Android系统编程入门系列之应用内数据保存数据库

Shun

上篇文章已经介绍了如何使用SharedPreferences存储键值对形式的轻量级数据，对于那些相同结构的多组数据，类似于存储Java中定义的类的多个对象属性值，如果按照键值对的形式一条条读写，需要分别定义每条数据对应的key值，是相当繁琐的。而如果可以使用数据库保存就会方便很多。
正因此，Android系统提供了对SQLite数据库的支持，在应用中创建的数据库，默认也是保存在应用程序的内部存储空间中的，这样也只有当前应用程序内部可以访问其数据库中数据。
使用纯粹的SQLiteDatabase类操作数据库
在Android系统中可以使用android.database.sqlite.SQLiteDatabase数据库类，直接操作SQLite数据库。同时借助android.database.sqlite.SQLiteOpenHelper数据库帮助类，来获取数这里的据库类。
定义数据库结构类
一般要保存的类结构与数据库结构保持一致即可，以学生信息为例，下面创建的Student类即可直接作为数据库结构类，只需按照Student类中的属性名一一对应，定义数据库中的字段名。

public final class Student {
  private String name;
  private String birthday;
  private int level;
  private Student() {}
  public static final String TABLE_NAME = "student";
  public static final String COLUMN_ID = "_id";
  public static final String COLUMN_NAME = "name";
  public static final String COLUMN_BIRTHDAY = "birthday";
  public static final String COLUMN_LEVEL = "level";
}

在定义数据库中的字段名时，通常会定义值为 _id 的字段作为数据表中的自增长字段，这是为了在读取数据表时使用android.widget.CursorAdapter适配器子类可以正常创建其实例化对象。否则在使用CursorAdapter适配器实例化对象时可能会抛出java.lang.IllegalArgumentException异常。

创建数据库
与数据库中包含数据表的结构相对应，这里定义继承自SQLiteOpenHelper的子类处理数据表间关系，并在自定义子类中实现onCreate(SQLiteDatabase db)和onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion)方法。
通常该类的构造方法继承自其父类SQLiteOpenHelper (Context context, String name, SQLiteDatabase.CursorFactory factory, int version)，参数 context 为使用该数据库的上下文环境；参数 name 为数据库文件的名字；参数 factory 为访问数据库使用的游标工厂，通常传入 null 即可；参数 version 为数据表的版本号。
该类实现的onCreate(SQLiteDatabase db)方法会在对象创建后，数据库文件首次创建时调用，因此可以在该方法中执行数据表的创建操作，参数 db 即当前数据库对象，可调用该对象的相关方法操作数据库。
而onUpdate(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion)方法会在该类对象创建后，数据库文件存在但数据库版本升级时调用，因此在该方法中可以执行数据表的更新操作。其中参数 db 为当前数据库对象，同样调用该对象的相关方法可操作数据库；参数 oldVersion 为数据库版本升级之前的旧版本号；参数 newVersion 为数据库版本升级之后的新版本号。
以上文创建Student学生类对应的数据库为例，示例代码如下。当首次创建StudentDbHelper对象时，其对应数据库版本号为10，且数据库文件需要首次创建，因此会执行该对象的onCreate()方法，在数据库中执行SQL_CREATE_STUDENT定义的sql语句，创建不包含 birthday 字段的数据表。而如果在以后需要更新数据表时，想增加 birthday 字段，只需要在创建StudentDbHelper对象时，将其对应数据库版本号改为20，并在onUpdate()方法中做版本号的判断，一旦判断符合条件，即可执行SQL_ADD_BIRTHDAY定义的sql语句。

public class StudentDbHelper extends SQLiteOpenHelper {
  public static final int DATABASE_VERSION_FIRST = 10;
  public static final int DATABASE_VERSION_SECONDDATABASE_VERSION_SECOND = 20;
  public static final String DATABASE_NAME = "students.db";
  private static final String SQL_CREATE_STUDENT =
    "CREATE TABLE " + Student.TABLE_NAME + " (" +
    Student.COLUMN_ID + " INTEGER PRIMARY KEY," +
    Student.COLUMN_NAME + " TEXT," +
    Student.COLUMN_LEVEL + " TEXT)";
  private static final String SQL_ADD_BIRTHDAY =
    "ALTER TABLE " + Student.TABLE_NAME +
    " ADD COLUMN " + Student.COLUMN_BIRTHDAY + " TEXT";
  public StudentDbHelper(Context context) {
    super(context, DATABASE_NAME, null, DATABASE_VERSION_FIRST);
    //super(context, DATABASE_NAME, null, DATABASE_VERSION_SECOND);
  }
  public void onCreate(SQLiteDatabase db) {
    db.execSQL(SQL_CREATE_STUDENT);
  }
  public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion) {
    if(newVersion==DATABASE_VERSION_SECOND){
      db.execSQL(SQL_DELETE_BIRTHDAY);
    }
  }
}

操作数据库
上边在SQLiteDbHelper子类中已经对SQLiteDatabase类有所了解，除此之外，也可以在需要获取数据库对象的地方通过SQLiteDbHelper对象的getWritableDatabase()方法获取可读写数据库和getReadableDatabase()方法获取可读式数据库。
在获取到SQLiteDatabase数据库对象之后，可通过其相关方法分别执行数据库的增删改查等操作。
调用该对象的insert(String table, String nullColumnHack, ContentValues values)系列方法，可以在数据库中插入一条数据。返回 long 类型的结果表示插入数据在数据表中的id序列，如果插入失败则返回 -1 。其中参数 table 为要插入的数据表名；参数 nullColumnHack 可以指定要插入的字段名，通常为null时忽略，使用后边参数中所包含的字段数据；参数 values 指定要插入的数据，同样使用 key-value 键值对的形式存取数据。
调用该对象的delete(String table, String whereClause,  String[] whereArgs)方法，可以删除数据库中指定的数据。返回 int 类型的结果表示删除的数据条数。其中参数 table 同样为要删除的数据表名；参数 whereClause 为指定删除条件，其符合sql语句，但变量参数可用?代替，在后边参数中指定具体参数值；参数 whereArgs 即为参数值数组，长度与参数 whereClause 中的?符合数量一致。如果删除某个数据表中的所有内容，只需将参数二和参数三均置为null即可。
调用该对象的update(String table, ContentValues values, String whereClause, String[] whereArgs)方法，可以更新数据库中指定的数据。返回 int 类型的结果表示更新的数据条数。其中参数 table 同样为要更新的数据表名；参数 values 指定要更新的字段数据；参数 whereClause 可以指定更新条件；参数 whereArgs 对应指定更新条件中的参数值。这里如果参数三和参数四均为null，则会更新数据表中所有数据条目。
调用该对象的query (String table, String[] columns, String selection, String[] selectionArgs, String groupBy, String having, String orderBy, String limit)系列方法，可以查询数据库中的指定数据。返回android.database.Cursor类型的游标对象，可以暂存多条结果。其中参数 table 为要查询的数据表名；参数 columns 为返回的结果中所包含的字段，如果为null则返回所有字段；参数 selection 为查询条件，同样符合sql语句，但变量参数用?代替；参数 selectionArgs 对应于查询条件中变量参数的值所组成的数组；参数 groupBy 与sql语句中的 GROUP BY 一致，可以指定返回的数据中以某个字段为分组依据，如果为null则不会分组；参数 having 同样与sql语句中的 HAVING 一致，指定返回的数据中是否包含某个字段，如果为null则包含所有数据；参数 orderBy 同样与sql语句中的 ORDER BY 一致，可以指定根据某个字段排序，如果为null则不会排序；参数 limit 与sql语句中的 LIMIT 一致，可以分页查找。

对于query()方法返回的Cursor类型，可以使用isX()系列方法判断当前状态X，使用moveX()系列方法将当前游标移动到某条数据对应位置，使用getX()系列方法获取游标当前位置对应条目数据的各字段及对应值。在使用完游标结果之后，一定要使用close()方法关闭当前游标，否则在下次查询数据时将依然返回当前的游标结果。

以上四种增删改查对应的操作方法，都可以使用原生的sql语句实现，所以可以直接调用SQLiteDatabase对象的execSQL (String sql)方法，传入一条已经定义好的sql语句即可。该方法在上文创建数据库时已有使用示例，可支持大多数sql语句。
在数据库中有事务的概念，也就是将多个增删改查操作线性执行看成一个整体的操作。同样在Android中，通过调用SQLiteDatabase对象的begainTransaction()方法可以启动一次事务，在所有事务操作执行结束后，再调用setTransactionSuccessful()方法标志当前事务操作以完成，如果不调用该方法，当前事务即便被提交也不会执行。最终再调用endTransaction()方法以结束当前事务，并判断在调用上述setTransactionsuccessful()标志方法条件下提交并执行当前事务。
释放数据库资源
在对数据库的所有操作结束之后，一般是在使用SQLiteDbHelper对象所在的组件生命周期结束之前，要调用SQLiteDbHelper对象的close()方法，以释放应用程序对数据库的资源占有。
借助更便捷的Room框架
为了在开发中更聚焦于业务代码逻辑，而简化数据库的开关流程，像Room这种开发级框架也就应运而生了。Room框架是有官方提供的推荐框架，除此之外，还有其他开发者或组织提供的优秀框架，包括但不限于GreenDao、LitePal、OrmLite等。由于开发级框架使用便捷，虽性能各有优劣，但使用大同小异，这里不再赘述。
简单开发中对数据库的使用只集中在增删改查的简单操作中，尤其是查询数据往往取出结果后会做进一步的过滤处理，如果能在查询操作时巧妙的借助 GROUP BY 这种子语句，其效率定能更快一步，这里多是开发人员容易忽略的一点。总之合理使用数据库，对大量相同结构数据的存储是很高效的，同时如果想进一步提高数据库性能，建议多学习下sql语句相关内容。