数据库整体框架

简介：SQLite是轻量级嵌入式数据库引擎，它支持 SQL 语言，并且只利用很少的内存就有很好的性能。此外它还是开源的，任何人都可以使用它。许多开源项目（(Mozilla, PHP, Python）都使用了 SQLite.SQLite 由以下几个组件组成：SQL 编译器、内核、后端以及附件。SQLite 通过利用虚拟机和虚拟数据库引擎（VDBE），使调试、修改和扩展 SQLite 的内核变得更加方便。

特点：

面向资源有限的设备，

没有服务器进程,

所有数据存放在同一文件中跨平台，

可自由复制。

SQLite 内部结构：

数据库内部结构

SQLite 基本上符合 SQL-92 标准，和其他的主要 SQL 数据库没什么区别。它的优点就是高效，Android 运行时环境包含了完整的 SQLite。  



SQLite 和其他数据库最大的不同就是对数据类型的支持，创建一个表时，可以在 CREATE TABLE 语句中指定某列的数据类型，但是你可以把任何数据类型放入任何列中。当某个值插入数据库时，SQLite 将检查它的类型。如果该类型与关联的列不匹配，则 SQLite 会尝试将该值转换成该列的类型。如果不能转换，则该值将作为其本身具有的类型存储。比如可以把一个字符串（String）放入 INTEGER 列。SQLite 称这为“弱类型”（manifest typing.）。 此外，SQLite 不支持一些标准的 SQL 功能，特别是外键约束（FOREIGN KEY constrains），嵌套 transcaction 和 RIGHT OUTER JOIN 和 FULL OUTER JOIN, 还有一些 ALTER TABLE 功能。 除了上述功能外，SQLite 是一个完整的 SQL 系统，拥有完整的触发器，交易等等。



Android 集成了 SQLite 数据库 Android 在运行时（run-time）集成了 SQLite，所以每个 Android 应用程序都可以使用 SQLite 数据库。 



对于熟悉 SQL 的开发人员来时，在 Android 开发中使用 SQLite 相当简单。但是，由于 JDBC 会消耗太多的系统资源，所以 JDBC 对于手机这种内存受限设备来说并不合适。因此，Android 提供了一些新的 API 来使用 SQLite 数据库，Android 开发中，程序员需要学使用这些 API。



数据库存储在 data/< 项目文件夹 >/databases/ 下。 Android 开发中使用 SQLite 数据库 Activites 可以通过 Content Provider 或者 Service 访问一个数据库。



下面会详细讲解如果创建数据库，添加数据和查询数据库。 创建数据库 Android 不自动提供数据库。在 Android 应用程序中使用 SQLite，必须自己创建数据库，然后创建表、索引，填充数据。

1.创建数据库

Android 提供了 SQLiteOpenHelper 帮助你创建一个数据库，你只要继承 SQLiteOpenHelper 类，就可以轻松的创建数据库。SQLiteOpenHelper 类根据开发应用程序的需要，封装了创建和更新数据库使用的逻辑。



SQLiteOpenHelper 的子类，至少需要实现三个方法：

1 构造函数，调用父类 SQLiteOpenHelper 的构造函数。这个方法需要四个参数：上下文环境（例如，一个 Activity），数据库名字，一个可选的游标工厂（通常是 Null），一个代表你正在使用的数据库模型版本的整数。

2 onCreate（）方法，它需要一个 SQLiteDatabase 对象作为参数，根据需要对这个对象填充表和初始化数据。

3 onUpgrage() 方法，它需要三个参数，一个 SQLiteDatabase 对象，一个旧的版本号和一个新的版本号，这样你就可以清楚如何把一个数据库从旧的模型转变到新的模型。



下面示例代码展示了如何继承 SQLiteOpenHelper 创建数据库：

public class DatabaseHelper extends SQLiteOpenHelper {    

  DatabaseHelper(Context context, String name, CursorFactory cursorFactory, int version) 
  {     
    super(context, name, cursorFactory, version);     
     }     
     
     @Override    
     public void onCreate(SQLiteDatabase db) {     
         // TODO 创建数据库后，对数据库的操作     
     }     
     
     @Override    
 public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion) {     
         // TODO 更改数据库版本的操作     
     }     
     
 @Override    
 public void onOpen(SQLiteDatabase db) {     
         super.onOpen(db);       
         // TODO 每次成功打开数据库后首先被执行     
     }     
 }     

2.数据的处理

SQLiteDatabase类为我们提供了很多种方法，上面的代码中基本上囊括了大部分的数据库操作；对于添加、更新和删除来说，我们都可以使用

1 db.executeSQL(String sql);
2 db.executeSQL(String sql, Object[] bindArgs);//sql语句中使用占位符，然后第二个参数是实际的参数集

除了统一的形式之外，他们还有各自的操作方法：

1 db.insert(String table, String nullColumnHack, ContentValues values);
2 db.update(String table, Contentvalues values, String whereClause, String whereArgs);
3 db.delete(String table, String whereClause, String whereArgs);

以上三个方法的第一个参数都是表示要操作的表名；insert中的第二个参数表示如果插入的数据每一列都为空的话，需要指定此行中某一列的名称，系统将此列设置为NULL，不至于出现错误；insert中的第三个参数是ContentValues类型的变量，是键值对组成的Map，key代表列名，value代表该列要插入的值；update的第二个参数也很类似，只不过它是更新该字段key为最新的value值，第三个参数whereClause表示WHERE表达式，比如“age > ? and age < ?”等，最后的whereArgs参数是占位符的实际参数值；delete方法的参数也是一样

下面给出demo

（1）数据的添加

1.使用insert方法

1 ContentValues cv = new ContentValues();//实例化一个ContentValues用来装载待插入的数据
2 cv.put("title","you are beautiful");//添加title
3 cv.put("weather","sun"); //添加weather
4 cv.put("context","xxxx"); //添加context
5 String publish = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")
6                         .format(new Date());
7 cv.put("publish ",publish); //添加publish
8 db.insert("diary",null,cv);//执行插入操作

2.使用execSQL方式来实现

String sql = "insert into user(username,password) values ('Jack Johnson','iLovePopMuisc');//插入操作的SQL语句
db.execSQL(sql);//执行SQL语句

（2）数据的删除

同样有2种方式可以实现

String whereClause = "username=?";//删除的条件
String[] whereArgs = {"Jack Johnson"};//删除的条件参数
db.delete("user",whereClause,whereArgs);//执行删除

使用execSQL方式的实现

String sql = "delete from user where username='Jack Johnson'";//删除操作的SQL语句
db.execSQL(sql);//执行删除操作

（3）数据修改

同上，仍是2种方式

ContentValues cv = new ContentValues();//实例化ContentValues
cv.put("password","iHatePopMusic");//添加要更改的字段及内容
String whereClause = "username=?";//修改条件
String[] whereArgs = {"Jack Johnson"};//修改条件的参数
db.update("user",cv,whereClause,whereArgs);//执行修改

使用execSQL方式的实现

String sql = "update user set password = 'iHatePopMusic' where username='Jack Johnson'";//修改的SQL语句
db.execSQL(sql);//执行修改

（4）数据查询

下面来说说查询操作。查询操作相对于上面的几种操作要复杂些，因为我们经常要面对着各种各样的查询条件，所以系统也考虑到这种复杂性，为我们提供了较为丰富的查询形式：

1 db.rawQuery(String sql, String[] selectionArgs);  
2 db.query(String table, String[] columns, String selection, String[] selectionArgs, String groupBy, String having, String orderBy);  
3 db.query(String table, String[] columns, String selection, String[] selectionArgs, String groupBy, String having, String orderBy, String limit);  
4 db.query(String distinct, String table, String[] columns, String selection, String[] selectionArgs, String groupBy, String having, String orderBy, String limit);  

上面几种都是常用的查询方法，第一种最为简单，将所有的SQL语句都组织到一个字符串中，使用占位符代替实际参数，selectionArgs就是占位符实际参数集；

各参数说明：

table：表名称
colums：表示要查询的列所有名称集
selection：表示WHERE之后的条件语句，可以使用占位符
selectionArgs：条件语句的参数数组
groupBy：指定分组的列名
having：指定分组条件,配合groupBy使用
orderBy：y指定排序的列名
limit：指定分页参数
distinct：指定“true”或“false”表示要不要过滤重复值
Cursor：返回值，相当于结果集ResultSet

最后，他们同时返回一个Cursor对象，代表数据集的游标，有点类似于JavaSE中的ResultSet。下面是Cursor对象的常用方法：

1 c.move(int offset); //以当前位置为参考,移动到指定行  
 2 c.moveToFirst();    //移动到第一行  
 3 c.moveToLast();     //移动到最后一行  
 4 c.moveToPosition(int position); //移动到指定行  
 5 c.moveToPrevious(); //移动到前一行  
 6 c.moveToNext();     //移动到下一行  
 7 c.isFirst();        //是否指向第一条  
 8 c.isLast();     //是否指向最后一条  
 9 c.isBeforeFirst();  //是否指向第一条之前  
10 c.isAfterLast();    //是否指向最后一条之后  
11 c.isNull(int columnIndex);  //指定列是否为空(列基数为0)  
12 c.isClosed();       //游标是否已关闭  
13 c.getCount();       //总数据项数  
14 c.getPosition();    //返回当前游标所指向的行数  
15 c.getColumnIndex(String columnName);//返回某列名对应的列索引值  
16 c.getString(int columnIndex);   //返回当前行指定列的值 

实现代码

String[] params =  {12345,123456};
Cursor cursor = db.query("user",columns,"ID=?",params,null,null,null);//查询并获得游标
if(cursor.moveToFirst()){//判断游标是否为空
    for(int i=0;i<cursor.getCount();i++){
        cursor.move(i);//移动到指定记录
        String username = cursor.getString(cursor.getColumnIndex("username");
        String password = cursor.getString(cursor.getColumnIndex("password"));
    }
}

通过rawQuery实现的带参数查询

Cursor result=db.rawQuery("SELECT ID, name, inventory FROM mytable");
//Cursor c = db.rawQuery("s name, inventory FROM mytable where ID=?",new Stirng[]{"123456"});     
result.moveToFirst(); 
while (!result.isAfterLast()) { 
    int id=result.getInt(0); 
    String name=result.getString(1); 
    int inventory=result.getInt(2); 
    // do something useful with these 
    result.moveToNext(); 
 } 
 result.close();

在上面的代码示例中，已经用到了这几个常用方法中的一些，关于更多的信息，大家可以参考官方文档中的说明。

注意：最后当我们完成了对数据库的操作后，记得调用SQLiteDatabase的close()方法释放数据库连接，否则容易出现SQLiteException。

上面就是SQLite的基本应用，但在实际开发中，为了能够更好的管理和维护数据库，我们会封装一个继承自SQLiteOpenHelper类的数据库操作类，然后以这个类为基础，再封装我们的业务逻辑方法。

下面是一个参考案例：

1、首先创建数据库类

 1 import android.content.Context;
 2 import android.database.sqlite.SQLiteDatabase;
 3 import android.database.sqlite.SQLiteDatabase.CursorFactory;
 4 import android.database.sqlite.SQLiteOpenHelper;
 5 
 6 public class SqliteDBHelper extends SQLiteOpenHelper {
 7 
 8     // 步骤1：设置常数参量
 9     private static final String DATABASE_NAME = "diary_db";
10     private static final int VERSION = 1;
11     private static final String TABLE_NAME = "diary";
12 
13     // 步骤2：重载构造方法
14     public SqliteDBHelper(Context context) {
15         super(context, DATABASE_NAME, null, VERSION);
16     }
17 
18     /*
19      * 参数介绍：context 程序上下文环境 即：XXXActivity.this 
20      * name 数据库名字 
21      * factory 接收数据，一般情况为null
22      * version 数据库版本号
23      */
24     public SqliteDBHelper(Context context, String name, CursorFactory factory,
25             int version) {
26         super(context, name, factory, version);
27     }
28     //数据库第一次被创建时，onCreate()会被调用
29     @Override
30     public void onCreate(SQLiteDatabase db) {
31         // 步骤3：数据库表的创建
32         String strSQL = "create table "
33                 + TABLE_NAME
34                 + "(tid integer primary key autoincrement,title varchar(20),weather varchar(10),context text,publish date)";
35         //步骤4：使用参数db,创建对象
36         db.execSQL(strSQL);
37     }
38     //数据库版本变化时，会调用onUpgrade()
39     @Override
40     public void onUpgrade(SQLiteDatabase arg0, int arg1, int arg2) {
41 
42     }
43 }

正如上面所述，数据库第一次创建时onCreate方法会被调用，我们可以执行创建表的语句，当系统发现版本变化之后，会调用onUpgrade方法，我们可以执行修改表结构等语句。

2.Dao文件来封装我们所有的业务方法，代码如下：

1 import android.content.Context;
 2 import android.database.Cursor;
 3 import android.database.sqlite.SQLiteDatabase;
 4 
 5 import com.chinasoft.dbhelper.SqliteDBHelper;
 6 
 7 public class DiaryDao {
 8 
 9     private SqliteDBHelper sqliteDBHelper;
10     private SQLiteDatabase db;
11 
12     // 重写构造方法
13     public DiaryDao(Context context) {
14         this.sqliteDBHelper = new SqliteDBHelper(context);
15         db = sqliteDBHelper.getWritableDatabase();
16     }
17 
18     // 读操作
19     public String execQuery(final String strSQL) {
20         try {
21             System.out.println("strSQL>" + strSQL);
22             // Cursor相当于JDBC中的ResultSet
23             Cursor cursor = db.rawQuery(strSQL, null);
24             // 始终让cursor指向数据库表的第1行记录
25             cursor.moveToFirst();
26             // 定义一个StringBuffer的对象，用于动态拼接字符串
27             StringBuffer sb = new StringBuffer();
28             // 循环游标，如果不是最后一项记录
29             while (!cursor.isAfterLast()) {
30                 sb.append(cursor.getInt(0) + "/" + cursor.getString(1) + "/"
31                         + cursor.getString(2) + "/" + cursor.getString(3) + "/"
32                         + cursor.getString(4)+"#");
33                 //cursor游标移动
34                 cursor.moveToNext();
35             }
36             db.close();
37             return sb.deleteCharAt(sb.length()-1).toString();
38         } catch (RuntimeException e) {
39             e.printStackTrace();
40             return null;
41         }
42 
43     }
44 
45     // 写操作
46     public boolean execOther(final String strSQL) {
47         db.beginTransaction();  //开始事务
48         try {
49             System.out.println("strSQL" + strSQL);
50             db.execSQL(strSQL);
51             db.setTransactionSuccessful();  //设置事务成功完成 
52             db.close();
53             return true;
54         } catch (RuntimeException e) {
55             e.printStackTrace();
56             return false;
57         }finally {  
58             db.endTransaction();    //结束事务  
59         }  
60 
61     }
62 }

我们在Dao构造方法中实例化sqliteDBHelper并获取一个SQLiteDatabase对象，作为整个应用的数据库实例；在增删改信息时，我们采用了事务处理，确保数据完整性；最后要注意释放数据库资源db.close()，这一个步骤在我们整个应用关闭时执行，这个环节容易被忘记，所以朋友们要注意。

我们获取数据库实例时使用了getWritableDatabase()方法，也许朋友们会有疑问，在getWritableDatabase()和getReadableDatabase()中，你为什么选择前者作为整个应用的数据库实例呢？在这里我想和大家着重分析一下这一点。

我们来看一下SQLiteOpenHelper中的getReadableDatabase()方法：

 1 public synchronized SQLiteDatabase getReadableDatabase() {  
 2     if (mDatabase != null && mDatabase.isOpen()) {  
 3         // 如果发现mDatabase不为空并且已经打开则直接返回  
 4         return mDatabase;  
 5     }  
 6   
 7     if (mIsInitializing) {  
 8         // 如果正在初始化则抛出异常  
 9         throw new IllegalStateException("getReadableDatabase called recursively");  
10     }  
11   
12     // 开始实例化数据库mDatabase  
13   
14     try {  
15         // 注意这里是调用了getWritableDatabase()方法  
16         return getWritableDatabase();  
17     } catch (SQLiteException e) {  
18         if (mName == null)  
19             throw e; // Can't open a temp database read-only!  
20         Log.e(TAG, "Couldn't open " + mName + " for writing (will try read-only):", e);  
21     }  
22   
23     // 如果无法以可读写模式打开数据库 则以只读方式打开  
24   
25     SQLiteDatabase db = null;  
26     try {  
27         mIsInitializing = true;  
28         String path = mContext.getDatabasePath(mName).getPath();// 获取数据库路径  
29         // 以只读方式打开数据库  
30         db = SQLiteDatabase.openDatabase(path, mFactory, SQLiteDatabase.OPEN_READONLY);  
31         if (db.getVersion() != mNewVersion) {  
32             throw new SQLiteException("Can't upgrade read-only database from version " + db.getVersion() + " to "  
33                     + mNewVersion + ": " + path);  
34         }  
35   
36         onOpen(db);  
37         Log.w(TAG, "Opened " + mName + " in read-only mode");  
38         mDatabase = db;// 为mDatabase指定新打开的数据库  
39         return mDatabase;// 返回打开的数据库  
40     } finally {  
41         mIsInitializing = false;  
42         if (db != null && db != mDatabase)  
43             db.close();  
44     }  
45 }

在getReadableDatabase()方法中，首先判断是否已存在数据库实例并且是打开状态，如果是，则直接返回该实例，否则试图获取一个可读写模式的数据库实例，如果遇到磁盘空间已满等情况获取失败的话，再以只读模式打开数据库，获取数据库实例并返回，然后为mDatabase赋值为最新打开的数据库实例。既然有可能调用到getWritableDatabase()方法，我们就要看一下了：

public synchronized SQLiteDatabase getWritableDatabase() {  
    if (mDatabase != null && mDatabase.isOpen() && !mDatabase.isReadOnly()) {  
        // 如果mDatabase不为空已打开并且不是只读模式 则返回该实例  
        return mDatabase;  
    }  
  
    if (mIsInitializing) {  
        throw new IllegalStateException("getWritableDatabase called recursively");  
    }  
  
    // If we have a read-only database open, someone could be using it  
    // (though they shouldn't), which would cause a lock to be held on  
    // the file, and our attempts to open the database read-write would  
    // fail waiting for the file lock. To prevent that, we acquire the  
    // lock on the read-only database, which shuts out other users.  
  
    boolean success = false;  
    SQLiteDatabase db = null;  
    // 如果mDatabase不为空则加锁 阻止其他的操作  
    if (mDatabase != null)  
        mDatabase.lock();  
    try {  
        mIsInitializing = true;  
        if (mName == null) {  
            db = SQLiteDatabase.create(null);  
        } else {  
            // 打开或创建数据库  
            db = mContext.openOrCreateDatabase(mName, 0, mFactory);  
        }  
        // 获取数据库版本(如果刚创建的数据库,版本为0)  
        int version = db.getVersion();  
        // 比较版本(我们代码中的版本mNewVersion为1)  
        if (version != mNewVersion) {  
            db.beginTransaction();// 开始事务  
            try {  
                if (version == 0) {  
                    // 执行我们的onCreate方法  
                    onCreate(db);  
                } else {  
                    // 如果我们应用升级了mNewVersion为2,而原版本为1则执行onUpgrade方法  
                    onUpgrade(db, version, mNewVersion);  
                }  
                db.setVersion(mNewVersion);// 设置最新版本  
                db.setTransactionSuccessful();// 设置事务成功  
            } finally {  
                db.endTransaction();// 结束事务  
            }  
        }  
  
        onOpen(db);  
        success = true;  
        return db;// 返回可读写模式的数据库实例  
    } finally {  
        mIsInitializing = false;  
        if (success) {  
            // 打开成功  
            if (mDatabase != null) {  
                // 如果mDatabase有值则先关闭  
                try {  
                    mDatabase.close();  
                } catch (Exception e) {  
                }  
                mDatabase.unlock();// 解锁  
            }  
            mDatabase = db;// 赋值给mDatabase  
        } else {  
            // 打开失败的情况：解锁、关闭  
            if (mDatabase != null)  
                mDatabase.unlock();  
            if (db != null)  
                db.close();  
        }  
    }  
}

大家可以看到，几个关键步骤是，首先判断mDatabase如果不为空已打开并不是只读模式则直接返回，否则如果mDatabase不为空则加锁，然后开始打开或创建数据库，比较版本，根据版本号来调用相应的方法，为数据库设置新版本号，最后释放旧的不为空的mDatabase并解锁，把新打开的数据库实例赋予mDatabase，并返回最新实例。

看完上面的过程之后，大家或许就清楚了许多，如果不是在遇到磁盘空间已满等情况，getReadableDatabase()一般都会返回和getWritableDatabase()一样的数据库实例，所以我们在DBManager构造方法中使用getWritableDatabase()获取整个应用所使用的数据库实例是可行的。当然如果你真的担心这种情况会发生，那么你可以先用getWritableDatabase()获取数据实例，如果遇到异常，再试图用getReadableDatabase()获取实例，当然这个时候你获取的实例只能读不能写了

3.数据库的使用，让我们看一下如何使用这些数据操作方法来显示数据，界面核心逻辑代码:

public class SQLiteActivity extends Activity {

    public DiaryDao diaryDao;

    //因为getWritableDatabase内部调用了mContext.openOrCreateDatabase(mName, 0, mFactory);  
    //所以要确保context已初始化,我们可以把实例化Dao的步骤放在Activity的onCreate里
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        diaryDao = new DiaryDao(SQLiteActivity.this);
        initDatabase();
    }

    class ViewOcl implements View.OnClickListener {

        @Override
        public void onClick(View v) {

            String strSQL;
            boolean flag;
            String message;
            switch (v.getId()) {
            case R.id.btnAdd:
                String title = txtTitle.getText().toString().trim();
                String weather = txtWeather.getText().toString().trim();;
                String context = txtContext.getText().toString().trim();;
                String publish = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")
                        .format(new Date());
                // 动态组件SQL语句
                strSQL = "insert into diary values(null,'" + title + "','"
                        + weather + "','" + context + "','" + publish + "')";
                flag = diaryDao.execOther(strSQL);
                //返回信息
                message = flag?"添加成功":"添加失败";
                Toast.makeText(getApplicationContext(), message, Toast.LENGTH_LONG).show();
                break;
            case R.id.btnDelete:
                strSQL = "delete from diary where tid = 1";
                flag = diaryDao.execOther(strSQL);
                //返回信息
                message = flag?"删除成功":"删除失败";
                Toast.makeText(getApplicationContext(), message, Toast.LENGTH_LONG).show();
                break;
            case R.id.btnQuery:
                strSQL = "select * from diary order by publish desc";
                String data = diaryDao.execQuery(strSQL);
                Toast.makeText(getApplicationContext(), data, Toast.LENGTH_LONG).show();
                break;
            case R.id.btnUpdate:
                strSQL = "update diary set title = '测试标题1-1' where tid = 1";
                flag = diaryDao.execOther(strSQL);
                //返回信息
                message = flag?"更新成功":"更新失败";
                Toast.makeText(getApplicationContext(), message, Toast.LENGTH_LONG).show();
                break;
            }
        }
    }

    private void initDatabase() {
        // 创建数据库对象
        SqliteDBHelper sqliteDBHelper = new SqliteDBHelper(SQLiteActivity.this);
        sqliteDBHelper.getWritableDatabase();
        System.out.println("数据库创建成功");
    }
}

Android sqlite3数据库管理工具

Android SDK的tools目录下提供了一个sqlite3.exe工具，这是一个简单的sqlite数据库管理工具。开发者可以方便的使用其对sqlite数据库进行命令行的操作。

程序运行生成的.db文件一般位于"/data/data/项目名(包括所处包名)/databases/.db"，因此要对数据库文件进行操作需要先找到数据库文件：

1、进入shell 命令

adb shell

2、找到数据库文件

cd data/data

ls --列出所有项目

cd project_name --进入所需项目名

cd databases

ls --列出现寸的数据库文件

3、进入数据库

sqlite3 test_db --进入所需数据库

会出现类似如下字样：

SQLite version 3.6.22
Enter ".help" for instructions
Enter SQL statements terminated with a ";"
sqlite>

至此，可对数据库进行sql操作。

4、sqlite常用命令

.databases --产看当前数据库
.tables --查看当前数据库中的表
.help --sqlite3帮助
.schema --各个表的生成语句