColumnIndex(Cols.UUID));
        String title = getString(getColumnIndex(Cols.TITLE));
        long date = getLong(getColumnIndex(Cols.DATE));
        int isSolved = getInt(getColumnIndex(Cols.SOLVED));
        
		// 然后生成一个 Model 层对象返回，免去了重复写的繁琐
        Crime crime = new Crime(UUID.fromString(uuidString));
        crime.setTitle(title);
        crime.setDate(new Date(date));
        crime.setSolved(isSolved != 0);

        return crime;
    }
}

5.2 创建 Model 层对象

首先封装一个数据库查询方法，返回的是自定义的 CrimeCursorWrapper 对象。

private CrimeCursorWrapper queryCrimes(String whereClause, String[] whereArgs) {
    Cursor cursor = mDatabase.query(
            CrimeTable.NAME,
            null, // Columns -- use null to select all columns
            whereClause,
            whereArgs,
            null,
            null,
            null
    );
    return new CrimeCursorWrapper(cursor);
}

再从 CursorWrapper 中获取数据

// 获取所有数据
public List<Crime> getCrimes() {
    List<Crime> crimes = new ArrayList<>();

    CrimeCursorWrapper cursor = queryCrimes(null, null);
    try {
        cursor.moveToFirst();
        while (!cursor.isAfterLast()) {
            crimes.add(cursor.getCrime());
            cursor.moveToNext();
        }
    } finally {
        cursor.close();
    }

    return crimes;
}
//获取单个记录
public Crime getCrime(UUID id) {
    CrimeCursorWrapper cursor = queryCrimes(
            Cols.UUID + " = ?",
            new String[] { id.toString() }
    );

    try {
        if (cursor.getCount() == 0) {
            return null;
        }

        cursor.moveToFirst();
        return cursor.getCrime();
    } finally {
        cursor.close();
    }
}

6 Application Context(应用上下文)

前面,我们在CrimeLab的构造方法中使用了Application Context。

private CrimeLab(Context context) {
	mContext = context.getApplicationContext();
	...
}

Application Context 有什么特别呢?就上例来看,为什么要用 Application Context ,而不直接用activity 作为 context 呢?

要回答上述问题,关键就在于考虑它们的生命周期。只要有 activity 在,Android 肯定也创建 有 application 对象。用户在应用的不同界面间导航时,各个 activity 时而存在时而消亡,但 application 对象不会受任何影响。可以说,它的生命周期要比任何 activity 都要长。

CrimeLab 是个单例。这表明,一旦创建,它就会一直存在直至整个应用进程被销毁。由代码可知, CrimeLab 引用着 mContext 对象。显然,如果把 activity 作为 mContext 对象保存的话,这个由 CrimeLab 一直引用着的 activity 肯定会免遭垃圾回收器的清理,即便用户跳转离开这个 activity 时也是如此。

为了避免资源浪费,我们使用了应用程序上下文。这样, CrimeLab 仍可以引用 Context 对象, 而 activity 的存在和消亡也不用受它束缚了。

7 挑战练习：删除 Crime 记录

在上一章中，我们为 CrimeFragment 的 ToolBar 中添加了删除按钮，这一章我们改用数据库来存储数据，需要对代码进行相应的改写：

// CrimeLab.java
public void deleteCrime(Crime c) {
    mDatabase.delete(
            CrimeTable.NAME,
            Cols.UUID + " = ?",
            new String[] {c.getId().toString()}
    );
}

// CrimeFragment.java
@Override
public boolean onOptionsItemSelected(MenuItem item) {
    switch (item.getItemId()) {
        case R.id.menu_item_delete_crime:
            CrimeLab.get(getActivity()).deleteCrime(mCrime);
            getActivity().finish();
            return true;
        default:
            return super.onOptionsItemSelected(item);
    }
}

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